4.Геохимические классификации химических элементов.

Все классификации основаны на таблице Менделеева. Каждая классификация должна отвечать двум требованиям: должна характеризовать поведение химического элемента в природных физико-химических процессах; должна определять ассоциацию химических элементов.

Существует несколько классификаций, наиболее ранние из них: Вернадского В.И., Ферсмана А.Е., Заварицкого А.Н., Гольдшмидта В.М., Садецки-Кардоша Э. Наиболее часто используются классификации двух последних авторов.

Классификация Гольдшмидта

1. Атмофилы – H, He, N, Xe, N.

2. Литофилы – характерно сродство к кислороду, легко образуют кислородные соединения – Na, K, Ca, Mg, Si, Al и др.

3. Халькофилы – обладают сродством к сере – Cu, Pb, Zn, As, Hg, Bi, Sb, Au и др.

4. Сидерофилы – обладают сродством к мышьяку, образуя арсениды, встречаются в самородном состоянии – Fe, Pt, Os, Ir, Co, Ni, V и др.

5. Биофилы – элементы всех четырех групп, участвующие в органических веществах.

Классификация Садецки-Кардоша (развитие теории Гольдшмидта):

1. Атмофилы.

2. Литофилы (в меньшем объеме).

3. Сидерофилы.

4. Оксихалькофилы – образуют содинения и с S, и с O – Sn, As, Bi, Pb.

5. Сульфохалькофилы (кислородные соединения мало характерны) – Cu, Zn, Hg.

6. Пегматофилы – Nb, Na, U, Th, W и др.

7. Сдиментофилы – C, B, Cl, F, Br, I.

8. Биофилы.

Отнесение элементов к определенной группе не является однозначным. Часто при изменении физико-химических условий поведение элементов является и типичный сидерофильный элемент проявляет свойство литофильных.

5. Распространенность химических элементов.

Распространённость химических элементов, мера того как относительно распространёны или редки элементы, или сколько присутствуют элементов в данной среде по сравнению со всеми другими элементами.

1) Наиболее распространены “легкие” элементы, с увеличением ат. массы распространенность снижается.

2) Преимущественно распространены элементы с четным порядковым номером (по табл. Менделеева).

6.Кларки химических элементов.

В конце 19ого века, американский геолог Кларк, подсчитал основной состав земли, характеризующийся средним распространением элементов в земной коре.

Кларки могут быть выражены в разных единицах измерения. Выделяют:

1.Массовые кларки КМ – выражают среднее содержание элемнта в весовых %. 2.Атомные кларки КА – выражают в % число атомов химического элемента по соотношению к общему числу атомов элементо.

3.Объёмные кларки КО – показывают какой объём занимают атомы данного химического элемента. Постоянно уточняются, переписываются.

Соотношение КМ и КА: лёгкие элементы КА>КМ, тяжёлые элементы КМ>КА.

В зависимости от масштабов, которые характеризуют кларки, выделяют:

-Глобальные, характеризуют сод-е элементов в гидросфере.

-Региональные, характеризуют сод-е элементов в определённом районе, в геохимической провинции.

7. Закономерности распространенности химических элементов в атмосфере и гидросфере.

Атмосфера это мощная газовая оболочка земли, уходящая вглубь до ядра и плавно переходящая в межсвязное пространство (межзвездный газ)

Открытие атмосферы: Леонардо да Винчи первым указал на сложность и роль атмосферы. Лавуазье первым обнаружил 2 газа – азот и кислород и определил их соотношение.

Строение и состав: газы атмосферы – 5270*10¹²т

Газы гидросферы – 16*10¹²т

Газы земных недр – 440000*10¹²т

Химический состав: главные газы (N₂-78%, O₂-27%, Ar-0.9%, CO₂-0.03%)

Другие газы-Ne, He, Kr, Xe, H₂, CH₄, H₂O, SO₄, H₂S, HCI, HF и др.

Радиактивные газы, газы и аэрозоли металлов и др.элементов

Воздух является средой миграции многих хим.элем.и их соединения.

Отмечается изменение состава воздуха:

- относительно экватора

- от высоты

- территория экватора

- воздействие техносферы

- воздействие внутр.дыхания земли..

Состав земной атмосферы уникален.

В первичном составе земной атмосферы преобладали СН₄,NН₃; В малых концентрациях присутствует Н₂, Н₂О, СО, СО₂, НСI и другие.

Гидросфера.

Морские воды. Ср соленость 35%о, определяется в основном содерж Cl. Основ анионы: Cl, SO4,HCO3. Основные катионы: Na, Mg, Ca, K.Газовый состав: CO2, N, O, H2S, Ar, He, Ne. pH 8 V=1370 млн км3

Атмосферные воды: 525 тыс км3 воды ежегодно проходит ч/з атмосферу. М 0,1г/л и более. ОСн анионы: Cl. Основн катионы: Si, Fe, Mg, Al, K, Na. Катионно-анионый состав Na>Mg>Ca Cl>SO4>HCO3

Воды поверхности континентов. pH 4 – 7 (болота-реки). М 0,5г/л до 150 г/л. Катионно-анионный состав Ca>Na>Mg HCO3>SO4>Cl. Состав и миграция зависят от ландшафтно-геогр зон, от климата, сезона.