لماذا بعدد الذرات في الأرض. تركيب الذرة والنظائر وتوزيع الهيدروجين والأكسجين والكبريت والنيتروجين في القشرة الأرضية. تطبيقات الهيدروجين
بالنسبة للكيمياء الجيولوجية ، من المهم معرفة مبدأ توزيع العناصر الكيميائية في قشرة الأرض. لماذا يوجد بعضها غالبًا في الطبيعة ، والبعض الآخر نادر جدًا ، والبعض الآخر لا يزال من "المتاحف النادرة"؟
أداة قوية لشرح العديد من الظواهر الجيوكيميائية هو القانون الدوري لـ D.I. مندليف. على وجه الخصوص ، يمكن استخدامه لفحص توزيع العناصر الكيميائية في قشرة الأرض.
لأول مرة ، تم عرض العلاقة بين الخصائص الجيوكيميائية للعناصر وموقعها في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية بواسطة D.I. منديليف ، ف. Vernadsky و A.E. فيرسمان.
قواعد (قوانين) الجيوكيمياء
حكم مندليف
في عام 1869 ، أثناء العمل على القانون الدوري ، د. صاغ منديليف القاعدة: العناصر ذات الوزن الذري المنخفض أكثر شيوعًا بشكل عام من العناصر ذات الوزن الذري العالي.»(انظر الملحق 1 ، الجدول الدوري للعناصر الكيميائية). في وقت لاحق ، مع الكشف عن بنية الذرة ، تبين أنه بالنسبة للعناصر الكيميائية ذات الكتلة الذرية الصغيرة ، فإن عدد البروتونات يساوي تقريبًا عدد النيوترونات في نوى ذراتها ، أي نسبة هاتان الكميتان تساويان أو تقتربان من الوحدة: بالنسبة للأكسجين = 1.0 ؛ للألمنيوم
بالنسبة للعناصر الأقل شيوعًا ، تسود النيوترونات في نوى الذرات وتكون نسبة عددها إلى عدد البروتونات أكبر بكثير من واحد: للراديوم ؛ لليورانيوم = 1.59.
تم تطوير "قاعدة منديليف" بشكل أكبر في أعمال الفيزيائي الدنماركي نيلز بور والكيميائي الروسي ، الأكاديمي في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية فيكتور إيفانوفيتش سبيتسين.
 | فيكتور إيفانوفيتش سبيتسين (1902-1988) |
حكم Oddo
في عام 1914 ، صاغ الكيميائي الإيطالي جوزيبي أودو قاعدة أخرى: يتم التعبير عن الأوزان الذرية للعناصر الأكثر شيوعًا بمضاعفات أربعة ، أو تنحرف قليلاً عن هذه الأرقام.". في وقت لاحق ، تلقت هذه القاعدة بعض التفسير في ضوء البيانات الجديدة حول بنية الذرات: بنية نووية تتكون من بروتونين واثنين من النيوترونات لها قوة خاصة.
حكم هاركينز
في عام 1917 ، لفت الكيميائي الفيزيائي الأمريكي ويليام درابر هاركينز (هاركينز) الانتباه إلى حقيقة أن يتم توزيع العناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية (الترتيبية) في الطبيعة عدة مرات أكثر من العناصر المجاورة لها ذات الأعداد الفردية.أكدت الحسابات الملاحظة: من أول 28 عنصرًا من النظام الدوري ، يشكل 14 عنصرًا حتى 86٪ والعناصر الفردية - 13.6٪ فقط من كتلة قشرة الأرض.
في هذه الحالة ، قد يكون التفسير هو حقيقة أن العناصر الكيميائية ذات الأعداد الذرية الفردية تحتوي على جسيمات غير مرتبطة بالهيونات ، وبالتالي فهي أقل استقرارًا.
هناك العديد من الاستثناءات لقاعدة Harkins: على سبيل المثال ، حتى الغازات النبيلة نادرة للغاية ، والألمنيوم الغريب Al يتفوق حتى على المغنيسيوم Mg في التوزيع. ومع ذلك ، هناك اقتراحات بأن هذه القاعدة لا تنطبق كثيرًا على قشرة الأرض ، ولكن على الكرة الأرضية بأكملها. على الرغم من عدم وجود بيانات موثوقة حول تكوين الطبقات العميقة للكرة الأرضية ، إلا أن بعض المعلومات تشير إلى أن كمية المغنيسيوم في الكرة الأرضية هي ضعف كمية الألمنيوم. كمية الهليوم He في الفضاء الخارجي أكبر بعدة مرات من احتياطياته الأرضية. ربما يكون هذا هو العنصر الكيميائي الأكثر شيوعًا في الكون.
حكم فيرسمان
أ. أظهر فيرسمان بوضوح اعتماد وفرة العناصر الكيميائية في قشرة الأرض على عددها الذري (الترتيبي). يصبح هذا الاعتماد واضحًا بشكل خاص إذا قمت ببناء رسم بياني في الإحداثيات: العدد الذري - لوغاريتم كلارك الذري. يوضح الرسم البياني اتجاهًا واضحًا: ينخفض كلارك الذري مع زيادة الأعداد الذرية للعناصر الكيميائية.
أرز. . انتشار العناصر الكيميائية في القشرة الأرضية
أرز. 5. انتشار العناصر الكيميائية في الكون
(اللوغاريتمات C هي لوغاريتمات كلارك ذري وفقًا لفيرسمان)
(تشير البيانات المتعلقة بعدد الذرات إلى 10 6 ذرات سيليكون)
منحنى صلب - حتى قيم Z ،
متقطع - قيم Z الفردية
ومع ذلك ، هناك بعض الانحرافات عن هذه القاعدة: بعض العناصر الكيميائية تتجاوز بشكل كبير قيم الوفرة المتوقعة (الأكسجين O ، السيليكون Si ، الكالسيوم الكالسيوم ، الحديد Fe ، الباريوم Ba) ، بينما البعض الآخر (الليثيوم لي ، البريليوم بي ، البورون ب) أقل شيوعًا مما هو متوقع من حكم فيرسمان. تسمى هذه العناصر الكيميائية على التوالي متكررو نادرة.
يتم تقديم صياغة القانون الأساسي للكيمياء الجيولوجية في p.
إجابات على الأسئلة ،
تقدم لامتحان تخصص "العمليات الفيزيائية والكيميائية في البيئة" لطلاب السنة الثالثة في تخصص "الإدارة البيئية والتدقيق في الصناعة"
وفرة الذرات في البيئة. عناصر كلارك.
عنصر كلارك - تقدير رقمي لمتوسط محتوى عنصر ما في قشرة الأرض ، والغلاف المائي ، والغلاف الجوي ، والأرض ككل ، وأنواع مختلفة من الصخور ، والأجسام الفضائية ، وما إلى ذلك. يمكن التعبير عن كلارك العنصر بوحدات الكتلة (٪ ، g / t) ، أو في٪ الذرية. قدمه فيرسمان ، سمي على اسم فرانك أنجليسور ، عالم الكيمياء الجيولوجية الأمريكية.
تم تحديد التوزيع الكمي للعناصر الكيميائية في قشرة الأرض لأول مرة بواسطة كلارك. كما قام بتضمين الغلاف المائي والغلاف الجوي في قشرة الأرض. ومع ذلك ، فإن كتلة الغلاف المائي هي نسبة قليلة ، والغلاف الجوي - جزء من مائة بالمائة من كتلة قشرة الأرض الصلبة ، لذلك تعكس أرقام كلارك أساسًا تكوين قشرة الأرض الصلبة. لذلك ، في عام 1889 تم حساب كلاركس لعشرة عناصر ، في عام 1924 - لـ 50 عنصرًا.
تجعل القياسات الإشعاعية الحديثة ، التنشيط النيوتروني ، الامتصاص الذري وطرق التحليل الأخرى من الممكن تحديد محتوى العناصر الكيميائية في الصخور والمعادن بدقة وحساسية كبيرين. تغيرت الأفكار حول كلاركس. N-r: Ge في عام 1898 ، اعتبر فوكس أن كلارك يساوي n * 10 -10٪. تمت دراسة Ge بشكل سيئ وليس لها قيمة عملية. في عام 1924 ، تم حساب كلارك بالنسبة له بنسبة 10 - 9٪ (كلارك وج.واشنطن). في وقت لاحق ، تم العثور على Ge في الفحم ، وزاد كلاركه إلى 0.n٪. يستخدم Ge في الهندسة الراديوية ، والبحث عن المواد الخام الجرمانيوم ، وأظهرت دراسة تفصيلية للكيمياء الجيولوجية لـ Ge أن Ge ليس نادرًا جدًا في قشرة الأرض ، فكلاركه في الغلاف الصخري هو 1.4 * 10 -4 ٪ ، تقريبًا نفس الشيء مثل تلك الموجودة في Sn ، As ، فهي في قشرة الأرض أكثر بكثير من Au ، Pt ، Ag.
وفرة الذرات في
قدم Vernadsky مفهوم الحالة المتناثرة للعناصر الكيميائية ، وتم تأكيد ذلك. جميع العناصر موجودة في كل مكان ، لا يمكننا التحدث إلا عن عدم حساسية التحليل ، والتي لا تسمح بتحديد محتوى هذا العنصر أو ذاك في البيئة قيد الدراسة.يسمى هذا الحكم المتعلق بالتشتت العام للعناصر الكيميائية قانون كلارك-فيرنادسكي.
استنادًا إلى كلاركس العناصر الموجودة في قشرة الأرض الصلبة (حول فينوغرادوفا) ، يتكون ما يقرب من من قشرة الأرض الصلبة من O ، أي أن قشرة الأرض عبارة عن "كرة أكسجين" ، وهي مادة أكسجين.
لا يتجاوز كلاركس لمعظم العناصر 0.01-0.0001٪ - هذه عناصر نادرة. إذا كانت هذه العناصر لديها قدرة ضعيفة على التركيز ، فإنها تسمى حادة مبعثرة (Br ، In ، Ra ، I ، Hf).
NR: بالنسبة إلى U و Br ، تكون قيم كلارك ≈ 2.5 * 10-4 ، 2.1 * 10-4 على التوالي ، لكن U مجرد عنصر نادر لأن رواسبها معروفة ، و Br هو نادر مبعثر ، لأن. لا يتركز في قشرة الأرض. العناصر النزرة - العناصر الموجودة في هذا النظام بكميات صغيرة (≈ 0.01٪ أو أقل). وبالتالي ، فإن Al هو عنصر ضئيل في الكائنات الحية وعنصر كبير في صخور السيليكات.
تصنيف العناصر حسب Vernadsky.
في القشرة الأرضية ، تتصرف العناصر المرتبطة بالنظام الدوري بشكل مختلف - فهي تهاجر إلى القشرة الأرضية بطرق مختلفة. أخذ Vernadsky في الاعتبار أهم اللحظات في تاريخ العناصر في قشرة الأرض. أعطيت الأهمية الرئيسية لمثل هذه الظواهر والعمليات مثل النشاط الإشعاعي ، وقابلية الانعكاس وعدم رجعة الهجرة. القدرة على توفير المعادن. حدد Vernadsky 6 مجموعات من العناصر:
الغازات النبيلة (He ، Ne ، Ar ، Kr ، Xe) - 5 عناصر ؛
المعادن النبيلة (Ru ، Rh ، Pd ، Os ، Ir ، Pt ، Au) - 7 عناصر ؛
عناصر دورية (المشاركة في دورات معقدة) - 44 عنصرًا ؛
عناصر مبعثرة - 11 عنصرًا ؛
العناصر المشعة للغاية (Po ، Ra ، Rn ، Ac ، Th ، Pa ، U) - 7 عناصر ؛
عناصر الأرض النادرة - 15 عنصرًا.
تسود عناصر المجموعة الثالثة بالكتلة في القشرة الأرضية ؛ وتتكون أساسًا من الصخور والمياه والكائنات الحية.
التمثيلات من التجربة اليومية لا تتطابق مع البيانات الحقيقية. لذلك ، فإن الزنك والنحاس منتشران على نطاق واسع في الحياة اليومية والتكنولوجيا ، ويعتبر Zr (الزركونيوم) و Ti من العناصر النادرة بالنسبة لنا. على الرغم من أن Zr في قشرة الأرض هو 4 مرات أكثر من النحاس ، و Ti - 95 مرة. تفسر "ندرة" هذه العناصر بصعوبة استخلاصها من الخامات.
تتفاعل العناصر الكيميائية مع بعضها البعض ليس بما يتناسب مع كتلتها ، ولكن وفقًا لعدد الذرات. لذلك ، يمكن حساب كلارك ليس فقط في الكتلة المئوية ، ولكن أيضًا في النسبة المئوية لعدد الذرات ، أي مع مراعاة الكتل الذرية (Chirvinsky ، Fersman). في الوقت نفسه ، تنخفض كلاركس العناصر الثقيلة ، بينما تزداد العناصر الخفيفة.
علي سبيل المثال:يعطي حساب عدد الذرات صورة أكثر تباينًا لوفرة العناصر الكيميائية - وهيمنة أكبر للأكسجين وندرة العناصر الثقيلة.
عندما تم تحديد متوسط تكوين قشرة الأرض ، نشأ السؤال عن سبب التوزيع غير المتكافئ للعناصر. ترتبط هذه القطعان بالسمات الهيكلية للذرات.
ضع في اعتبارك العلاقة بين قيمة كلاركس والخصائص الكيميائية للعناصر.
لذا فإن الفلزات القلوية Li و Na و K و Rb و Cs و Fr قريبة كيميائيًا من بعضها البعض - إلكترون تكافؤ واحد ، لكن قيم كلارك تختلف - Na و K - 2.5 ؛ م.ب - 1.5 * 10 -2 ؛ Li - 3.2 * 10 -3 ؛ Cs - 3.7 * 10-4 ؛ الاب - عنصر اصطناعي. تختلف قيم Clarke لـ F و Cl و Br و I و Si (29.5) و Ge (1.4 * 10-4) و Ba (6.5 * 10-2) و Ra (2 * 10 -10) بشكل حاد.
من ناحية أخرى ، العناصر الكيميائية المختلفة لها كلاركس متشابهة - Mn (0.1) و P (0.093) ، Rb (1.5 * 10-2) و Cl (1.7 * 10-2).
رسم فيرسمان اعتماد قيم كلاركس الذرية للعناصر الزوجية والفردية من الجدول الدوري على الرقم الترتيبي للعنصر. اتضح أنه مع تعقيد بنية النواة الذرية (أثقل) ، ينخفض كلاركس من العناصر. ومع ذلك ، تحولت هذه التبعيات (المنحنيات) إلى كسر.
رسم فيرسمان خطًا متوسطًا افتراضيًا ، والذي انخفض تدريجياً مع زيادة العدد الذري للعنصر. العناصر الموجودة فوق الخط الأوسط ، وتشكيل القمم ، ودعا العالم الزائد (O ، Si ، Fe ، إلخ) ، والعناصر الموجودة أسفل الخط - ناقصة (غازات خاملة ، إلخ). ينتج عن الاعتماد الذي تم الحصول عليه أن ذرات الضوء تسود في قشرة الأرض ، وتحتل الخلايا الأولية للنظام الدوري ، والتي تحتوي نواتها على كمية صغيرة من البروتونات والنيوترونات. في الواقع ، بعد Fe (رقم 26) لا يوجد عنصر مشترك واحد.
مزيد من Oddo (عالم إيطالي) و Harkins (عالم أمريكي) في 1925-1928. تم إنشاء ميزة أخرى لوفرة العناصر. تهيمن على القشرة الأرضية عناصر ذات أعداد زوجية وكتلات ذرية. من بين العناصر المجاورة ، تكون كلارك العناصر الزوجية أعلى دائمًا من العناصر الفردية. بالنسبة للعناصر التسعة الأكثر شيوعًا (8 O ، 14 Si ، 13 Al ، 26 Fe ، 20 Ca ، 11 Na ، 19 K ، 12 Mg ، 22 Ti) ، تضيف كلارك الكتلة للعناصر الزوجية ما يصل إلى 86.43٪ ، والغريب- 13.05٪ كلاركس العناصر التي كتلتها الذرية قابلة للقسمة على 4 كبيرة بشكل خاص ، وهي O ، Mg ، Si ، Ca.
وفقًا لبحث Fersman ، فإن النوى من النوع 4q (q هي عدد صحيح) تشكل 86.3٪ من قشرة الأرض. الأقل شيوعًا هي نوى 4q + 3 (12.7٪) وعدد قليل جدًا من نوى 4q + 1 و 4q + 2 (1٪).
من بين العناصر الزوجية ، بدءًا من هو ، كل سدس لديه أكبر كلاركس: O (رقم 8) ، Si (رقم 14) ، Ca (رقم 20) ، Fe (رقم 26). للعناصر الفردية - قاعدة مماثلة (تبدأ بـ H) - N (رقم 7) ، Al (رقم 13) ، K (رقم 19) ، Mg (رقم 25).
لذلك ، في القشرة الأرضية ، تسود نوى تحتوي على عدد صغير وزوجي من البروتونات والنيوترونات.
لقد تغير كلاركس بمرور الوقت. لذلك ، كنتيجة للانحلال الإشعاعي ، كان هناك عدد أقل من U و Th ، ولكن كان هناك المزيد من الرصاص. لعبت عمليات مثل تبديد الغازات وتساقط النيازك دورًا أيضًا في تغيير قيم كلارك للعناصر.
الاتجاهات الرئيسية للتغيرات الكيميائية في قشرة الأرض. دوران كبير للمادة في قشرة الأرض.
دورة المواد. مادة القشرة الأرضية في حالة حركة مستمرة ، بسبب مجموعة متنوعة من الأسباب المرتبطة بالجسم. خصائص المادة والكواكب والجيولوجية والجغرافية والبيول. ظروف الأرض. تحدث هذه الحركة بشكل ثابت ومستمر خلال فترة جيولوجية لا تقل عن سنة ونصف ولا تزيد على ما يبدو عن ثلاثة مليارات سنة. في السنوات الأخيرة ، نما علم جديد للدورة الجيولوجية - الكيمياء الجيولوجية ، التي تتمثل مهمتها في دراسة الكيمياء. العناصر التي تبني كوكبنا. الموضوع الرئيسي لدراستها هو الحركات الكيميائية. عناصر من مادة الأرض مهما كانت أسباب هذه الحركات. تسمى حركات العناصر هذه بالهجرات الكيميائية. عناصر. ومن بين الهجرات هناك تلك التي تم خلالها الكيمياء. يعود العنصر حتمًا إلى حالته الأولية بعد فترة زمنية أطول أو أقصر ؛ تاريخ هذا الكيمياء. يمكن تقليل العناصر الموجودة في قشرة الأرض. إلى عملية قابلة للعكس ويتم تقديمها في شكل عملية دائرية ، تداول. هذا النوع من الهجرة ليس نموذجيًا لجميع العناصر ، ولكن لعدد كبير منها ، بما في ذلك الغالبية العظمى من العناصر الكيميائية. العناصر التي تبني الكائنات الحية النباتية أو الحيوانية والبيئة من حولنا - المحيطات والمياه والصخور والهواء. بالنسبة لمثل هذه العناصر ، تكون كل ذراتها أو الغالبية العظمى منها في تداول المواد ، وبالنسبة للآخرين ، يتم تغطية جزء ضئيل منها فقط بالدورات. مما لا شك فيه أن معظم قشرة الأرض حتى عمق 20-25 كم مغطاة بالدوامات. للكيمياء التالية. عناصر العمليات الدائرية مميزة ومهيمنة بين هجراتهم (يشير الشكل إلى الرقم الترتيبي). H، Be4، B5، C '، N7، 08، P9، Nan، Mg12، Aha، Sii4، Pi5، Sie، Cli7، K19، Ca2o، Ti22، V23، Cr24، Mn25، Fe2e، Co27، Ni28، Cu29، Zn30 ، Ge32، As33، Se34، Sr38، Mo42، Ag47، Cd48، Sn50، Sb51، Te62، Ba56) W74، Au79، Hg80، T] 81، Pb82، Bi83. يمكن فصل هذه العناصر عن العناصر الأخرى على هذا الأساس كعناصر دورية أو عضوية. الذي - التي. تتميز الدورات بـ 42 عنصرًا من أصل 92 مدرجة في نظام Mendeleev للعناصر ، ويشمل هذا العدد العناصر الأرضية السائدة الأكثر شيوعًا.
دعونا نتحدث عن النوع الأول K. من النوع الأول ، والذي يتضمن الهجرات الحيوية. تلتقط هذه المناخات المحيط الحيوي (أي الغلاف الجوي والغلاف المائي وقشرة التجوية). تحت الغلاف المائي ، يلتقطون قذيفة بازلتية تقترب من قاع المحيط. تحت الأرض ، في سلسلة من المنخفضات ، تحتضن سمك الصخور الرسوبية (الستراتوسفير) ، والأصداف المتحولة والجرانيتية وتدخل إلى قشرة البازلت. من أعماق الأرض الواقعة خلف قشرة البازلت ، لا تسقط مادة الأرض في منطقة K. كما أنها لا تسقط فيها من فوق بسبب حدود الأجزاء العليا من الستراتوسفير. الذي - التي. دورات كيميائية. العناصر هي ظواهر سطحية تحدث في الغلاف الجوي حتى ارتفاع 15-20 كم (ليس أعلى) ، وفي الغلاف الصخري لا يزيد عمقها عن 15-20 كم. يتطلب أي K. ، لكي يتم تجديده باستمرار ، تدفق الطاقة الخارجية. هناك نوعان رئيسيان ولا شك. مصدر هذه الطاقة: 1) الطاقة الكونية - إشعاع الشمس (تعتمد الهجرة البيولوجية بالكامل تقريبًا عليها) و 2) الطاقة الذرية المرتبطة بالتحلل الإشعاعي للعناصر "78 من سلسلة اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم والروبيديوم. بدرجة أقل من الدقة ، يمكن عزل الطاقة الميكانيكية ، المرتبطة بالحركة (بسبب الجاذبية) لكتل الأرض ، وربما الطاقة الكونية المخترقة من الأعلى (أشعة هيس).
تسير الدورات ، التي تلتقط عدة قذائف أرضية ، ببطء ، مع توقفات ويمكن رؤيتها فقط في الوقت الجيولوجي. غالبًا ما يغطون عدة فترات جيولوجية. إنها ناتجة عن الجيولوجيين وتهجير الأرض والمحيطات. يمكن أن تنتقل أجزاء من K. بسرعة (مثل الهجرة الحيوية).
| " |
حتى الآن ، عند الحديث عن النظرية الذرية ، حول كيفية الحصول على المواد التي تختلف تمامًا عن بعضها البعض من عدة أنواع من الذرات مرتبطة ببعضها البعض بترتيب مختلف ، لم نطرح السؤال "الطفولي" مطلقًا - أين الذرات نفسها يأتي من؟ لماذا يوجد الكثير من ذرات بعض العناصر ، وقليل جدًا من ذرات أخرى ، ويتم توزيعها بشكل غير متساوٍ للغاية. على سبيل المثال ، يشكل عنصر واحد فقط (الأكسجين) نصف قشرة الأرض. ثلاثة عناصر (أكسجين وسليكون وألمنيوم) تمثل 85٪ بالفعل ، وإذا أضفنا إليها الحديد والبوتاسيوم والصوديوم والبوتاسيوم والمغنيسيوم والتيتانيوم ، فسنحصل على 99.5٪ من قشرة الأرض. حصة العشرات من العناصر الأخرى تمثل 0.5٪ فقط. أندر معدن على وجه الأرض هو الرينيوم ، وليس هناك الكثير من الذهب مع البلاتين ، فليس من أجل لا شيء أنها باهظة الثمن. وإليك مثال آخر: يوجد حوالي ألف مرة من ذرات الحديد في قشرة الأرض أكثر من ذرات النحاس ، وألف مرة من ذرات النحاس أكثر من ذرات الفضة ، ومئة مرة أكثر من ذرات الرنيوم.
يتم توزيع العناصر الموجودة على الشمس بطريقة مختلفة تمامًا: يوجد معظم الهيدروجين (70٪) والهيليوم (28٪) ، و 2٪ فقط من جميع العناصر الأخرى. إذا أخذنا الكون المرئي بأكمله ، فهناك المزيد من الهيدروجين فيه. لماذا هذا؟ في العصور القديمة والعصور الوسطى ، لم يتم طرح أسئلة حول أصل الذرات ، لأنهم اعتقدوا أنها كانت موجودة دائمًا في شكل وكمية غير متغيرة (ووفقًا للتقاليد التوراتية ، فقد خلقها الله في يوم واحد من الخلق ). وحتى عندما انتصرت النظرية الذرية وبدأت الكيمياء تتطور بسرعة ، وأنشأ دي. آي مينديليف نظامه الشهير للعناصر ، استمرت مسألة أصل الذرات في اعتبارها تافهة. بالطبع ، في بعض الأحيان حشد أحد العلماء الشجاعة واقترح نظريته. كما ذكر سلفا. في عام 1815 ، اقترح ويليام بروت أن جميع العناصر نشأت من ذرات أخف عنصر ، الهيدروجين. كما كتب بروت ، الهيدروجين هو نفس "المادة الأولى" للفلاسفة اليونانيين القدماء. والتي من خلال "التكثيف" أعطت جميع العناصر الأخرى.
في القرن العشرين ، من خلال جهود علماء الفلك والفيزياء النظرية ، تم إنشاء نظرية علمية عن أصل الذرات ، والتي أجابت بشكل عام على مسألة أصل العناصر الكيميائية. بطريقة مبسطة للغاية ، تبدو هذه النظرية على هذا النحو. في البداية ، تم تركيز كل المادة في نقطة واحدة بكثافة عالية بشكل لا يصدق (K) * "جم / سم") ودرجة حرارة (1027 كلفن). هذه الأرقام كبيرة جدًا بحيث لا توجد أسماء لها. منذ حوالي 10 مليارات سنة ، كنتيجة لما يسمى الانفجار العظيم ، بدأت هذه البقعة فائقة الكثافة والفائقة الحرارة في التوسع بسرعة. يمتلك الفيزيائيون فكرة جيدة إلى حد ما عن كيفية تطور الأحداث بعد 0.01 ثانية من الانفجار. تم تطوير نظرية ما حدث من قبل بشكل أسوأ بكثير ، لأنه في جلطة المادة الموجودة آنذاك ، لم يتم ملاحظة القوانين الفيزيائية المعروفة الآن بشكل جيد (وكلما كان ذلك عاجلاً ، كان أسوأ). علاوة على ذلك ، فإن مسألة ما حدث قبل الانفجار العظيم لم يتم التفكير فيها بشكل أساسي ، فمنذ ذلك الحين لم يكن هناك وقت بحد ذاته! بعد كل شيء ، إذا لم يكن هناك عالم مادي ، أي لا توجد أحداث ، فمن أين يأتي الوقت؟ من أو ماذا سيحسب؟ لذلك ، بدأت المادة في التبدد والتبريد بسرعة. كلما انخفضت درجة الحرارة ، زادت فرص تكوين هياكل مختلفة (على سبيل المثال ، في درجة حرارة الغرفة ، يمكن أن توجد ملايين المركبات العضوية المختلفة ، عند +500 درجة مئوية - فقط عدد قليل ، وأكثر من +1000 درجة مئوية ، على الأرجح ، لا يمكن أن توجد المواد العضوية ، - تنقسم جميعها إلى مكوناتها في درجات حرارة عالية. وفقًا للعلماء ، بعد 3 دقائق من الانفجار ، عندما انخفضت درجة الحرارة إلى مليار درجة ، بدأت عملية التركيب النووي (تأتي هذه الكلمة من النواة اللاتينية - "الأساسية" و "التركيب" اليوناني - "الاتصال ، والجمع") ، أي عملية توصيل البروتونات والنيوترونات بنوى العناصر المختلفة. بالإضافة إلى البروتونات - ظهرت أيضًا نوى الهليوم ؛ لم تتمكن هذه النوى بعد من إضافة إلكترونات وتشكيل أغوم بسبب ارتفاع درجة الحرارة. يتكون الكون الأساسي من الهيدروجين (حوالي 75٪) والهيليوم ، مع كمية صغيرة من ثاني أكبر عنصر ، الليثيوم (لبه ثلاثة بروتونات). لم يتغير هذا التكوين منذ حوالي 500 ألف سنة. استمر الكون في التوسع والبرد والتخلخل بشكل متزايد. عندما انخفضت درجة الحرارة إلى +3000 درجة مئوية ، حصلت الإلكترونات على فرصة للاندماج مع النوى ، مما أدى إلى تكوين ذرات هيدروجين وهليوم مستقرة.
يبدو أن الكون ، المكون من الهيدروجين والهيليوم ، يجب أن يستمر في التوسع والبرد إلى ما لا نهاية. ولكن بعد ذلك لن تكون هناك عناصر أخرى فحسب ، بل ستكون هناك أيضًا مجرات ونجوم ونحن أيضًا. تصدت قوى الجاذبية الكونية (الجاذبية) للتوسع اللانهائي للكون. كان الانضغاط الثقالي للمادة في أجزاء مختلفة من الكون المخلخل مصحوبًا بتسخين قوي متكرر - بدأت مرحلة تكوين كتلة النجوم ، والتي استمرت حوالي 100 مليون سنة.في تلك المناطق من الفضاء المكونة من الغاز والغبار ، حيث وصلت درجة الحرارة 10 مليون درجة ، بدأت عملية الاندماج النووي الحراري للهيليوم عن طريق اندماج نوى الهيدروجين.صاحب هذه التفاعلات النووية إطلاق كمية هائلة من الطاقة التي تم إشعاعها في الفضاء المحيط: هكذا أضاء نجم جديد. طالما كان هناك ما يكفي من الهيدروجين ، فإن الإشعاع الذي "ضغط من الداخل" يقاوم ضغط النجم تحت تأثير الجاذبية. تشرق شمسنا أيضًا بسبب "احتراق" الهيدروجين. هذه العملية بطيئة جدًا ، منذ التقارب من اثنين من البروتونات موجبة الشحنة تم منعه بواسطة قوة التنافر كولوم ، لذا فإن نصيبنا من البروتونات متجه إلى سنوات عديدة أخرى من الحياة.
عندما ينتهي إمداد وقود الهيدروجين ، يتوقف تخليق الهليوم تدريجياً ، ومعه يتلاشى الإشعاع القوي. تضغط قوى الجاذبية على النجم مرة أخرى ، وترتفع درجة الحرارة ويصبح من الممكن أن تندمج نوى الهليوم مع بعضها البعض لتشكيل نوى الكربون (6 بروتونات) والأكسجين (8 بروتونات في النواة). هذه العمليات النووية مصحوبة أيضًا بإطلاق الطاقة. ولكن عاجلاً أم آجلاً ستنتهي مخزونات الهيليوم. ثم تأتي المرحلة الثالثة من ضغط النجم بواسطة قوى الجاذبية. وبعد ذلك كل شيء يعتمد على كتلة النجم في هذه المرحلة. إذا لم تكن الكتلة كبيرة جدًا (مثل شمسنا) ، فإن تأثير الزيادة في درجة الحرارة أثناء تقلص النجم لن يكون كافيًا للكربون والأكسجين للدخول في تفاعلات اندماج نووي أخرى ؛ مثل هذا النجم يصبح ما يسمى بالقزم الأبيض. يتم "تصنيع" العناصر الأثقل في النجوم التي يسميها علماء الفلك العمالقة الحمراء - كتلتها تعادل عدة أضعاف كتلة الشمس. في هذه النجوم ، تحدث تفاعلات تخليق العناصر الأثقل من الكربون والأكسجين. كما يعبر علماء الفلك عن أنفسهم مجازيًا ، فإن النجوم هي حرائق نووية ، رمادها عبارة عن عناصر كيميائية ثقيلة.
33
2- 1822
الطاقة المنبعثة في هذه المرحلة من حياة النجم "تضخم" بشكل كبير الطبقات الخارجية للعملاق الأحمر ؛ لو كانت شمسنا مثل هذا النجم. ستكون الأرض داخل هذه الكرة العملاقة - فاحتمال وجود كل شيء على الأرض ليس هو الأفضل. رياح نجمية.
"التنفس" من سطح العمالقة الحمراء ، يجلب إلى الفضاء الخارجي العناصر الكيميائية التي تصنعها هذه النجوم ، والتي تشكل السدم (العديد منها يمكن رؤيته من خلال التلسكوب). العمالقة الحمر يعيشون حياة قصيرة نسبيًا - مئات المرات أقل من الشمس. إذا تجاوزت كتلة مثل هذا النجم كتلة الشمس بمقدار 10 مرات ، عندها تنشأ ظروف (درجة حرارة تصل إلى مليار درجة) لتخليق العناصر حتى الحديد. Yalro الحديد هو الأكثر استقرارًا بين جميع النوى. هذا يعني أن تفاعلات تخليق العناصر التي تكون أخف من الحديد تستمر في إطلاق الطاقة ، بينما يتطلب تخليق العناصر الأثقل طاقة. مع إنفاق الطاقة ، تحدث أيضًا تفاعلات تحلل الحديد إلى عناصر أخف. لذلك ، في النجوم التي وصلت إلى مرحلة التطور "الحديدية" ، تحدث عمليات درامية: فبدلاً من إطلاق الطاقة ، يتم امتصاصها ، ويصاحب ذلك انخفاض سريع في درجة الحرارة والضغط إلى حجم صغير جدًا ؛ يسمي علماء الفلك هذه العملية بانهيار الجاذبية (من الكلمة اللاتينية Collapsus - "ضعيف ، سقط" ؛ ليس من أجل لا شيء يسميه الأطباء انخفاضًا مفاجئًا في ضغط الدم ، وهو أمر خطير جدًا على البشر). أثناء انهيار الجاذبية ، يتم تكوين عدد كبير من النيوترونات ، والتي ، بسبب عدم وجود شحنة ، تتغلغل بسهولة في نوى جميع العناصر المتاحة. تخضع النوى المفرطة المشبعة بالنيوترونات لتحول خاص (يسمى تحلل بيتا) ، حيث يتكون البروتون من نيوترون ؛ نتيجة لذلك ، يتم الحصول على العنصر التالي من نواة هذا العنصر ، في النواة التي يوجد بالفعل بروتون واحد آخر فيها. لقد تعلم العلماء إعادة إنتاج مثل هذه العمليات في الظروف الأرضية ؛ أحد الأمثلة المعروفة هو تركيب نظير البلوتونيوم 239 ، عندما يتم تشعيع اليورانيوم الطبيعي (92 بروتونًا ، 146 نيوترونًا) بالنيوترونات ، تلتقط نواته نيوترونًا واحدًا وعنصر نبتونيوم صناعي (93 بروتونًا ، 146 نيوترونًا) تشكلت ، ومنه نفس البلوتونيوم القاتل (94 بروتونًا ، 145 نيوترونًا) ، والذي يستخدم في القنابل الذرية. في النجوم التي تعرضت لانهيار الجاذبية ، نتيجة لالتقاط النيوترونات وما تلاها من اضمحلال بيتا ، تتشكل مئات النوى المختلفة من جميع النظائر الممكنة للعناصر الكيميائية. ينتهي انهيار النجم بانفجار هائل ، مصحوبًا بطرح كتلة ضخمة من المادة في الفضاء الخارجي - يتكون مستعر أعظم. المادة المقذوفة ، التي تحتوي على جميع العناصر من الجدول الدوري (وجسمنا يحتوي على نفس الذرات!) ، تنتشر بسرعة تصل إلى 10000 كم / ثانية. وتتقلص بقايا صغيرة من مادة النجم الميت (كوليز) لتشكل نجمًا نيوترونيًا فائق الكثافة أو حتى ثقبًا أسود. من حين لآخر ، تندلع مثل هذه النجوم في سمائنا ، وإذا لم يكن التفشي بعيدًا جدًا ، فإن المستعر الأعظم يضيء كل النجوم الأخرى في السطوع. ولا عجب: سطوع المستعر الأعظم يمكن أن يتجاوز سطوع مجرة بأكملها تتكون من مليار النجوم! اندلعت إحدى هذه النجوم "الجديدة" ، وفقًا للتاريخ الصيني ، في عام 1054. الآن يوجد في هذا المكان سديم السلطعون الشهير في كوكبة الثور ، وفي وسطه هناك دوران سريع (30 دورة في الثانية! ) نجم نيوتروني: لحسن الحظ (بالنسبة لنا وليس لتخليق عناصر جديدة) مثل هذه النجوم اشتعلت حتى الآن فقط في المجرات البعيدة ...
نتيجة "احتراق" النجوم وانفجار المستعرات الأعظمية ، تبين أن جميع العناصر الكيميائية المعروفة موجودة في الفضاء الخارجي. تتصادم بقايا المستعرات الأعظمية على شكل سدم متوسعة ، "تسخن" بواسطة التحولات الإشعاعية ، وتتكثف في تكوينات كثيفة ، ينشأ منها جيل جديد من النجوم تحت تأثير قوى الجاذبية. هذه النجوم (بما في ذلك شمسنا) منذ بداية وجودها تحتوي على مزيج من العناصر الثقيلة في تكوينها ؛ نفس العناصر موجودة في سحب الغاز والغبار المحيطة بهذه النجوم ، والتي تتكون منها الكواكب. لذا فإن العناصر التي تتكون منها كل الأشياء من حولنا ، بما في ذلك أجسادنا ، ولدت نتيجة عمليات كونية عظيمة ...
لماذا تتشكل بعض العناصر كثيرًا ، والبعض الآخر - قليلاً؟ اتضح أنه في عملية التخليق النووي ، مع وجود أعلى احتمال ، تتشكل النوى ، التي تتكون من عدد زوجي صغير من السكوتونات والنيوترونات. النوى الثقيلة ، "التي تفيض" بالبروتونات والنيوترونات ، تكون أقل استقرارًا ويوجد عدد أقل منها في الكون. هناك قاعدة عامة: كلما زادت شحنة النواة ، زادت ثقلها ، قل عدد هذه النوى في الكون. ومع ذلك ، لا يتم اتباع هذه القاعدة دائمًا. على سبيل المثال ، هناك عدد قليل من النوى الخفيفة من الليثيوم (3 بروتونات ، 3 نيوترونات) والبورون (5 بروتونات و 5 أو 6 نيوترونات) في قشرة الأرض. من المفترض أنه لعدد من الأسباب لا يمكن أن تتشكل هذه النوى في الأجزاء الداخلية للنجوم ، ولكن تحت تأثير الأشعة الكونية فإنها "تنفصل" عن النوى الأثقل المتراكمة في الفضاء بين النجوم. وبالتالي ، فإن نسبة العناصر المختلفة على الأرض هي صدى للعمليات المضطربة في الفضاء التي حدثت منذ بلايين السنين ، في المراحل اللاحقة من تطور الكون.
تم تحديد التركيب الكيميائي لقشرة الأرض من تحليل عينات عديدة من الصخور والمعادن التي تأتي إلى سطح الأرض أثناء عمليات بناء الجبال ، وكذلك مأخوذة من أعمال المناجم والآبار العميقة.
في الوقت الحاضر تمت دراسة القشرة الأرضية على عمق 15-20 كم. يتكون من عناصر كيميائية تشكل جزءًا من الصخور.
الأكثر انتشارًا في قشرة الأرض هو 46 عنصرًا ، 8 منها تشكل 97.2-98.8٪ من كتلتها ، 2 (الأكسجين والسيليكون) - 75٪ من كتلة الأرض.
العناصر الثلاثة عشر الأولى (باستثناء التيتانيوم) ، والتي توجد غالبًا في قشرة الأرض ، هي جزء من المادة العضوية للنباتات ، وتشارك في جميع العمليات الحيوية وتلعب دورًا مهمًا في خصوبة التربة. يؤدي عدد كبير من العناصر المشاركة في التفاعلات الكيميائية في أمعاء الأرض إلى تكوين مجموعة متنوعة من المركبات. العناصر الكيميائية ، التي يوجد معظمها في الغلاف الصخري ، هي جزء من العديد من المعادن (تتكون أساسًا من صخور مختلفة).
يتم توزيع العناصر الكيميائية المنفصلة في الغلاف الجوي على النحو التالي: الأكسجين والهيدروجين يملآن الغلاف المائي ؛ يشكل الأكسجين والهيدروجين والكربون أساس المحيط الحيوي ؛ الأكسجين والهيدروجين والسيليكون والألمنيوم هي المكونات الرئيسية للطين والرمال أو منتجات التجوية (تشكل في الغالب الجزء العلوي من قشرة الأرض).
توجد العناصر الكيميائية في الطبيعة في مجموعة متنوعة من المركبات تسمى المعادن. هذه مواد كيميائية متجانسة من قشرة الأرض ، والتي تشكلت نتيجة عمليات فيزيائية أو كيميائية حيوية معقدة ، على سبيل المثال ، ملح الصخور (NaCl) ، والجبس (CaS04 * 2H20) ، والأورثوكلاز (K2Al2Si6016).
في الطبيعة ، تلعب العناصر الكيميائية دورًا غير متساوٍ في تكوين المعادن المختلفة. على سبيل المثال ، يوجد السيليكون (Si) في أكثر من 600 معدن وهو أيضًا شائع جدًا في شكل أكاسيد. يشكل الكبريت ما يصل إلى 600 مركب ، الكالسيوم 300 ، المغنيسيوم - 200 ، المنغنيز - 150 ، البورون - 80 ، البوتاسيوم - حتى 75 ، فقط 10 مركبات الليثيوم معروفة ، وحتى أقل من اليود.
من بين أفضل المعادن المعروفة في قشرة الأرض تهيمن عليها مجموعة كبيرة من الفلسبار مع ثلاثة عناصر رئيسية - K و Na و Ca. في الصخور المكونة للتربة ومنتجات التجوية الخاصة بها ، يحتل الفلسبار المركز الرئيسي. يتحلل الفلسبار تدريجياً (يتحلل) ويثري التربة بـ K و Na و Ca و Mg و Fe ومواد الرماد الأخرى ، فضلاً عن العناصر النزرة.
رقم كلارك- الأرقام التي تعبر عن متوسط محتوى العناصر الكيميائية في قشرة الأرض ، والغلاف المائي ، والأرض ، والأجسام الكونية ، والأنظمة الجيوكيميائية أو الكونية ، وما إلى ذلك ، بالنسبة إلى الكتلة الكلية لهذا النظام. معبرا عنه٪ أو جم / كجم.
أنواع كلاركس
يوجد وزن (في المائة أو جم / طن أو جم / جم) وكلاركس ذري (في المائة من عدد الذرات). قام العالم الأمريكي ف.و. الأرقام التي حصل عليها من أجل النسبة المئوية للعناصر الكيميائية في تكوين قشرة الأرض ، والتي تم تنقيحها إلى حد ما لاحقًا بواسطة A.E Fersman ، بناءً على اقتراح الأخير ، كانت تسمى أرقام كلارك أو كلاركس.
هيكل الجزيء. ترتبط الخصائص الكهربائية والضوئية والمغناطيسية وغيرها من الخصائص للجزيئات بوظائف الموجة وطاقات حالات مختلفة من الجزيئات. يتم توفير المعلومات حول حالات الجزيئات واحتمال الانتقال بينها بواسطة الأطياف الجزيئية.
يتم تحديد ترددات الاهتزاز في الأطياف من خلال كتل الذرات وترتيبها وديناميات التفاعلات بين الذرات. تعتمد الترددات في الأطياف على لحظات القصور الذاتي للجزيئات ، والتي يتيح تحديدها من خلال البيانات الطيفية الحصول على القيم الدقيقة للمسافات بين الذرية في الجزيء. يعتمد العدد الإجمالي للخطوط والنطاقات في الطيف الاهتزازي للجزيء على تناظرها.
تميز التحولات الإلكترونية في الجزيئات بنية غلافها الإلكتروني وحالة الروابط الكيميائية. تتميز أطياف الجزيئات التي تحتوي على عدد أكبر من الروابط بنطاقات امتصاص طويلة الموجة التي تقع في المنطقة المرئية. المواد التي تتكون من هذه الجزيئات تتميز باللون ؛ وتشمل هذه المواد جميع الأصباغ العضوية.
أيونات.نتيجة للتحولات الإلكترونية ، تتشكل الأيونات - الذرات أو مجموعات الذرات التي لا يساوي فيها عدد الإلكترونات عدد البروتونات. إذا كان أيون يحتوي على جسيمات سالبة الشحنة أكثر من الجسيمات موجبة الشحنة ، فإن هذا الأيون يسمى سالب. خلاف ذلك ، يسمى الأيون موجب. الأيونات شائعة جدًا في المواد ، على سبيل المثال ، توجد في جميع المعادن دون استثناء. والسبب هو أن إلكترونًا واحدًا أو أكثر من كل ذرة من المعدن ينفصل ويتحرك داخل المعدن ، مكونًا ما يسمى بغاز الإلكترون. بسبب فقدان الإلكترونات ، أي الجسيمات السالبة ، تصبح ذرات المعدن أيونات موجبة. هذا صحيح بالنسبة للمعادن في أي حالة - صلبة أو سائلة أو غازية.
تشكل الشبكة البلورية ترتيب الأيونات الموجبة داخل بلورة مادة معدنية متجانسة.
من المعروف أن جميع المعادن في الحالة الصلبة هي بلورات. يتم ترتيب أيونات جميع المعادن بطريقة منظمة ، وتشكل شبكة بلورية. في المعادن المنصهرة والمبخرة (الغازية) ، لا يوجد ترتيب مرتب للأيونات ، لكن غاز الإلكترون لا يزال بين الأيونات.
النظائر- أنواع ذرات (ونوى) عنصر كيميائي لها نفس العدد الذري (الترتيبي) ، لكن بأعداد كتلتها مختلفة. يرجع الاسم إلى حقيقة أن جميع نظائر ذرة واحدة موضوعة في نفس المكان (في خلية واحدة) من الجدول الدوري. تعتمد الخواص الكيميائية للذرة على بنية غلاف الإلكترون ، والتي بدورها تتحدد أساسًا بشحنة النواة Z (أي عدد البروتونات فيها) ، وتقريباً لا تعتمد على كتلتها الرقم أ (أي العدد الإجمالي للبروتونات Z والنيوترونات N). جميع نظائر نفس العنصر لها نفس الشحنة النووية ، وتختلف فقط في عدد النيوترونات. عادةً ما يُرمز إلى النظير برمز العنصر الكيميائي الذي ينتمي إليه ، مع إضافة مؤشر أعلى يسار يشير إلى رقم الكتلة. يمكنك أيضًا كتابة اسم العنصر برقم جماعي موصول بواصلة. بعض النظائر لها أسماء علم تقليدية (على سبيل المثال ، الديوتيريوم والأكتينون).
يوجد في وسط كوكب الأرض نواة ، مفصولة عن السطح بطبقات من القشرة والصهارة وطبقة رقيقة نوعًا ما من مادة نصف غازية ونصف سائل. تلعب هذه الطبقة دور مادة التشحيم وتسمح لجوهر الكوكب بالدوران بشكل مستقل تقريبًا عن كتلته الرئيسية.
تتكون الطبقة العليا من النواة من قشرة كثيفة للغاية. ربما تكون هذه المادة قريبة في خواصها من المعادن ، فهي قوية جدًا وقابلة للدهن ، وربما لها خصائص مغناطيسية.
يتم تسخين سطح نواة الكوكب - غلافه الصلب - بشدة إلى درجات حرارة كبيرة ، عند ملامسته له ، تمر الصهارة تقريبًا في حالة غازية.
تحت الغلاف الصلب ، تكون المادة الداخلية للنواة في حالة من البلازما المضغوطة ، والتي تتكون أساسًا من الذرات الأولية (الهيدروجين) ومنتجات الانشطار النووي - البروتونات والإلكترونات والنيوترونات والجسيمات الأولية الأخرى التي تشكلت نتيجة النواة. تفاعلات الاندماج والانحلال النووي.
مناطق الاندماج النووي وتفاعلات الاضمحلال.
تحدث تفاعلات الاندماج النووي والانحلال في قلب كوكب الأرض ، مما يتسبب في إطلاق مستمر لكمية كبيرة من الحرارة وأنواع أخرى من الطاقة (نبضات كهرومغناطيسية ، إشعاعات مختلفة) ، كما يحافظ أيضًا على المادة الداخلية لللب بشكل دائم في حالة البلازما.
المنطقة الأساسية للأرض - تفاعلات الاضمحلال النووي.
تحدث تفاعلات الانحلال النووي في قلب قلب الكوكب.
يحدث على النحو التالي - العناصر الثقيلة وفائقة الثقل (التي تتشكل في منطقة الاندماج النووي) ، نظرًا لأن لها كتلة أكبر من جميع العناصر الفولاذية ، يبدو أنها تغرق في البلازما السائلة ، وتغرق تدريجياً في مركز الكوكب. اللب ، حيث تكتسب كتلة حرجة وتدخل في تفاعل اضمحلال نووي مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة ومنتجات الاضمحلال من النوى. في هذه المنطقة ، تعمل العناصر الثقيلة حتى حالة الذرات الأولية - ذرة الهيدروجين والنيوترونات والبروتونات والإلكترونات والجسيمات الأولية الأخرى.
هذه الذرات والجسيمات الأولية ، بسبب إطلاق طاقة عالية بسرعات عالية ، تنتشر من مركز النواة إلى محيطها ، حيث تدخل في تفاعل الاندماج النووي.
المنطقة الأساسية للأرض - تفاعلات الاندماج النووي.
تصل ذرات الهيدروجين الأولية والجسيمات الأولية ، التي تتشكل نتيجة تفاعل الاضمحلال النووي في مركز نواة الأرض ، إلى الغلاف الصلب الخارجي للنواة ، حيث تحدث تفاعلات الاندماج النووي في المنطقة المجاورة مباشرة لها ، في طبقة تقع تحت القشرة الصلبة.
البروتونات والإلكترونات والذرات الأولية ، التي تتسارع إلى سرعات عالية من خلال تفاعل الاضمحلال النووي في مركز قلب الكوكب ، تلتقي مع ذرات مختلفة موجودة على الأطراف. وتجدر الإشارة إلى أن العديد من الجسيمات الأولية تدخل في تفاعلات الاندماج النووي في طريقها إلى سطح النواة.
تدريجيًا ، يتم تكوين المزيد والمزيد من العناصر الثقيلة في منطقة الاندماج النووي ، تقريبًا الجدول الدوري بأكمله ، بعضها لديه أثقل كتلة.
يوجد في هذه المنطقة تقسيم غريب لذرات المواد وفقًا لوزنها بسبب خصائص بلازما الهيدروجين نفسها ، المضغوطة بضغط هائل ، بكثافة هائلة ، بسبب قوة الطرد المركزي لدوران النواة ، ونتيجة لذلك لقوة الجاذبية المركزية لجاذبية الأرض.
نتيجة لإضافة كل هذه القوى ، تغرق أثقل المعادن في بلازما النواة وتسقط في مركزها للحفاظ على استمرار عملية الانشطار النووي في مركز النواة ، بينما تميل العناصر الأخف وزنا إما إلى ترك النواة أو تستقر على الجزء الداخلي منها - القشرة الصلبة للنواة.
نتيجة لذلك ، تدخل ذرات الجدول الدوري بأكمله تدريجيًا الصهارة ، والتي تدخل بعد ذلك في تفاعلات كيميائية فوق سطح اللب ، مكونة عناصر كيميائية معقدة.
المجال المغناطيسي لنواة الكوكب.
يتكون المجال المغناطيسي للنواة بسبب تفاعل الاضمحلال النووي في مركز النواة بسبب حقيقة أن المنتجات الأولية للاضمحلال النووي ، التي تطير من المنطقة المركزية للنواة ، تجر تدفق البلازما في النواة ، تشكيل تدفقات دوامة قوية تلتف حول خطوط المجال المغناطيسي الرئيسية. نظرًا لأن تدفقات البلازما هذه تحتوي على عناصر ذات شحنة معينة ، ينشأ تيار كهربائي قوي ، مما يخلق المجال الكهرومغناطيسي الخاص به.
يقع تيار الدوامة الرئيسي (تدفق البلازما) في منطقة الاندماج النووي الحراري الأساسية ، وتتحرك جميع المواد الداخلية في هذه المنطقة في اتجاه دوران الكوكب في دائرة (على طول خط الاستواء في قلب الكوكب) ، مما يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا .
دوران لب الكوكب.
لا يتطابق دوران لب الكوكب مع مستوى دوران الكوكب نفسه ، فمحور دوران اللب يكون بين محور دوران الكوكب والمحور الذي يربط الإيجابيات المغناطيسية.
السرعة الزاوية لدوران نواة الكوكب أكبر من السرعة الزاوية للكوكب نفسه ، وقبلها.
توازن عمليات الاضمحلال النووي والاندماج في قلب الكوكب.
عمليات الاندماج النووي والانحلال النووي في الكوكب متوازنة من حيث المبدأ. لكن وفقًا لملاحظاتنا ، يمكن أن يختل هذا التوازن في اتجاه أو آخر.
في منطقة الاندماج النووي في نواة الكوكب ، يمكن أن تتراكم فائض من المعادن الثقيلة تدريجيًا ، مما يؤدي بعد ذلك ، عند الوقوع في مركز الكوكب بكميات أكبر من المعتاد ، إلى زيادة تفاعل الاضمحلال النووي ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق المزيد من الطاقة أكثر من المعتاد ، مما سيؤثر على النشاط الزلزالي في المناطق المعرضة للزلازل ، وكذلك النشاط البركاني على سطح الأرض.
وفقًا لملاحظاتنا ، من وقت لآخر ، يحدث تمزق صغير للسنجاب الصلب في قلب الأرض ، مما يؤدي إلى دخول البلازما الأساسية في الصهارة الموجودة على الكوكب ، وهذا يؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة حرارته في هذا. مكان. وفوق هذه الأماكن ، من الممكن حدوث زيادة حادة في النشاط الزلزالي والنشاط البركاني على سطح الكوكب.
ربما ترتبط فترات الاحتباس الحراري والتبريد العالمي بتوازن عمليات الاندماج النووي والانحلال النووي داخل الكوكب. ترتبط التغييرات في العصور الجيولوجية أيضًا بهذه العمليات.
في فترتنا التاريخية.
وفقًا لملاحظاتنا ، هناك الآن زيادة في نشاط لب الكوكب ، وزيادة في درجة حرارته ، ونتيجة لذلك ، تسخين الصهارة التي تحيط بقلب الكوكب ، وكذلك زيادة في العالم. درجة حرارة الغلاف الجوي.
هذا يؤكد بشكل غير مباشر تسارع انجراف الأقطاب المغناطيسية ، مما يشير إلى أن العمليات داخل النواة قد تغيرت وانتقلت إلى مرحلة مختلفة.
يرتبط الانخفاض في شدة المجال المغناطيسي للأرض بتراكم المواد التي تحمي المجال المغناطيسي للأرض في صهارة الكوكب ، والتي ستؤثر بالطبع أيضًا على التغيرات في أنماط التفاعلات النووية في قلب الكوكب.
بالنظر إلى كوكبنا وجميع العمليات عليه ، فإننا عادة ما نعمل في أبحاثنا وتوقعاتنا إما بمفاهيم فيزيائية أو متعلقة بالطاقة ، ولكن في بعض الحالات ، فإن إجراء اتصال بين أحدهما والجانب الآخر سيعطي فهمًا أفضل للموضوعات الموضحة.
على وجه الخصوص ، في سياق العمليات التطورية المستقبلية الموصوفة على الأرض ، وكذلك فترة الكوارث الخطيرة في جميع أنحاء الكوكب ، جوهره ، والعمليات فيه وفي طبقة الصهارة ، وكذلك العلاقات مع السطح والمحيط الحيوي والغلاف الجوي تم النظر فيها. تم النظر في هذه العمليات على مستوى الفيزياء وعلى مستوى علاقات الطاقة.
تبين أن بنية نواة الأرض بسيطة للغاية ومنطقية من وجهة نظر الفيزياء ، فهي عبارة عن نظام مغلق بشكل عام مع عمليتين نوويتين حراريتين سائدتين في أجزائه المختلفة ، والتي تكمل بعضها البعض بشكل متناغم.
بادئ ذي بدء ، يجب القول أن النواة في حركة مستمرة وسريعة جدًا ، وهذا النمو يدعم أيضًا العمليات فيها.
إن مركز قلب كوكبنا هو بنية معقدة للغاية ومضغوطة من الجسيمات ، والتي ، بسبب قوة الطرد المركزي ، وتصادم هذه الجسيمات والضغط المستمر ، تنقسم في لحظة معينة إلى عناصر فردية أخف وأساسي. هذه هي عملية الاضمحلال النووي الحراري - في منتصف قلب الكوكب.
يتم نقل الجسيمات التي تم إطلاقها إلى المحيط ، حيث تستمر الحركة العامة السريعة داخل النواة. في هذا الجزء ، تتخلف الجسيمات عن بعضها البعض أكثر في الفضاء ، وتصطدم بسرعات عالية ، وتعيد تشكيل جسيمات أثقل وأكثر تعقيدًا ، والتي يتم سحبها مرة أخرى إلى منتصف النواة بواسطة قوة الطرد المركزي. هذه هي عملية الاندماج النووي الحراري - على محيط نواة الأرض.
تعطي السرعات الهائلة لحركة الجسيمات وتدفق العمليات الموصوفة درجات حرارة ثابتة وهائلة.
هنا يجدر توضيح بعض النقاط - أولاً ، تحدث حركة الجسيمات حول محور دوران الأرض وعلى طول حركتها - في نفس الاتجاه ، هذا دوران مكمل - للكوكب نفسه بكامل كتلته وجزيئاته في جوهرها. ثانيًا ، تجدر الإشارة إلى أن سرعة حركة الجسيمات في القلب هي ببساطة هائلة ، فهي أعلى بعدة مرات من سرعة دوران الكوكب نفسه حول محوره.
للحفاظ على هذا النظام على أساس دائم لفترة طويلة بشكل تعسفي - ليست هناك حاجة إلى الكثير ، يكفي أن تسقط أي أجسام كونية على الأرض من وقت لآخر ، مما يؤدي باستمرار إلى زيادة كتلة كوكبنا ككل واللب في بشكل خاص ، بينما يترك جزء من كتلته بالطاقة الحرارية والغازات عبر الأجزاء الرقيقة من الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.
بشكل عام ، النظام مستقر تمامًا ، السؤال الذي يطرح نفسه - ما هي العمليات التي يمكن أن تؤدي إلى كوارث جيولوجية وتكتونية وزلزالية ومناخية وغيرها على السطح؟
بالنظر إلى المكون المادي لهذه العمليات ، يتم الحصول على الصورة التالية - من وقت لآخر ، من الجزء المحيطي من القلب ، بعض تيارات الجسيمات المشتتة المشاركة في الاندماج النووي الحراري "تطلق" بسرعة كبيرة من الجزء المحيطي من القلب إلى الصهارة ، وهي طبقة ضخمة من الصهارة التي تسقط فيها ، كما كانت ، تعمل على إطفاء هذه "الطلقات" من تلقاء نفسها ، من خلال كثافتها ، ولزوجتها ، ودرجة حرارتها المنخفضة - فهي لا ترتفع إلى سطح الكوكب ، ولكن تلك المناطق من الصهارة حيث تحدث مثل هذه الانبعاثات - تسخن بشكل حاد ، تبدأ في التحرك ، وتتوسع ، وتضغط أكثر على قشرة الأرض ، مما يؤدي إلى حركات حادة للصفائح الجيولوجية ، وصدوع في قشرة الأرض ، وتقلبات في درجات الحرارة ، ناهيك عن الزلازل والانفجارات البركانية. يمكن أن يؤدي أيضًا إلى هبوط الصفائح القارية في المحيطات وظهور سطح قارات وجزر جديدة.
قد تكون أسباب هذه الانبعاثات الضئيلة من اللب إلى الصهارة هي درجات الحرارة الزائدة والضغط في النظام العام لقلب الكوكب ، ولكن عندما يتعلق الأمر بالأحداث الكارثية المحددة تطوريًا في جميع أنحاء الكوكب ، حول تنظيف الأرض الواعية الحية من العدوان البشري والحطام ، نحن نتحدث عن فعل واعي متعمد يعيش واعيًا.
من وجهة نظر الطاقة والباطنية ، يعطي الكوكب نبضات مقصودة من مركز الوعي الأساسي إلى الطبقة السفلى من الجسم والصهارة من الحراس ، أي بشكل مشروط إلى جبابرة ، للقيام بإجراءات لتنظيف الأراضي على السطح. هنا تجدر الإشارة إلى طبقة معينة بين اللب والعباءة ، فقط على مستوى الفيزياء ، إنها طبقة من مادة التبريد ، من ناحية تتوافق مع خصائص اللب ، من ناحية أخرى - الصهارة ، مما يسمح تتدفق معلومات الطاقة في كلا الاتجاهين. من وجهة نظر الطاقة ، هذا شيء مثل "حقل توصيل عصبي" أساسي ، يشبه الهالة بالقرب من الشمس أثناء الكسوف الكلي ، وهو اتصال بين وعي الكوكب بالطبقة الأولى والأعمق والأكبر من الأرض الأوصياء ، الذين ينقلون الدافع أكثر - إلى حراس المنطقة الأصغر والمتحركين الذين ينفذون هذه العمليات على السطح. صحيح ، خلال فترة أقوى الكوارث ، وظهور قارات جديدة وإعادة رسم القارات الحالية ، يُفترض المشاركة الجزئية للجبابرة أنفسهم.
تجدر الإشارة هنا أيضًا إلى ظاهرة فيزيائية مهمة أخرى مرتبطة ببنية جوهر كوكبنا والعمليات التي تحدث فيه. هذا هو تشكيل المجال المغناطيسي للأرض.
يتشكل المجال المغناطيسي نتيجة السرعة العالية للجسيمات التي تدور داخل نواة الأرض ، ويمكن القول أن المجال المغناطيسي الخارجي للأرض هو نوع من الهولوغرام الذي يظهر بوضوح العمليات النووية الحرارية التي تحدث داخل نواة الكوكب.
كلما انتشر المجال المغناطيسي بعيدًا عن مركز الكوكب ، كلما كان أكثر تخلخلًا ، حيث يكون داخل الكوكب بالقرب من اللب أقوى من حيث الحجم ، بينما يكون داخل اللب نفسه مجالًا مغناطيسيًا مترابطًا.