Презентация Геохимические классификации элементов онлайн

Содержание слайда: Общая геохимия Лекция 3 Геохимические классификации.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Классификация по распространенности: главные (петрогенные) и редкие элементы

Содержание слайда: Половина земной коры состоит из O. Таким образом, земная кора – это "кислородная сфера". На втором месте стоит Si (кларк 29.5), на третьем Al (8.05). Если к ним добавить Fe (4.65), Ca (2.96), K (2.50), Na (2.50), Mg (1.87), Ti (0.45), то получится 99.48. На остальные ~75 элементов приходится менее 1%.

Содержание слайда: O, Si, Al, Fe, Ca, K, Na, Mg (Ti, P, Mn) Главные, петрогенные элементы (>1 - 0.1%). Элементы, содержание которых не превышает 0.1-0.0001%, называют редкими (уст. – малые). Если редкие элементы не образуют собственных минералов, то их называют "редкими рассеянными" (Br, In, Ra, Re, Hf, Se и др.). Содержание в ppm, г/т. Так, у U и Br кларки почти одинаковы (2.5*10-4 и 2.1*10-4), но U – редкий элемент, т. к. известно 104 урановых минерала и урановые месторождения, Br – рассеянный (имеет лишь один минерал).

Содержание слайда: Принципиальная разница между петрогенными и редкими элементами заключается в том, что петрогенные элементы определяют фазовый (минеральный) состав системы, в то время как редкие элементы входят в эти фазы в виде примесей и пассивно распределяются между существующими фазами, но не влияют на их содержание и устойчивость. У этого правила есть исключения. Так, Sr даже в небольших количествах сильно влияет на устойчивость кальцита.

Содержание слайда: В геохимии есть еще понятие микроэлементы, которое означает элементы, содержащиеся в малых количествах (<0.01%) в данной системе. Так, Al – микроэлемент в живом организме и макроэлемент в силикатных породах. В геохимии есть еще понятие микроэлементы, которое означает элементы, содержащиеся в малых количествах (<0.01%) в данной системе. Так, Al – микроэлемент в живом организме и макроэлемент в силикатных породах.

Содержание слайда: Геохимические классификации элементов

Содержание слайда:

Содержание слайда: Согласно периодическому закону, свойства химических элементов изменяются периодически, в зависимости от атомного порядкового номера элемента. Согласно периодическому закону, свойства химических элементов изменяются периодически, в зависимости от атомного порядкового номера элемента. В первую очередь, это касается химических свойств элементов, их валентности, способности вступать в химические соединения с другими элементами, состава и свойств этих соединений. Периодичность обнаруживают многие физические свойства (оптические спектры, потенциалы ионизации, радиусы атомов и ионов, атомные объемы и др). Они связаны со строением электронных оболочек атомов.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Между величинами атомных весов и атомным номером (или зарядом ядра атома) имеется определенная связь: Атомный вес (А) примерно в 2–2.5 раза больше величины атомного номера Z. Число нуклонов A = Z+N, где N – число нейтронов, относится к числу протонов Z как А/Z ≈ 2. Разность N-Z - избыток нейтронов. Для многих элементов начала периодической системы (от He до O) это отношение довольно точно равно 2, начиная с железа оно увеличивается от 2.1 у Fe до 2.5 у Hg и 2.6 у U.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Химическая классификация элементов

Содержание слайда: Как писал В.И. Вернадский, “геохимические факты не были приняты во внимание при построении периодической системы химических элементов. Поэтому геохимическая классификация элементов не может быть заменена их химической классификацией”. Как писал В.И. Вернадский, “геохимические факты не были приняты во внимание при построении периодической системы химических элементов. Поэтому геохимическая классификация элементов не может быть заменена их химической классификацией”. Это, вероятно, связано с тем, что общие химические свойства элементов в значительной степени отличаются от их особенностей в природных физико-химических и, в частности рудообразующих системах. Близкие по химическим свойствам элементы нередко образуют обособленные концентрации (Na и K, I и Cl) и, наоборот, элементы, не имеющие черт сходства, в природных условиях, образуют совместные концентрации (Cu и Mo, Au и W).

Содержание слайда: В 1923 г. В.М. Гольдшмидт сформулировал основной закон геохимии: Общая распространенность элемента зависит от свойств его атомного ядра, а характер распространения – от свойств наружной электронной оболочки его атома. Классификация элементов была предложена В. Гольдшмидтом исходя из предположения, что Земля образовалась в результате разделения первично однородного вещества, аналогичного метеоритам, на четыре части: металл, серный расплав, силикатная часть и атмосфера с океаном.

Содержание слайда: В.М. Гольдшмидт сравнил дифференциацию элементов в расплавленной планете с выплавкой металла из руд, когда на дно металлургической печи опускается тяжелый металл с плотностью около 7 (аналог ядра), а на поверхность всплывает легкий силикатный шлак (аналог земной коры). Между ними располагается слой «штейна» - сульфида Fe с примесью сульфидов других металлов (аналог мантии).

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Современная геохимическая классификация элементов Группы элементов, объединенные по сходным свойствам или поведению в геологических процессах.

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Несовместимые элементы – LILE и HFSE, с затруднением входят в состав минералов KD= amin/amelt < 1 Ионный потенциал – способность создавать электростатическое поле и притягивать общие электронные пары. Ионным радиусом называется миним. расстояние в ангстремах, на которое центр сферы данного иона (катиона) может приблизиться к поверхности сферы соседнего иона (аниона).

Содержание слайда: LILE – крупноионные литофилы Cs, Rb, K, Ba. Также Sr, Eu2+ ,(Pb2+)??? Ионный потенциал <2.0. Характеризуются большим ионным радиусом и низким зарядом (валентность 1, реже 2). Наибольшая подвижность в геологических процессах.

Содержание слайда: Щелочные и щелочноземельные элементы Li, Be, K, Rb, Sr, Cs, Ba. Низкая электроотрицательность (способность атома в молекуле притягивать к себе общие электронные пары) и валентность 1 или 2. Образуют ионные связи (кроме Be – ковалентные). Растворимы в водных растворах и подвижны в различных процессах. Несовместимые элементы.

Содержание слайда: HFSE – высокозарядные элементы Sc, Y, Th, U, Pb, Zr, Hf, Ti, Nb, Ta, REE. Ионный потенциал >2.0. Ионный радиус не превышает ионный радиус Ca2+ . Наименее подвижные при наложенных геологических процесссах. Распределение HFSE позволяет судить о природе различных магматических пород.

Содержание слайда: Переходные металлы (транзитные элементы) Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. Формируют d-блок Периодической системы. Химически стабильны, характерна различная валентность. Более подвижны при различных процессах по сравнению с HFSE, т.к. образуют широкий спектр соединений. Ответственны за окраску и магнитные свойства минералов.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Платиноиды (PGE, ЭПГ) Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt. Вместе с Au – группа благородных металлов. Халькофилы, стабильны в металлической форме.

Содержание слайда: Летучие элементы (volatile) H, N, инертные газы. Химически инертны, не входят в состав горных пород и минералов. Большой ионный радиус (кроме He). N в виде аммония NH4+ входит в минералы, замещая К.

Содержание слайда: «Другие» элементы В – главный элемент морской воды. Маркер зон субдукции. Re, Os. Близки по свойствам к платиноидам. Р часто выступает как главный элемент. Ga и Ge «подражают» Al и Si.

Содержание слайда: Космохимическая классификация Тугоплавкие (рефракторные) и летучие элементы – присутствуют в каждой группе.

Содержание слайда: Рефракторные элементы – Re, W, Os, Zr Рефракторные элементы – Re, W, Os, Zr Летучие – Sn, Zn, S, Se. Геохимически близкие элементы могут отличаться по степени летучести: Sb – As; Zr – Hf; Al – Ge.

Содержание слайда: Земля обеднена летучими, по сравнению с Солнечной системой. Земля обеднена летучими, по сравнению с Солнечной системой.

Содержание слайда: Классификация В.И. Вернадского Присутствие или отсутствие в истории элемента химических и радиохимических процессов Характер этих процессов – обратимость или необратимость Присутствие или отсутствие в истории элементов в земной коре их химических соединений или молекул, состоящих из нескольких атомов.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Из анализа групп, в которых каждый элемент встречается всего один раз, видно, что они нередко выделены только по одному из признаков. Из анализа групп, в которых каждый элемент встречается всего один раз, видно, что они нередко выделены только по одному из признаков. В этой классификации особый интерес представляет группа циклических или органогенных элементов - наиболее распространенная как по количеству, так и по геохимической значимости. В понятие “циклические элементы” входило их активное участие в круговороте в связи с состоянием динамического равновесия элементов в биосфере.

Содержание слайда: А.Е. Ферсман (1932 г.), используя развернутую форму системы Менделеева с нулевой группой посередине, выделяет 3 группы: элементы верхнего обычного поля до Ni - составляющих остов лито-, атмо- и гидросфер, элементы нижнего левого поля — сульфидов и нижнего правого поля кислотного, типа металлических кислот.

Содержание слайда: А.Н. Заварицкий (1950 г.) выделяет 10 гр.: благородные газы (от Не до Rn); эл-ты горных пород (Na, Mg, Al, Si и др.); магм. эманаций (В, F, Р, С1, S и др.); группы железа (от Ti до Ni); редкие элементы (Sc, REE, Nb и др.); радиоактивные элементы (Ra, Th, U и др.); металлические рудные (Сu, Zn, Sn и др.), металлоидные и металлогенные (As, Sl и др.); гр. платины (Ru- Pt); тяжелые галоиды (Вг, I).

Содержание слайда:

Содержание слайда: