11-3. Геохимия атмосферы. Атмосферная миграция химических элементов.

На Земле газы образуют самостоятельную оболочку – атмосферу.В земной коре они встречаются в трех формах: свободной; растворимой в воде, расплавах и нефти; адсорбированной и окклюдированной горными породами. Образование и классификация газов. А. И. Перельман (1989) выделил три основные группы процессов образования газов: физико-химическую, биогенную и техногенную. Физико-химические процессы включают реакции, которые приводят к образованию CO2, H2S, водяного пара и других газов.Биогенные процессы (фотосинтез, биохимический) участвуют в образовании O2, CO2, N2, H2S, CH4 и других газов. С техногенными процессами связано поступление в атмосферу CO2, CO, оксидов азота, серы, органических летучих соединений.

Основу атмосферы составляют N2, O2, Ar, CO2 (99,99 % сухого воздуха). Незначительную примесь в атмосфере составляют углеводороды, озон, водород, инертные газы, пыль различного генезиса, органические летучие соединения, микроорганизмы. Особое место в циркуляции атмосферы, изменении ее состава выполняет водяной пар. Значение второстепенных компонентов велико, СО2-источник питания для жизни растений, О3 поглощает УФ.

В начале геологического времени в атмосферу привносились:

1. газы при кристаллизации магм

2.кислород, выделившийся при фотосинтезе

3. гелий при радиоактивном распаде урана и трития

4. вулканическая деятелньость

Вынос:

1. кислорода при окислении Н до воды

2. СО2 при образовании угля и нефти

3. азот

4. Н и Не путем их удаления из гравитационного поля земли.

. По мере удаления от поверхности земли атмосфера становится все более и более разреженной

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12

12-1. Кларки.

Кларк-содержание элемента в данной природной системе. Различают весовые и атомные кларки. Подмечено,что элементы с четной атомной массой более распространены.Элементы с чётными порядковыми номерами слагают 87 % массы земной коры, а с нечётными — только 13 %.Также наибольшим распространением в природе пользуются х.э. лишь малого атомного веса.(до железа,п.н.26)Элементы делятся на дефецитные и избыточные.Дефицитные:

-тяж.радиоактив.эл.(распадаются)

-Li,Be,B

-инертные газы(насыщены)

Избыточные:

-заряд ядра с разностью 6,12- О8,Si14,Са20,Fe26.

-атомный вес ведущего изотопа 4n –O16,Mg24,Si28,Ca40,Fe56.

-«магические числа» нуклонов-2,8,20,28,40,50,82

Средний химический состав Земли в целом рассчитывался на основании данных о содержании элементов в метеоритах.В процессах миграции элементов кларки элементов являются количественным показателем их концентрации.Ниже приведены кларки элементов (в массовых процентах) для земной коры. Элементы расположены в порядке убывания их распространённости. : O2 – 50 Si – 26 Al – 8 Fe – 5 Ca – 3 Na – 3 K – 2 Mg – 2 Н-0.9 и тд.

12-2. Кристаллизация изоморфных смесей

Изоморфизм - способность атомов, ионов или молекул замещать друг друга в кристаллических структурах. В результате изоморфизма образуются твёрдые растворы замещения. Вещества, которым присущ изоморфизм, называют изоморфными.

При изоморфизме в минералах химические элементы (атомы или ионы) замещают друг друга в кристаллической решетке минерала не меняя при этом его структуру (Собственно изоморфизм). Изоморфные вещества могут кристаллизоваться совместно, давая смешанные кристаллы - изоморфные смеси. Эти смеси образуются лишь тогда, когда замещающие друг друга частицы (атомы, ионы, молекулы) близки по своим эффективным размерам. Согласно правилу Гольдшмидта, образование изоморфных смесей с широким диапазоном концентраций возможно при тождестве знака заряда и близкой поляризуемости замещающих друг друга атомов или ионов, если их ионные радиусы различаются не более чем на 15%. Если два вещества дают изоморфные смеси любых концентраций (непрерывный ряд твердых растворов), то изоморфизм называют совершенным. В противном случае говорят о несовершенном (или ограниченном) изоморфизме. Совершенный изоморфизм характерен только для изоструктурных веществ, имеющих сходное пространственное расположение атомов или ионов и поэтому сходные по внешней форме кристаллы. Для ограниченного изоморфизма условие изоструктурности необязательно