Яагаад дэлхийн атомын тоогоор. Атомын бүтэц, изотопууд, дэлхийн царцдас дахь устөрөгч, хүчилтөрөгч, хүхэр, азотын тархалт. Устөрөгчийн хэрэглээ
Геохимийн хувьд дэлхийн царцдас дахь химийн элементүүдийн тархалтын зарчмыг тодруулах нь чухал юм. Яагаад тэдний зарим нь байгальд ихэвчлэн олддог, зарим нь ховор тохиолддог, зарим нь "музейн ховор" гэж тооцогддог вэ?
Геохимийн олон үзэгдлийг тайлбарлах хүчирхэг хэрэгсэл бол Д.И. Менделеев. Ялангуяа түүний тусламжтайгаар дэлхийн царцдас дахь химийн элементүүдийн тархалтын асуудлыг судалж болно.
Элементүүдийн геохимийн шинж чанар ба химийн элементүүдийн үечилсэн систем дэх байрлалын хоорондын холбоог анх удаа Д.И. Менделеев, В.И. Вернадский болон А.Е. Ферсман.
Геохимийн дүрэм (хууль).
Менделеевийн дүрэм
1869 онд үечилсэн хууль дээр ажиллаж байхдаа Д.И. Менделеев дүрмийг томъёолсон: " Бага атомын жинтэй элементүүд нь атомын жинтэй элементүүдээс илүү элбэг байдаг"(Хавсралт 1, Химийн элементүүдийн үечилсэн хүснэгтийг үзнэ үү). Хожим нь атомын бүтцийг нээснээр бага атомын масстай химийн элементүүдийн хувьд протоны тоо нь тэдгээрийн атомын цөм дэх нейтроны тоо, өөрөөр хэлбэл эдгээр хоёрын харьцаатай тэнцүү болохыг харуулсан. хэмжигдэхүүнүүд нь нэгдэлтэй тэнцүү буюу ойролцоо байна: хүчилтөрөгчийн хувьд = 1.0; хөнгөн цагааны хувьд
Цөөн түгээмэл элементүүдийн хувьд атомын цөмд нейтронууд давамгайлж, тэдгээрийн тоог протоны тоонд харьцуулсан харьцаа нь нэгдлээс хамаагүй их байдаг: радийн хувьд; ураны хувьд = 1.59.
"Менделеевийн дүрэм" -ийг Данийн физикч Нильс Бор, Оросын химич, ЗХУ-ын ШУА-ийн академич Виктор Иванович Спицын нарын бүтээлүүдэд улам боловсронгуй болгосон.
 | Виктор Иванович Спицын (1902-1988) |
Оддогийн дүрэм
1914 онд Италийн химич Жузеппе Оддо өөр дүрмийг боловсруулсан: " Хамгийн түгээмэл элементүүдийн атомын жинг дөрвийн үржвэр эсвэл ийм тооноос бага зэрэг зөрүүтэй тоогоор илэрхийлдэг." Хожим нь энэ дүрэм нь атомын бүтцийн талаархи шинэ өгөгдлүүдийн дагуу зарим тайлбарыг авсан: хоёр протон, хоёр нейтроноос бүрдэх цөмийн бүтэц нь ялангуяа хүчтэй байдаг.
Гаркинсын дүрэм
1917 онд Америкийн физик химич Уильям Дрэйпер Гаркинс (Харкинс) анхаарлыг татсан. тэгш атомын (дан) тоотой химийн элементүүд нь сондгой тоотой хөрш зэргэлдээх элементүүдээс хэд дахин их тархсан байдаг.Тооцоолол нь ажиглалтыг баталжээ: үелэх системийн эхний 28 элементийн 14 нь тэгш, 86%, сондгой нь дэлхийн царцдасын массын ердөө 13.6% -ийг бүрдүүлдэг.
Энэ тохиолдолд сондгой атомын дугаартай химийн элементүүд нь гелионтой холбогддоггүй, тиймээс тогтвортой бус тоосонцор агуулдаг гэсэн тайлбар байж болно.
Харкинсийн дүрэмд үл хамаарах зүйлүүд олон байдаг: жишээлбэл, язгуур хий хүртэл маш муу тархсан, сондгой хөнгөн цагаан Al нь магнийн Mg-ээс илүү өргөн тархсан байдаг. Гэсэн хэдий ч, энэ дүрэм нь дэлхийн царцдас төдийгүй бүх бөмбөрцөгт хамаатай гэсэн саналууд байдаг. Хэдийгээр дэлхийн бөмбөрцгийн гүн давхаргын найрлагын талаар найдвартай мэдээлэл хараахан гараагүй байгаа ч зарим мэдээллээс үзэхэд дэлхийн нийт дэх магнийн хэмжээ хөнгөн цагаанаас хоёр дахин их байдаг. Сансар огторгуй дахь гелийн хэмжээ нь хуурай газрын нөөцөөс хэд дахин их байдаг. Энэ нь магадгүй орчлон ертөнцийн хамгийн түгээмэл химийн элемент юм.
Ферсманы дүрэм
А.Э. Ферсман дэлхийн царцдас дахь химийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдал нь тэдгээрийн атомын (дан) тооноос хамааралтай болохыг тодорхой харуулсан. Хэрэв та координатаар график зурвал энэ хамаарал ялангуяа тодорхой болно: атомын дугаар - атомын кларкийн логарифм. График нь тодорхой чиг хандлагыг харуулж байна: химийн элементүүдийн атомын тоо нэмэгдэхийн хэрээр атомын кларкууд буурдаг.
Цагаан будаа. . Дэлхийн царцдас дахь химийн элементүүдийн тархалт
Цагаан будаа. 5. Орчлон ертөнц дэх химийн элементүүдийн элбэг дэлбэг байдал
(лог С - Ферсманы дагуу атомын кларкуудын логарифмууд)
(атомын тоог 10 6 цахиурын атом гэж нэрлэдэг)
Хатуу муруй – бүр Z утгууд,
цэгтэй - сондгой Z утгууд
Гэсэн хэдий ч энэ дүрмээс зарим нэг хазайлт байдаг: зарим химийн элементүүд нь хүлээгдэж буй элбэг дэлбэг байдлын хэмжээнээс (хүчилтөрөгч O, цахиур Si, кальци Ca, төмөр Fe, барийн Ba), бусад нь (литийн Li, бериллий Be, бор B) их хэмжээгээр давж гардаг. Ферсманы дүрэмд үндэслэн төсөөлж байснаас хамаагүй бага түгээмэл байдаг. Ийм химийн элементүүдийг тус тусад нь нэрлэдэг илүүдэлТэгээд ховор.
Геохимийн үндсэн хуулийн томъёоллыг х.
Асуултанд хариулах,
“Үйлдвэрлэлийн байгаль орчны менежмент ба аудит” мэргэжлээр 3-р дамжааны оюутнуудад зориулсан “Байгаль орчин дахь физик-химийн үйл явц” сэдвээр шалгалт өгөхөөр ирүүлсэн.
Байгаль дахь атомын элбэг дэлбэг байдал. Элементүүдийн кларкс.
Кларк элемент – дэлхийн царцдас, гидросфер, агаар мандал, дэлхий бүхэлдээ, төрөл бүрийн чулуулаг, сансрын биет гэх мэт элементийн дундаж агууламжийн тоон тооцоо. Элементийн Кларкыг массын нэгжээр (% ) илэрхийлж болно. , г/т), эсвэл атомын %-д. Америкийн геохимич Фрэнк Унглизортын нэрээр нэрлэгдсэн Ферсман танилцуулсан.
Кларк дэлхийн царцдас дахь химийн элементүүдийн тоон хэмжээг анх тогтоосон. Тэрээр мөн дэлхийн царцдасын гидросфер, агаар мандал зэргийг багтаасан. Гэсэн хэдий ч гидросферийн масс хэд хэдэн хувь, агаар мандал нь хатуу царцдасын массын зуун хувьтай тэнцэх тул Кларкийн тоо нь үндсэндээ хатуу царцдасын найрлагыг илэрхийлдэг. Тиймээс 1889 онд кларкийг 10 элементээр, 1924 онд 50 элементээр тооцоолсон.
Орчин үеийн радиометрийн, нейтрон идэвхжүүлэлт, атомын шингээлт болон бусад шинжилгээний аргууд нь чулуулаг, ашигт малтмал дахь химийн элементүүдийн агуулгыг маш нарийвчлалтай, мэдрэмжтэй тодорхойлох боломжийг олгодог. Кларксын талаархи санаанууд өөрчлөгдсөн. Жишээ нь: Ge 1898 онд Фокс кларкыг n * 10 -10% -тай тэнцүү гэж үзсэн. Ge нь муу судлагдсан бөгөөд практик ач холбогдолгүй байв. 1924 онд Кларкыг n*10 -9% гэж тооцсон (Кларк, Г. Вашингтон). Дараа нь нүүрсэнд Ge-г илрүүлж, түүний кларк нь 0.p% болж өссөн. Ge нь радио инженерчлэлд ашиглагддаг, германий түүхий эдийг хайх, Ге-ийн геохимийн нарийвчилсан судалгаа нь дэлхийн царцдас дахь Ge нь тийм ч ховор биш, литосфер дахь кларк нь 1.4 * 10 -4%, бараг ижил болохыг харуулсан. Sn, As-ынх шиг дэлхийн царцдас дахь Au, Pt, Ag-аас хамаагүй өндөр байна.
Атомын элбэг дэлбэг байдал
Вернадский химийн элементүүдийн тархсан төлөвийн тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн бөгөөд энэ нь батлагдсан. Бүх элементүүд нь хаа сайгүй байдаг, бид зөвхөн шинжилгээний мэдрэмжгүй байдлын талаар л ярьж болох бөгөөд энэ нь судалж буй хүрээлэн буй орчны нэг буюу өөр элементийн агуулгыг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодоггүй.Химийн элементүүдийн ерөнхий тархалтын талаарх энэхүү саналыг Кларк-Вернадскийн хууль гэж нэрлэдэг.
Хатуу дэлхийн царцдасын элементүүдийн кларкууд дээр үндэслэн (Виноградовын тухай) хатуу дэлхийн царцдасын бараг ½ нь O-ээс бүрддэг, өөрөөр хэлбэл дэлхийн царцдас нь хүчилтөрөгчийн бодис болох "хүчилтөрөгчийн бөмбөрцөг" юм.
Ихэнх элементүүдийн кларкууд 0.01-0.0001% -иас хэтрэхгүй - эдгээр нь ховор элемент юм. Хэрэв эдгээр элементүүдийг төвлөрүүлэх чадвар сул байвал тэдгээрийг огцом тархсан (Br, In, Ra, I, Hf) гэж нэрлэдэг.
Жишээ нь: U болон Br-ийн хувьд кларкийн утга нь ≈ 2.5*10 -4, 2.1* 10-4, харин U нь ердөө л ховор элемент юм, учир нь түүний ордууд мэдэгдэж байгаа бөгөөд Br нь ховор, тархай бутархай, учир нь энэ нь дэлхийн царцдас дээр төвлөрдөггүй. Микроэлементүүд нь тухайн системд бага хэмжээгээр (≈ 0.01% ба түүнээс бага) агуулагддаг элементүүд юм. Тиймээс Al нь организмын микроэлемент, силикат чулуулгийн макро элемент юм.
Вернадскийн дагуу элементүүдийн ангилал.
Дэлхийн царцдасын үечилсэн хүснэгтэд хамаарах элементүүд өөр өөрөөр ажилладаг - тэд дэлхийн царцдас руу янз бүрийн аргаар шилждэг. Вернадский дэлхийн царцдас дахь элементүүдийн түүхэн дэх хамгийн чухал мөчүүдийг харгалзан үзсэн. Гол ач холбогдол нь шилжилт хөдөлгөөний цацраг идэвхт байдал, эргэлт буцалтгүй байдал, эргэлт буцалтгүй байдал зэрэг үзэгдэл, үйл явцуудад өгсөн. ашигт малтмалаар хангах чадвартай. Вернадский 6 бүлэг элементийг тодорхойлсон.
сайн хий (He, Ne, Ar, Kr, Xe) - 5 элемент;
үнэт металл (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au) - 7 элемент;
циклийн элементүүд (нарийн төвөгтэй циклд оролцдог) - 44 элемент;
тархсан элементүүд - 11 элемент;
өндөр цацраг идэвхт элементүүд (Po, Ra, Rn, Ac, Th, Pa, U) - 7 элемент;
газрын ховор элемент – 15 элемент.
Дэлхийн царцдасын 3-р бүлгийн элементүүд голчлон чулуулаг, ус, организмаас бүрддэг.
Өдөр тутмын туршлагаас олж авсан санаанууд нь бодит өгөгдөлтэй таарахгүй. Тиймээс Zn, Cu нь өдөр тутмын амьдрал, технологид өргөн тархсан бөгөөд Zr (циркон) болон Ti нь бидний хувьд ховор элемент юм. Хэдийгээр дэлхийн царцдас дахь Zr нь Cu-аас 4 дахин, Ti нь 95 дахин их байдаг. Эдгээр элементүүдийн "ховор" нь тэдгээрийг хүдрээс гаргаж авахад хэцүү байдагтай холбон тайлбарладаг.
Химийн элементүүд нь бие биетэйгээ массын харьцаагаар бус атомын тоогоор харилцан үйлчилдэг. Тиймээс кларксыг зөвхөн массын% -иар төдийгүй атомын тооны% -иар тооцоолж болно, i.e. атомын массыг харгалзан үзэх (Чирвинский, Ферсман). Үүний зэрэгцээ хүнд элементүүдийн кларкууд буурч, хөнгөн элементүүдийнх нь нэмэгддэг.
Жишээлбэл:Атомын тоогоор тооцоолох нь химийн элементүүдийн тархалтын талаар илүү ялгаатай дүр зургийг өгдөг - хүчилтөрөгч илүү давамгайлж, хүнд элементүүд ховор байдаг.
Дэлхийн царцдасын дундаж найрлагыг тогтооход элементүүдийн жигд бус тархалтын шалтгааны талаар асуулт гарч ирэв. Энэ сүрэг нь атомын бүтцийн онцлогтой холбоотой.
Кларкийн утга ба элементүүдийн химийн шинж чанаруудын хоорондын холбоог авч үзье.
Тиймээс шүлтлэг металлууд Li, Na, K, Rb, Cs, Fr нь химийн хувьд бие биентэйгээ ойрхон байдаг - нэг валентын электрон, гэхдээ кларкийн утгууд нь өөр өөр байдаг - Na ба K - ≈ 2.5; Rb - 1.5*10 -2; Li - 3.2*10 -3 ; Cs - 3.7 * 10 -4 ; Fr - хиймэл элемент. Кларкийн утга нь F ба Cl, Br ба I, Si (29.5) ба Ge (1.4*10 -4), Ba (6.5*10 -2), Ra (2*10 -10) -ийн хувьд эрс ялгаатай.
Нөгөөтэйгүүр, химийн хувьд ялгаатай элементүүд нь ижил төстэй кларк утгатай байдаг - Mn (0.1) ба P (0.093), Rb (1.5 * 10 -2), Cl (1.7 * 10 -2).
Ферсман үелэх системийн тэгш ба сондгой элементүүдийн атомын кларкуудын утгын элементийн атомын дугаараас хамаарах хамаарлыг зурсан. Атомын цөмийн бүтэц илүү төвөгтэй (жин) болох тусам элементүүдийн кларкийн утга буурдаг нь тогтоогджээ. Гэсэн хэдий ч эдгээр хамаарал (муруй) эвдэрсэн байна.
Ферсман таамаглалын дунд шугамыг зурсан бөгөөд элементийн дарааллын тоо нэмэгдэх тусам аажмаар буурчээ. Эрдэмтэн дунд шугамаас дээш байрлах элементүүдийг оргил, илүүдэл (O, Si, Fe гэх мэт), шугамын доор байрлах элементүүдийг дутагдалтай (инертийн хий гэх мэт) гэж нэрлэв. Хүлээн авсан хамаарлаас үзэхэд дэлхийн царцдас нь цөм нь цөөн тооны протон, нейтрон агуулсан үечилсэн системийн анхны эсүүдийг эзэлдэг хөнгөн атомууд давамгайлж байна. Үнэн хэрэгтээ, Fe (No 26) дараа нэг нийтлэг элемент байдаггүй.
Цаашид 1925-28 онд Оддо (Италийн эрдэмтэн), Гаркинс (Америкийн эрдэмтэн) нар. Элементүүдийн тархалтын өөр нэг онцлогийг тогтоосон. Дэлхийн царцдас бүр атомын тоо, атомын масстай элементүүд давамгайлдаг. Хөрш зэргэлдээх элементүүдийн дунд тэгш тоотой элементүүд нь сондгой тоотой харьцуулахад бараг үргэлж өндөр кларктай байдаг. Хамгийн түгээмэл 9 элементийн хувьд (8 O, 14 Si, 13 Al, 26 Fe, 20 Ca, 11 Na, 19 K, 12 Mg, 22 Ti) тэгш массын кларкууд 86.43%, сондгой элементүүдийн хувьд 13.05% байна. .Атомын масс нь 4-т хуваагддаг элементүүдийн кларкууд ялангуяа их байдаг бөгөөд эдгээр нь O, Mg, Si, Ca юм.
Ферсманы судалгаагаар 4q төрлийн (q нь бүхэл тоо) цөм нь дэлхийн царцдасын 86,3%-ийг эзэлдэг. 4q+3 төрлийн цөм (12.7%), 4q+1 ба 4q+2 (1%) төрлийн цөөхөн цөм нь бага түгээмэл байдаг.
Тэгш элементүүдийн дотроос He-ээс эхлэн зургаа дахь нь хамгийн өндөр кларкуудтай: O (No. 8), Si (No. 14), Ca (No. 20), Fe (No. 26). Хачирхалтай элементүүдийн хувьд - ижил төстэй дүрэм (H-ээс эхлэн) - N (No 7), Al (No. 13), K (No. 19), Mg (No. 25).
Тиймээс дэлхийн царцдас дээр цөөхөн, тэгш тооны протон, нейтронтой цөмүүд давамгайлдаг.
Цаг хугацаа өнгөрөхөд кларкууд өөрчлөгдсөн. Тиймээс цацраг идэвхт задралын үр дүнд U, Th бага, харин илүү Pb байсан. Хийн ялгаралт, солирын уналт зэрэг үйл явц нь элементүүдийн кларкийн утгыг өөрчлөхөд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн.
Дэлхийн царцдас дахь химийн өөрчлөлтийн үндсэн чиг хандлага. Дэлхийн царцдас дахь бодисын том эргэлт.
БОДИСЫН МӨЧӨЛ. Дэлхийн царцдасын бодис нь физик, химийн янз бүрийн шалтгааны улмаас тасралтгүй хөдөлгөөнд байдаг. материйн шинж чанар, гариг, геологи, газарзүйн болон биологийн . дэлхийн нөхцөл байдал. Энэхүү хөдөлгөөн нь геологийн цаг хугацааны туршид тогтмол бөгөөд тасралтгүй явагддаг - дор хаяж нэг ба хагас, гурван тэрбум жилээс илүүгүй байна. Сүүлийн жилүүдэд геологийн мөчлөгийн шинэ шинжлэх ухаан хөгжсөн - химийг судлах үүрэгтэй геохими. манай гарагийг бүтээдэг элементүүд. Түүний судалгааны гол сэдэв нь химийн хөдөлгөөн юм. Эдгээр хөдөлгөөнийг юунаас ч үл хамааран дэлхийн бодисын элементүүд. Элементүүдийн эдгээр хөдөлгөөнийг химийн шилжилт гэж нэрлэдэг. элементүүд. Шилжилт хөдөлгөөнүүдийн дунд химийн бодисууд байдаг урт эсвэл богино хугацааны дараа элемент нь зайлшгүй анхны байдалдаа буцаж ирдэг; ийм химийн бодисын түүх Ингэснээр дэлхийн царцдас дахь элементүүдийг багасгаж болно. урвуу процесст шилжих ба дугуй процесс, мөчлөг хэлбэрээр илэрхийлэгддэг. Энэ төрлийн шилжилт хөдөлгөөн нь бүх элементүүдийн хувьд ердийн зүйл биш боловч тэдгээрийн нэлээд хэсэг нь, түүний дотор химийн элементүүдийн дийлэнх нь байдаг. Бидний эргэн тойрон дахь ургамал, амьтны организм, хүрээлэн буй орчныг бий болгодог элементүүд - далай ба ус, чулуулаг ба агаар. Ийм элементүүдийн хувьд атомынх нь бүхэлдээ буюу дийлэнх масс нь бодисын эргэлтэнд байдаг бол бусад хүмүүсийн хувьд тэдгээрийн зөвхөн өчүүхэн хэсэг нь мөчлөгт хамрагддаг. Дэлхийн царцдасын 20-25 км-ийн гүнд агуулагдах материалын дийлэнх хэсэг нь бургасаар бүрхэгдсэн байдаг нь эргэлзээгүй. Дараах химийн бодисын хувьд. элементүүд, дугуй процессууд нь тэдний шилжилт хөдөлгөөний дунд онцлог бөгөөд давамгайлдаг (тоо нь дарааллын тоог заана). 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. Үүний үндсэн дээр эдгээр элементүүдийг бусад элементүүдээс мөчлөгт эсвэл органоген элементүүдээс салгаж болно. Тэр. Цикл нь Менделеевийн системд багтсан 92 элементээс 42 элементийг тодорхойлдог бөгөөд энэ тоо нь дэлхийн хамгийн түгээмэл давамгайлсан элементүүдийг агуулдаг.
Биоген шилжилт хөдөлгөөнийг хамарсан эхний төрлийн циклонуудын талаар ярилцъя. Эдгээр K. нь биосферийг (өөрөөр хэлбэл агаар мандал, гидросфер, өгөршлийн царцдас) эзэлдэг. Гидросферийн доор тэд далайн ёроолд ойртож буй базальт бүрхүүлийг барьж авдаг. Газар доор тэд дараалсан хонхорхойгоор тунамал чулуулгийн зузаан (стратосфер), метаморф ба боржингийн бүрхүүлийг тэвэрч, базальт бүрхүүлд ордог. Газрын гүнээс, базальт бүрхүүлийн ард хэвтэж, дэлхийн бодис нь ажиглагдсан K руу ордоггүй. Энэ нь мөн давхрага мандлын дээд хэсгүүдийн улмаас дээрээс тэдгээрт унахгүй. Тэр. химийн мөчлөг элементүүд нь агаар мандалд 15-20 км-ийн өндөрт (өндөргүй), литосферт 15-20 км-ээс ихгүй гүнд тохиолддог гадаргуугийн үзэгдэл юм. К. бүр байнга шинэчлэгдэж байхын тулд гадны энергийн урсгалыг шаарддаг. Хоёр гол нь мэдэгдэж байгаа бөгөөд эргэлзээгүй. Ийм энергийн эх үүсвэр: 1) сансрын энерги - нарны цацраг (биоген нүүдэл нь бараг бүхэлдээ үүнээс хамаардаг) ба 2) уран, торий, кали, рубидийн 78 цувралын элементүүдийн цацраг идэвхт задралтай холбоотой атомын энерги. Бага нарийвчлалтай, механик энергийг ялгаж салгаж болно , дэлхийн массын хөдөлгөөн (таталцлын улмаас) холбоотой, магадгүй дээрээс нэвчиж буй сансрын энерги (Хессийн туяа).
Дэлхийн хэд хэдэн давхаргыг хамарсан эргэлтүүд аажмаар, зогсолттой урагшилдаг бөгөөд зөвхөн геологийн цаг хугацаанд л харагддаг. Тэд ихэвчлэн хэд хэдэн геологийн үеийг хамардаг. Эдгээр нь геологич, газар, далайн нүүлгэн шилжүүлэлтээс үүдэлтэй. K.-ийн хэсгүүд хурдан хөдөлж чаддаг (жишээлбэл, биогенийн шилжилт хөдөлгөөн).
| " |
Өнөөг хүртэл атомын онолын тухай ярихдаа, өөр хоорондоо өөр өөр дарааллаар холбогдсон хэд хэдэн төрлийн атомуудаас тэс өөр бодисыг хэрхэн олж авдаг тухай ярихад бид "хүүхэд шиг" асуултыг хэзээ ч тавьж байгаагүй - атомууд өөрсдөө хаанаас ирсэн бэ? Яагаад зарим элементийн атомууд маш олон, бусад нь маш цөөхөн байдаг ба тэдгээр нь маш жигд бус тархсан байдаг вэ? Жишээлбэл, зөвхөн нэг элемент (хүчилтөрөгч) дэлхийн царцдасын тал хувийг бүрдүүлдэг. Гурван элемент (хүчилтөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан) нийтдээ 85% -ийг бүрдүүлдэг бөгөөд хэрэв бид тэдгээрт төмөр, кали, натри, кали, магни, титан нэмбэл дэлхийн царцдасын 99.5% -ийг олж авна. Бусад хэдэн арван элементийн эзлэх хувь ердөө 0.5% -ийг эзэлдэг. Дэлхий дээрх хамгийн ховор металл бол рени бөгөөд алт, цагаан алт тийм ч их байдаггүй тул тэд маш үнэтэй байдаг. Өөр нэг жишээ дурдъя: дэлхийн царцдас дахь төмрийн атом зэсийн атомаас мянга дахин, зэсийн атом мөнгөний атомаас мянга дахин, мөнгө ренийээс зуу дахин их байдаг.
Наран дээрх элементүүдийн тархалт огт өөр: хамгийн их устөрөгч (70%) ба гели (28%), бусад бүх элементүүд ердөө 2% байдаг.Хэрэв та харагдахуйц ертөнцийг бүхэлд нь авбал илүү их устөрөгч байдаг. үүн дотор. Яагаад тэр вэ? Эрт дээр үед болон Дундад зууны үед атомын гарал үүслийн талаар асуулт асуудаггүй байсан, учир нь тэд үргэлж өөрчлөгдөөгүй хэлбэр, тоо хэмжээгээр оршдог гэж үздэг (мөн Библийн уламжлал ёсоор тэдгээрийг нэг л өдөр Бурхан бүтээсэн) . Атомын онол ялж, хими хурдацтай хөгжиж, Д.И.Менделеев өөрийн алдартай элементүүдийн системийг бий болгох үед ч атомын гарал үүслийн тухай асуудал үл тоомсорлосон хэвээр байв. Мэдээжийн хэрэг, хааяа нэг эрдэмтэн зориг гаргаж, онолоо дэвшүүлдэг. Өмнө нь хэлсэнчлэн. 1815 онд Уильям Проут бүх элементүүд хамгийн хөнгөн элемент болох устөрөгчийн атомуудаас үүссэн гэж санал болгов. Проутын бичсэнээр устөрөгч нь эртний Грекийн философичдын хамгийн "үндсэн бодис" юм. Энэ нь "конденсаци" -аар дамжуулан бусад бүх элементүүдийг өгсөн.
20-р зуунд одон орон судлаачид, онолын физикчдийн хүчин чармайлтаар атомын гарал үүслийн шинжлэх ухааны онолыг бий болгосон бөгөөд энэ нь ерөнхийдөө химийн элементүүдийн гарал үүслийн тухай асуултад хариулсан юм. Маш хялбаршуулсан байдлаар энэ онол иймэрхүү харагдаж байна. Эхлээд бүх бодис гайхалтай өндөр нягтралтай (K)*"г/см") ба температуртай (1027К) нэг цэгт төвлөрч байв. Эдгээр тоо нь маш том тул тэдгээрийн нэр байхгүй. 10 орчим тэрбум жилийн өмнө Их тэсрэлтийн үр дүнд энэхүү хэт нягт, хэт халуун цэг хурдацтай тэлж эхэлсэн. Физикчид дэлбэрэлтээс хойш 0.01 секундын дараа үйл явдлууд хэрхэн өрнөсөн талаар маш сайн ойлголттой байдаг. Өмнө нь юу болсон тухай онолыг төдийлөн сайн хөгжүүлээгүй, учир нь тэр үед байсан материйн бүлэгнэлд одоо мэдэгдэж байгаа физик хуулиуд хангалтгүй биелэгдсэн (мөн эрт байх тусмаа муу). Түүгээр ч барахгүй Big Bang-аас өмнө юу болсон тухай асуултыг огт авч үзээгүй, учир нь тэр үед цаг хугацаа өөрөө байхгүй байсан! Эцсийн эцэст, хэрэв материаллаг ертөнц, өөрөөр хэлбэл, үйл явдал байхгүй бол цаг хугацаа хаанаас ирдэг вэ? Үүнийг хэн эсвэл юу тоолох вэ? Тиймээс асуудал хурдан салж, хөрч эхлэв. Температур бага байх тусам янз бүрийн бүтэц үүсэх боломж нэмэгддэг (жишээлбэл, өрөөний температурт сая сая өөр өөр органик нэгдлүүд байж болно, +500 хэмд - цөөхөн, +1000 хэмээс дээш бол органик байхгүй байх магадлалтай. бодис байж болно - Тэд бүгд өндөр температурт бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хуваагддаг). Эрдэмтдийн үзэж байгаагаар дэлбэрэлтээс хойш 3 минутын дараа температур тэрбум хэм хүртэл буурахад нуклеосинтезийн үйл явц эхэлсэн (энэ үг нь Латин цөм - "цөм" ба Грекийн "синтез" - "нийлмэл, нэгдэл" гэсэн үгнээс гаралтай). өөрөөр хэлбэл протон ба нейтроныг янз бүрийн элементийн цөмд холбох үйл явц. Протоноос гадна устөрөгчийн цөм, гелийн цөм гарч ирэв; Температур хэт өндөр байсан тул эдгээр цөмүүд электронуудыг холбож, агом үүсгэж чадаагүй байна. Анхдагч орчлон ертөнц нь устөрөгч (ойролцоогоор 75%) ба гелиээс бүрдэх ба дараагийн хамгийн элбэг элемент болох литийн бага хэмжээний (цөмд нь гурван протонтой) байдаг. Энэ найрлага нь ойролцоогоор 500 мянган жилийн турш өөрчлөгдөөгүй. Орчлон ертөнц тэлж, хөргөж, улам бүр ховордсоор байв. Температур +3000 ° C хүртэл буурахад электронууд цөмтэй нэгдэж чадсан нь тогтвортой устөрөгч, гелийн атом үүсэхэд хүргэсэн.
Устөрөгч, гелийээс бүрдэх орчлон ертөнц үргэлжлэн тэлж, хязгааргүй хүртэл хөрнө. Гэхдээ дараа нь бусад элементүүд төдийгүй галактикууд, одод, бас чи бид хоёр байх болно. Орчлон ертөнцийн хязгааргүй тэлэлтийг бүх нийтийн таталцлын хүч (таталцал) эсэргүүцсэн. Ховордсон орчлон ертөнцийн янз бүрийн хэсгүүдэд материйн таталцлын шахалт давтагдсан хүчтэй халалтыг дагалдаж - 100 сая жил үргэлжилсэн массын од үүсэх үе шат эхэлсэн.Температур нь 10 саяд хүрсэн хий, тоосноос бүрдэх сансар огторгуйн бүс нутагт. градус, гелий термоядролын нэгдэх үйл явц нь устөрөгчийн бөөмүүдийн нэгдлээр эхэлсэн.Эдгээр цөмийн урвалууд нь асар их хэмжээний энерги ялгаруулж, эргэн тойрны орон зайд цацруулсан: ийм байдлаар шинэ од гэрэлтэв. Түүнд устөрөгч хангалттай байсан тул таталцлын нөлөөгөөр одны шахалтыг "дотоодоос дарагдсан" цацраг сааруулжээ. Устөрөгчийг "шатааж" байгаа тул манай нар бас гэрэлтдэг. Энэ үйл явц маш удаан явагддаг. Хоёр эерэг цэнэгтэй протон ойртоход Кулигийн түлхэлтийн хүчээр саад болдог.Тиймээс манай гэрэлтэгч олон жил амьдрах болно.
Устөрөгчийн түлшний нийлүүлэлт дуусахад гелийн нийлэгжилт аажмаар зогсч, үүнтэй зэрэгцэн хүчтэй цацраг туяа алга болдог. Таталцлын хүч дахин одыг шахаж, температур нэмэгдэж, гелийн цөмүүд бие биетэйгээ нийлж нүүрстөрөгчийн цөм (6 протон), хүчилтөрөгч (цөмд 8 протон) үүсгэх боломжтой болно. Эдгээр цөмийн процессууд нь мөн эрчим хүчний ялгаралт дагалддаг. Гэвч эрт орой хэзээ нэгэн цагт гелийн нөөц дуусна. Дараа нь таталцлын хүчээр одыг шахах гурав дахь шат эхэлнэ. Тэгээд энэ үе шатанд бүх зүйл одны массаас хамаарна. Хэрэв масс нь тийм ч том биш бол (манай нар шиг) одны агшилтын үед температур нэмэгдэх нь нүүрстөрөгч ба хүчилтөрөгчийг цөмийн хайлуулах урвалд оруулахад хангалтгүй байх болно; ийм од цагаан одой гэгдэх болно. Одон орон судлаачид улаан аваргууд гэж нэрлэдэг одод илүү хүнд элементүүдийг "үйлдвэрлэсэн" байдаг - тэдний масс нь нарнаас хэд дахин их байдаг. Эдгээр оддод нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгчөөс хүнд элементүүдийг нэгтгэх урвал явагддаг. Одон орон судлаачдын хэлснээр одод бол цөмийн гал, үнс нь химийн хүнд элементүүд юм.
33
2- 1822
Оддын амьдралын энэ үе шатанд ялгардаг энерги нь улаан аварга биетийн гаднах давхаргыг их хэмжээгээр "хийлдэг"; Хэрэв манай Нар ийм од болсон бол. Дэлхий энэ аварга бөмбөгний дотор өөрийгөө олох болно - энэ нь дэлхий дээрх бүх зүйлд тийм ч таатай ирээдүй биш юм. Оддын салхи.
Улаан аварга биетүүдийн гадаргуугаас "амьсгалах" нь мананцар үүсгэдэг (тэдгээрийн ихэнх нь дурангаар харагддаг) эдгээр аварга биетүүдийн нийлэгжүүлсэн химийн элементүүдийг сансар огторгуйд хүргэдэг. Улаан аваргууд харьцангуй богино насалдаг - Нарнаас хэдэн зуу дахин бага. Хэрэв ийм одны масс нь нарны массаас 10 дахин их байвал төмрийг хүртэл элементүүдийг нийлэгжүүлэх нөхцөл (тэрбум градусын температур) үүсдэг. Ялро төмөр нь бүх цөмүүдээс хамгийн тогтвортой нь юм. Энэ нь төмрөөс хөнгөн элементийн синтезийн урвал нь энерги ялгаруулдаг бол хүнд элементүүдийн нийлэгжилтэд эрчим хүч шаардагддаг гэсэн үг юм. Эрчим хүчний зарцуулалтаар төмрийн задралын урвал нь хөнгөн элемент болж хувирдаг. Тиймээс хөгжлийн "төмөр" шатанд хүрсэн оддод гайхалтай үйл явц тохиолддог: энерги ялгарахын оронд шингэж, температурын огцом бууралт, маш бага эзэлхүүнтэй шахалт дагалддаг; одон орон судлаачид энэ үйл явцыг таталцлын уналт гэж нэрлэдэг (Латин "collapsus" - "суларсан, унасан" гэсэн үг; эмч нар үүнийг хүний хувьд маш аюултай цусны даралт огцом буурах гэж нэрлэдэг нь шалтгаангүй). Таталцлын нуралтын үед асар олон тооны нейтрон үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь цэнэггүйн улмаас одоо байгаа бүх элементүүдийн цөмд амархан нэвтэрдэг. Нейтроноор хэт ханасан цөм нь тусгай хувиралд ордог (үүнийг бета задрал гэж нэрлэдэг), энэ үед нейтроноос протон үүсдэг; Үүний үр дүнд тухайн элементийн цөмөөс дараагийн элементийг олж авдаг бөгөөд түүний цөмд аль хэдийн нэг протон байдаг. Эрдэмтэд хуурай газрын нөхцөлд ийм процессыг үржүүлж сурсан; алдартай жишээ бол плутони-239 изотопын нийлэгжилт бөгөөд байгалийн ураныг (92 протон, 146 нейтрон) нейтроноор цацрагаар цацахад түүний цөм нь нэг нейтроныг барьж, хиймэл элемент нептуний (93 протон, 146 нейтрон) үүсдэг. ), мөн үүнээс атомын бөмбөг хийхэд ашигладаг маш үхлийн плутони (94 протон, 145 нейтрон). Таталцлын уналтад өртөж буй оддод нейтроныг барьж авах, дараагийн бета задралын үр дүнд химийн элементүүдийн бүх боломжит изотопуудын олон зуун өөр өөр цөмүүд үүсдэг. Одны нуралт нь асар том тэсрэлтээр дуусч, асар их массыг сансар огторгуйд хаях замаар төгсдөг - супернова үүсдэг. Үелэх системийн бүх элементүүдийг агуулсан (мөн бидний биед ижил атомууд байдаг!) хаягдсан бодис нь 10,000 км/с хүртэл хурдтай тархдаг. мөн үхсэн одноос материйн жижиг үлдэгдэл шахагдаж (нураж) хэт нягт нейтрон од эсвэл бүр хар нүх үүсгэдэг. Хааяа ийм одод манай тэнгэрт дүрэлздэг бөгөөд хэрэв галт нь тийм ч холгүй болвол хэт шинэ од бусад бүх оддоос илүү тод гэрэлтдэг.Тэгээд энэ нь гайхах зүйл биш юм: суперновагийн гэрэлтэлт нь бүхэл бүтэн галактикаас бүрдэх бүхэл бүтэн галактикаас давж чаддаг. Тэрбум од! Эдгээр "шинэ" оддын нэг нь Хятадын түүх сударт 1054 онд дүрэлзсэн байна. Одоо энэ газарт Үхрийн ордны алдарт Хавчны мананцар байдаг бөгөөд түүний төвд маш хурдан эргэдэг (секундэд 30 эргэлт) байдаг. !) нейтрон од.Аз болоход (шинэ элементийн нийлэгжилтийн хувьд биш бидний хувьд) ийм одод зөвхөн алс холын галактикуудад л дүрэлзсээр байна...
Оддын "шаталт" болон хэт шинэ одны дэлбэрэлтийн үр дүнд сансар огторгуйд мэдэгдэж байсан олон химийн элементүүд олдсон. Цацраг идэвхт өөрчлөлтөөр "дулаацсан" өргөжиж буй мананцар хэлбэрийн хэт шинэ одны үлдэгдэл нь хоорондоо мөргөлдөж, нягт тогтоц болж өтгөрдөг бөгөөд үүнээс шинэ үеийн одод таталцлын хүчний нөлөөн дор үүсдэг. Эдгээр одод (манай Нарыг оруулаад) оршин тогтнох эхэн үеэсээ хүнд элементүүдийн хольцыг агуулдаг; ижил элементүүд нь эдгээр оддыг тойрсон хий, тоосны үүлэнд агуулагддаг бөгөөд үүнээс гаригууд үүсдэг. Тиймээс бидний эргэн тойрон дахь бүх зүйлийг бүрдүүлдэг элементүүд, түүний дотор бидний бие махбодь нь асар том сансрын үйл явцын үр дүнд бий болсон ...
Яагаад зарим элементүүд нь маш олон, бусад нь цөөн байсан бэ? Нуклеосинтезийн явцад цөөн тооны тэгш тооны нейтрон ба нейтроноос бүрдэх цөмүүд үүсэх магадлал өндөр байдаг. Протон, нейтроноор "халих" хүнд цөмүүд нь тогтворгүй бөгөөд Орчлон ертөнцөд цөөхөн байдаг. Цөмийн цэнэг их байх тусам хүнд байх тусам орчлон ертөнцөд цөөхөн ийм цөм байдаг гэсэн ерөнхий дүрэм байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ дүрмийг үргэлж дагаж мөрддөггүй. Жишээлбэл, дэлхийн царцдасын литийн (3 протон, 3 нейтрон), борын (5 протон, 5 эсвэл б нейтрон) хөнгөн цөмүүд цөөн байдаг. Эдгээр цөмүүд нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас оддын гүнд үүсч чадахгүй бөгөөд сансрын цацрагийн нөлөөн дор од хоорондын орон зайд хуримтлагдсан хүнд цөмүүдээс "хугарсан" гэж үздэг. Ийнхүү дэлхий дээрх янз бүрийн элементүүдийн харьцаа нь орчлон ертөнцийн хөгжлийн хожуу үе шатанд хэдэн тэрбум жилийн өмнө болсон сансар огторгуй дахь үймээн самуунтай үйл явцын цуурай юм.
Уул үүсэх явцад газрын гадарга дээр гарсан чулуулаг, эрдсийн олон тооны дээж, мөн уурхайн ажил, гүний цооногоос авсан шинжилгээний үр дүнд үндэслэн дэлхийн царцдасын химийн найрлагыг тодорхойлсон.
Одоогоор дэлхийн царцдасыг 15-20 км-ийн гүнд судалсан байна. Энэ нь чулуулгийн нэг хэсэг болох химийн элементүүдээс бүрдэнэ.
Дэлхийн царцдасын хамгийн түгээмэл элементүүд нь 46 бөгөөд үүнээс 8 нь түүний массын 97.2-98.8%, 2 (хүчилтөрөгч ба цахиур) нь дэлхийн массын 75% -ийг бүрдүүлдэг.
Эхний 13 элемент (титанаас бусад) дэлхийн царцдасаас ихэвчлэн олддог, ургамлын органик бодисын нэг хэсэг бөгөөд бүх амин чухал үйл явцад оролцож, хөрсний үржил шимт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Дэлхийн гэдэс доторх химийн урвалд оролцдог олон тооны элементүүд нь олон төрлийн нэгдлүүд үүсэхэд хүргэдэг. Литосферт хамгийн элбэг байдаг химийн элементүүд нь олон ашигт малтмалд байдаг (ихэвчлэн өөр өөр чулуулгууд тэдгээрээс бүрддэг).
Химийн бие даасан элементүүд нь геосферт дараах байдлаар тархдаг: хүчилтөрөгч ба устөрөгч нь гидросферийг дүүргэдэг; хүчилтөрөгч, устөрөгч, нүүрстөрөгч нь биосферийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг; хүчилтөрөгч, устөрөгч, цахиур, хөнгөн цагаан нь шавар, элс эсвэл өгөршлийн бүтээгдэхүүний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм (тэдгээр нь ихэвчлэн дэлхийн царцдасын дээд хэсгийг бүрдүүлдэг).
Байгаль дахь химийн элементүүд нь эрдэс гэж нэрлэгддэг олон төрлийн нэгдлүүдэд байдаг. Эдгээр нь физик-химийн эсвэл биохимийн нарийн төвөгтэй үйл явцын үр дүнд үүссэн дэлхийн царцдасын нэгэн төрлийн химийн бодисууд, тухайлбал чулуулгийн давс (NaCl), гипс (CaS04 * 2H20), ортоклаз (K2Al2Si6016).
Байгалийн хувьд химийн элементүүд нь янз бүрийн ашигт малтмал үүсэхэд тэгш бус оролцдог. Жишээлбэл, цахиур (Si) нь 600 гаруй эрдсийн бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд исэл хэлбэрээр маш түгээмэл байдаг. Хүхэр нь 600 нэгдэл, кальци - 300, магни - 200, манган - 150, бор - 80, кали - 75, зөвхөн 10 литийн нэгдлүүд, бүр цөөн тооны иодын нэгдлүүд үүсдэг.
Дэлхийн царцдасын хамгийн алдартай ашигт малтмалын дотроос K, Na, Ca гэсэн гурван үндсэн элемент бүхий том бүлэг хээрийн жонш зонхилдог. Хөрс үүсгэгч чулуулаг, тэдгээрийн өгөршлийн бүтээгдэхүүнд хээрийн жонш гол байр суурийг эзэлдэг. Хээрийн жонш нь аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажим аажмаар хөрсөнд шингэж, хөрсийг K, Na, Ca, Mg, Fe болон бусад үнслэг бодисууд, түүнчлэн микроэлементүүдээр баяжуулдаг.
Кларкийн дугаар- дэлхийн царцдас, гидросфер, дэлхий, сансрын биетүүд, геохими эсвэл сансрын химийн систем гэх мэт химийн элементүүдийн дундаж агууламжийг энэ системийн нийт масстай харьцуулсан тоонууд. % буюу г/кг-ээр илэрхийлнэ.
Кларкийн төрлүүд
Жин (%, г/т эсвэл г/г) ба атомын (атомын тооны%) кларкууд байдаг. Дэлхийн царцдасыг бүрдүүлдэг төрөл бүрийн чулуулгийн химийн найрлагын талаарх өгөгдлийн ерөнхий дүгнэлтийг 16 км-ийн гүнд тархсан байдлыг харгалзан анх Америкийн эрдэмтэн Ф.В.Кларк (1889) хийжээ. Түүний дэлхийн царцдасын найрлага дахь химийн элементүүдийн хувийн жингийн хувьд олж авсан тоонуудыг А.Е.Ферсман сүүлийн үеийн санал болгосноор бага зэрэг боловсронгуй болгосон тоонуудыг Кларкийн тоо эсвэл Кларкс гэж нэрлэжээ.
Молекулын бүтэц. Молекулуудын цахилгаан, оптик, соронзон болон бусад шинж чанарууд нь молекулуудын янз бүрийн төлөв байдлын долгионы функц, энергитэй холбоотой байдаг. Молекулын спектр нь молекулуудын төлөв байдал, тэдгээрийн хоорондын шилжилтийн магадлалын талаар мэдээлэл өгдөг.
Спектр дэх чичиргээний давтамжийг атомын масс, тэдгээрийн байршил, атом хоорондын харилцан үйлчлэлийн динамикаар тодорхойлно. Спектрийн давтамжууд нь молекулуудын инерцийн моментуудаас хамаардаг бөгөөд үүнийг спектроскопийн өгөгдлөөр тодорхойлох нь молекул дахь атом хоорондын зайны үнэн зөв утгыг олж авах боломжийг олгодог. Молекулын чичиргээний спектрийн шугам ба зурвасын нийт тоо нь түүний тэгш хэмээс хамаарна.
Молекул дахь электрон шилжилт нь тэдгээрийн электрон бүрхүүлийн бүтэц, химийн бондын төлөв байдлыг тодорхойлдог. Илүү олон тооны холбоо бүхий молекулуудын спектрүүд нь харагдах бүсэд унадаг урт долгионы шингээлтийн зурвасаар тодорхойлогддог. Ийм молекулуудаас үүссэн бодисууд нь өнгөөр ялгагддаг; Эдгээр бодисуудад бүх органик будагч бодисууд орно.
Ионууд.Электрон шилжилтийн үр дүнд ионууд үүсдэг - электронуудын тоо протоны тоотой тэнцүү биш атомууд эсвэл атомын бүлгүүд. Хэрэв ион нь эерэг цэнэглэгдсэнээс илүү сөрөг цэнэгтэй бөөмс агуулдаг бол ийм ионыг сөрөг гэж нэрлэдэг. Үгүй бол ионыг эерэг гэж нэрлэдэг. Ионууд нь бодисуудад маш түгээмэл байдаг; жишээлбэл, тэдгээр нь үл хамаарах зүйлгүйгээр бүх металлд байдаг. Үүний шалтгаан нь металлын атом бүрээс нэг буюу хэд хэдэн электронууд салж, металл дотор хөдөлж, электрон хий гэж нэрлэгддэг. Энэ нь электронууд, өөрөөр хэлбэл сөрөг тоосонцор алдагдсанаас болж металлын атомууд эерэг ион болж хувирдаг. Энэ нь ямар ч төлөвт байгаа металлын хувьд үнэн юм - хатуу, шингэн эсвэл хий.
Кристал тор нь нэгэн төрлийн металл бодисын талст доторх эерэг ионуудын байрлалыг загварчилдаг.
Хатуу төлөвт бүх металлууд талст байдаг нь мэдэгдэж байна. Бүх металлын ионууд эмх цэгцтэй байрлаж, болор тор үүсгэдэг. Хайлсан ба ууршсан (хийн) металлуудад ионуудын дараалсан зохион байгуулалт байдаггүй боловч ионуудын хооронд электрон хий хэвээр байна.
Изотопууд- химийн элементийн атомын (болон цөм) ижил атомын (ердийн) дугаартай, гэхдээ нэгэн зэрэг өөр өөр массын тоонууд. Энэ нэр нь нэг атомын бүх изотопуудыг үелэх системийн нэг байранд (нэг нүдэнд) байрлуулсантай холбоотой юм. Атомын химийн шинж чанар нь электрон бүрхүүлийн бүтцээс хамаардаг бөгөөд энэ нь эргээд Z цөмийн цэнэгээр (өөрөөр хэлбэл доторх протоны тоо) тодорхойлогддог бөгөөд түүний массаас бараг хамаардаггүй. А тоо (өөрөөр хэлбэл Z протон ба нейтроны N нийт тоо). Нэг элементийн бүх изотопууд нь ижил цөмийн цэнэгтэй бөгөөд зөвхөн нейтроны тоогоор ялгаатай байдаг. Ихэвчлэн изотопыг түүний харьяалагдах химийн элементийн тэмдгээр тэмдэглэж, массын тоог харуулсан зүүн дээд дагаварыг нэмдэг. Та мөн элементийн нэрийг зураастай массын дугаарыг бичиж болно. Зарим изотопууд нь уламжлалт зөв нэртэй байдаг (жишээлбэл, дейтерий, актинон).
Дэлхий гаригийн төвд цөм байдаг бөгөөд энэ нь царцдас, магма, хагас хийн бодисын нимгэн давхарга, хагас шингэн давхаргаар гадаргуугаас тусгаарлагдсан байдаг. Энэ давхарга нь тосолгооны үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд гаригийн цөмийг үндсэн массаасаа бараг хамааралгүйгээр эргүүлэх боломжийг олгодог.
Цөмийн дээд давхарга нь маш нягт бүрхүүлээс бүрдэнэ. Магадгүй энэ бодис нь металлын шинж чанарт ойрхон, маш бат бөх, уян хатан, магадгүй соронзон шинж чанартай байдаг.
Гаригийн цөмийн гадаргуу - түүний хатуу бүрхүүл нь мэдэгдэхүйц температурт маш халуун байдаг; түүнтэй харьцах үед магма бараг хийн төлөвт шилждэг.
Хатуу бүрхүүлийн дор цөмийн дотоод бодис нь шахсан плазмын төлөвт байдаг бөгөөд энэ нь гол төлөв энгийн атомууд (устөрөгч) ба цөмийн задралын бүтээгдэхүүн - протон, электрон, нейтрон болон урвалын үр дүнд үүссэн бусад энгийн хэсгүүдээс бүрддэг. цөмийн нэгдэл ба цөмийн задралын .
Цөмийн нэгдэл ба задралын урвалын бүсүүд.
Дэлхийн цөмд цөмийн нэгдэл, задралын урвал явагддаг бөгөөд энэ нь их хэмжээний дулаан болон бусад төрлийн энергийг (цахилгаан соронзон импульс, янз бүрийн цацраг) байнга ялгаруулж, цөмийн дотоод бодисыг байнга хадгалж байдаг. плазмын төлөв байдал.
Дэлхийн цөм бүс - цөмийн задралын урвал.
Цөмийн задралын урвал нь гаригийн цөмд яг төв хэсэгт тохиолддог.
Энэ нь дараах байдлаар тохиолддог - хүнд ба хэт хүнд элементүүд (цөмийн нэгдлийн бүсэд үүсдэг), учир нь тэдгээр нь бүх ган элементүүдээс их масстай тул шингэн плазмд живж, аажмаар гаригийн цөмд живдэг. , Тэд маш чухал массыг олж, цөмийн задралын урвалд орж их хэмжээний энерги болон цөмийн задралын бүтээгдэхүүнийг ялгаруулдаг. Энэ бүсэд хүнд элементүүд нь энгийн атомуудын төлөв байдалд ажилладаг - устөрөгчийн атом, нейтрон, протон, электрон болон бусад элементийн бөөмс.
Эдгээр энгийн атомууд болон бөөмсүүд нь өндөр хурдтайгаар өндөр энерги ялгардаг тул цөмийн төвөөс түүний зах руу нисч, цөмийн нэгдэх урвалд ордог.
Дэлхийн цөм бүс - цөмийн хайлуулах урвал.
Дэлхийн цөмийн төвд цөмийн задралын урвалын үр дүнд үүссэн устөрөгчийн элементийн атом ба элементийн тоосонцор нь цөмийн гаднах хатуу бүрхүүлд хүрч, түүний ойр орчимд цөмийн нэгдлийн урвал явагддаг. хатуу бүрхүүлийн дор байрладаг.
Гаригийн цөм дэх цөмийн задралын урвалын үр дүнд өндөр хурдтай хурдассан протонууд, электронууд болон энгийн атомууд захын хэсэгт байрлах янз бүрийн атомуудтай уулздаг. Олон тооны энгийн бөөмсүүд цөмийн гадаргуу дээр хүрэх замдаа цөмийн хайлуулах урвалд ордог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Аажмаар цөмийн нэгдлийн бүсэд улам бүр илүү хүнд элементүүд үүсдэг, бараг бүхэл бүтэн үелэх систем, тэдгээрийн зарим нь хамгийн хүнд жинтэй байдаг.
Энэ бүсэд устөрөгчийн сийвэнгийн шинж чанар, цөмийн эргэлтийн төвөөс зугтах хүчний нөлөөгөөр асар их нягтаршилтай, асар их даралтаар шахагдсан бодисуудын атомын жингийн дагуу өвөрмөц хуваагдал байдаг. төв рүү татах таталцлын хүч рүү.
Эдгээр бүх хүчийг нэмсэний үр дүнд хамгийн хүнд металлууд цөмийн плазмд шингэж, түүний төв рүү унаж, цөмийн төвд цөмийн задралын тасралтгүй үйл явцыг үргэлжлүүлэх ба хөнгөн элементүүд нь цөмийг орхих хандлагатай байдаг. цөм буюу түүний дотоод хэсэгт суурьших - цөмийн хатуу бүрхүүл.
Үүний үр дүнд бүхэл бүтэн үелэх системийн атомууд аажмаар магм руу орж, дараа нь цөмийн гадаргуугаас дээш химийн урвалд орж, нарийн төвөгтэй химийн элементүүдийг үүсгэдэг.
Гаригийн цөмийн соронзон орон.
Цөмийн соронзон орон нь цөмийн задралын үндсэн бүтээгдэхүүн нь цөмийн төв бүсээс зугтаж, цөм дэх плазмын урсгалыг дагаж, цөмийн задралын урвалын улмаас үүсдэг соронзон орны хүчний гол шугамыг тойрон эргэлддэг хүчтэй эргүүлэг урсгалыг үүсгэдэг. Эдгээр плазмын урсгал нь тодорхой цэнэгтэй элементүүдийг агуулдаг тул хүчтэй цахилгаан гүйдэл үүсдэг бөгөөд энэ нь өөрийн цахилгаан соронзон орныг үүсгэдэг.
Гол эргэлдэх гүйдэл (плазмын урсгал) нь цөмийн термоядролын нэгдлийн бүсэд байрладаг бөгөөд энэ бүсийн бүх дотоод бодис нь тойрог хэлбэрээр (дэлхийн цөмийн экваторын дагуу) гаригийг эргүүлэх чиглэлд хөдөлж, хүчирхэг цахилгаан соронзон үүсгэдэг. талбар.
Гаригийн цөмийн эргэлт.
Гаригийн цөмийн эргэлт нь гаригийн эргэлтийн хавтгайтай давхцдаггүй бөгөөд цөмийн эргэлтийн тэнхлэг нь гаригийн эргэлтийн тэнхлэг ба соронзон нэмэлтүүдийг холбосон тэнхлэгийн хооронд байрладаг.
Гаригийн цөмийн эргэлтийн өнцгийн хурд нь гаригийн өөрийнх нь эргэлтийн өнцгийн хурдаас их бөгөөд түүнээс түрүүлж байна.
Гаригийн цөм дэх цөмийн задрал ба хайлуулах үйл явцын тэнцвэр.
Дэлхий дээрх цөмийн нэгдэл, цөмийн задралын үйл явц нь зарчмын хувьд тэнцвэртэй байдаг. Гэвч бидний ажигласнаар энэ тэнцвэрт байдал нэг чиглэлд алдагдаж болно.
Гаригийн цөмийн цөмийн нэгдлийн бүсэд хүнд металлын илүүдэл аажмаар хуримтлагдаж, улмаар дэлхийн төв рүү ердийнхөөс их хэмжээгээр унах нь цөмийн задралын урвалыг эрчимжүүлэхэд хүргэдэг. Энэ нь ердийнхөөс хамаагүй их энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь газар хөдлөлтөд өртөмтгий газар хөдлөлтийн идэвхжил, түүнчлэн дэлхийн гадаргуу дээрх галт уулын идэвхжилд нөлөөлнө.
Бидний ажигласнаар, үе үе дэлхийн цөм дэх хатуу хэрэмийн бичил хагарал үүсдэг бөгөөд энэ нь үндсэн плазмыг гаригийн магм руу оруулахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь түүний температурыг огцом нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. газар. Эдгээр газруудын дээгүүр газар хөдлөлтийн идэвхжил, дэлхийн гадаргуу дээрх галт уулын идэвхжил огцом нэмэгдэх боломжтой.
Магадгүй дэлхийн дулаарал, дэлхийн хөргөлтийн үеүүд нь манай гараг дахь цөмийн нэгдэл, цөмийн задралын үйл явцын тэнцвэртэй холбоотой байж болох юм. Геологийн эрин үеийн өөрчлөлтүүд нь эдгээр үйл явцтай холбоотой байдаг.
Манай түүхэн цаг үед.
Бидний ажигласнаар одоо манай гаригийн цөмийн идэвхжил нэмэгдэж, температур нэмэгдэж, үүний үр дүнд манай гаригийн цөмийг хүрээлж буй магма халж, дэлхийн агаарын температур нэмэгдэж байна. түүний уур амьсгал.
Энэ нь соронзон туйлуудын шилжилтийн хурдатгалыг шууд бусаар баталж байгаа бөгөөд энэ нь цөмийн доторх процессууд өөрчлөгдөж, өөр үе шатанд шилжсэнийг харуулж байна.
Дэлхийн соронзон орны хүч буурч байгаа нь дэлхийн соронзон орныг хянадаг бодисууд гаригийн магмад хуримтлагдаж байгаатай холбоотой бөгөөд энэ нь мэдээжийн хэрэг гаригийн цөм дэх цөмийн урвалын горимын өөрчлөлтөд нөлөөлнө.
Манай гараг болон түүн дээрх бүх үйл явцыг харгалзан бид судалгаа, таамаглалдаа ихэвчлэн физик эсвэл энергийн ойлголтоор ажилладаг боловч зарим тохиолдолд нэг болон нөгөө талыг хооронд нь холбох нь тайлбарласан сэдвүүдийг илүү сайн ойлгох боломжийг олгоно.
Тодруулбал, дэлхий дээрх ирээдүйн хувьслын үйл явц, түүнчлэн дэлхий даяар ноцтой сүйрлийн үе, түүний цөм, доторх болон магмын давхарга дахь үйл явц, түүнчлэн гадаргуу, шим мандал, агаар мандалтай харилцах харилцааны хүрээнд. авч үзсэн. Эдгээр үйл явцыг физикийн түвшинд болон эрчим хүчний харилцааны түвшинд авч үзсэн.
Дэлхийн цөмийн бүтэц нь физикийн үүднээс маш энгийн бөгөөд логиктой болсон бөгөөд энэ нь ерөнхийдөө өөр өөр хэсгүүдэд хоёр термоядролын процесс давамгайлж, бие биенээ зохицон нөхдөг хаалттай систем юм.
Юуны өмнө, цөм нь тасралтгүй бөгөөд маш хурдан хөдөлгөөнд байдаг гэж хэлэх ёстой, энэ эргэлт нь түүний доторх үйл явцыг дэмждэг.
Манай гаригийн цөм нь маш хүнд бөгөөд шахсан бөөмсийн нарийн төвөгтэй бүтэц бөгөөд тэдгээр нь төвөөс зугтах хүч, эдгээр хэсгүүдийн мөргөлдөөн, байнгын шахалтын улмаас тодорхой агшинд илүү хөнгөн, энгийн бие даасан элементүүдэд хуваагддаг. Энэ бол термоядролын задралын үйл явц - гаригийн цөмийн яг дунд хэсэгт.
Суллагдсан бөөмсийг зах руу зөөвөрлөж, цөм доторх ерөнхий хурдацтай хөдөлгөөн үргэлжилж байна. Энэ хэсэгт бөөмсүүд орон зайд бие биенээсээ илүү хоцорч, өндөр хурдтайгаар мөргөлдөж, төвөөс зугтах хүчний нөлөөгөөр буцаан цөмийн голд татагдан илүү хүнд, илүү төвөгтэй хэсгүүдийг үүсгэдэг. Энэ бол термоядролын нэгдлийн үйл явц юм - дэлхийн цөмийн захад.
Бөөмийн хөдөлгөөний асар их хурд, тайлбарласан процессууд нь тогтмол ба асар их температурыг бий болгодог.
Энд зарим зүйлийг тодруулах нь зүйтэй юм - нэгдүгээрт, бөөмсийн хөдөлгөөн нь дэлхийн эргэлтийн тэнхлэгийн эргэн тойронд ба түүний хөдөлгөөний дагуу явагддаг - ижил чиглэлд, энэ нь нэмэлт эргэлт юм - гараг өөрөө бүхэл бүтэн масс, бөөмстэй. үндсэндээ. Хоёрдугаарт, цөм дэх бөөмсийн хөдөлгөөний хурд нь ердөө л асар том бөгөөд энэ нь гараг өөрөө тэнхлэгээ тойрон эргэх хурдаас хэд дахин их гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Энэ системийг хүссэн хэмжээгээрээ тогтвортой байлгахын тулд танд их зүйл хэрэггүй, ямар ч сансрын биетүүд дэлхий рүү үе үе дайрахад л хангалттай бөгөөд манай гаригийн нийт масс болон цөмийг байнга нэмэгдүүлнэ. Ялангуяа түүний массын нэг хэсэг нь агаар мандлын нимгэн хэсгүүдээр дамжин дулааны энерги, хийгээр гадагшилдаг.
Ерөнхийдөө систем нь нэлээд тогтвортой байгаа тул ямар үйл явц нь гадарга дээр геологи, тектоник, газар хөдлөлт, цаг уурын болон бусад ноцтой гамшигт хүргэж болох вэ?
Эдгээр үйл явцын физик бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авч үзвэл дараах дүр зураг гарч ирнэ: үе үе цөмийн захын хэсгээс магм руу, термоядролын нэгдэлд оролцдог хурдасгасан бөөмсийн урсгал асар их хурдтайгаар "бууддаг"; магмын асар том давхарга. Эдгээр "буудлагууд" -ыг өөрсдөө унтрааж, нягтрал, зуурамтгай чанар, бага температур - тэд гаригийн гадаргуу дээр гарахгүй, харин ийм ялгаралт үүсдэг магмын хэсгүүд огцом халж, хөдөлж эхэлдэг. өргөжин тэлэх, дэлхийн царцдас дээр илүү их дарамт үзүүлэх нь геологийн хавтангийн огцом хөдөлгөөн, царцдасын хагарал, температурын хэлбэлзэл, газар хөдлөлт, галт уулын дэлбэрэлт зэрэгт хүргэдэг. Энэ нь мөн эх газрын хавтан далайд живж, шинэ тив, арлуудын гадаргуу дээр гарч ирэхэд хүргэж болзошгүй юм.
Цөмөөс магм руу ийм бага хэмжээний ялгаралтын шалтгаан нь манай гаригийн цөмийн ерөнхий систем дэх хэт их температур, даралт байж болох ч манай гаригийн хаа сайгүй хувьслын аргаар тодорхойлогдсон гамшигт үзэгдлийн тухай ярих юм бол амьд ухамсартай дэлхийг цэвэрлэх тухай ярих юм. хүний түрэмгийлэл, хог хаягдал, тэгвэл бид ухамсарт ухамсартай амьд биетийн ухамсартай санаатай үйлдлийн тухай ярьж байна.
Эрчим хүч, эзотерикизмийн үүднээс авч үзвэл гараг нь ухамсарын төвөөс хамгаалагчдын биеийн магма-доод давхаргад, өөрөөр хэлбэл нөхцөлт Титануудад зориудаар импульс өгдөг. газар нутгийг гадаргуу дээр. Энд цөм ба нөмрөгийн хоорондох тодорхой давхаргыг дурдах нь зүйтэй бөгөөд физикийн түвшинд энэ нь нэг талаас цөмийн шинж чанарт тохирсон хөргөлтийн бодисын давхарга, нөгөө талаас магма юм. эрчим хүчний мэдээлэл хоёр чиглэлд урсдаг. Эрчим хүчний үүднээс авч үзвэл энэ нь анхдагч "мэдрэлийн дамжуулагч талбар" юм, энэ нь бүтэн хиртэлтийн үеэр нарны титэм мэт харагддаг, энэ нь гаригийн ухамсрын эхний ба хамгийн гүн, хамгийн том давхаргатай холбоо юм. Цаашид импульсийг дамжуулдаг Дэлхий хамгаалагчид - эдгээр процессыг гадаргуу дээр хэрэгжүүлдэг жижиг, хөдөлгөөнт бүсийн хамгаалагчдад. Хүнд сүйрлийн үед шинэ тивүүд босч, одоогийн тивүүдийг дахин зурах үед Титанууд өөрсдөө хэсэгчлэн оролцсон гэж үздэг.
Манай гаригийн цөмийн бүтэц, түүн дээр болж буй үйл явцтай холбоотой өөр нэг чухал физик үзэгдлийг энд тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ бол дэлхийн соронзон орон үүсэх явдал юм.
Соронзон орон нь дэлхийн цөм доторх тойрог замд байгаа бөөмсийн хөдөлгөөний өндөр хурдны үр дүнд үүсдэг бөгөөд дэлхийн гадаад соронзон орон нь манай гаригийн цөм дотор болж буй термоядролын процессыг тодорхой харуулсан голограмм хэлбэр гэж хэлж болно.
Соронзон орон нь гарагийн төвөөс цааш үргэлжлэх тусам улам ховорддог; гаригийн дотор, цөмд ойр байх үед энэ нь илүү хүчтэй, харин цөмийн дотор нь цул соронзон орон юм.