Goldschmidt tasnifi - Goldschmidt classification - Wikipedia

The Goldschmidt tasnifi,[1]tomonidan ishlab chiqilgan Viktor Goldschmidt (1888-1947), a geokimyoviy tasnif qaysi guruhlarni kimyoviy elementlar litofilga o'tishning afzal fazalari bo'yicha Yer ichida (tosh - sevish), siderofil (temir - sevish), xalkofil (sulfid ruda - sevish yoki xalkogen - muhabbat) va atmosfera (gazni sevuvchi) yoki uchuvchan (element yoki u paydo bo'ladigan birikma atrof-muhit yuzasida suyuq yoki gazsimon).

Ba'zi elementlar bir nechta fazalarga yaqinlikka ega. Asosiy yaqinlik quyidagi jadvalda keltirilgan va har bir guruhning munozarasi ushbu jadvalga muvofiq keladi.

Goldschmidt tasnifi ichida davriy jadval
123456789101112131415161718
Guruh  →
↓ Davr
11
H		2
U
23
Li		4
Bo'ling		5
B		6
C		7
N		8
O		9
F		10
Ne
311
Na		12
Mg		13
Al		14
Si		15
P		16
S		17
Cl		18
Ar
419
K		20
Ca		21
Sc		22
Ti		23
V		24
Kr		25
Mn		26
Fe		27
Co		28
Ni		29
Cu		30
Zn		31
Ga		32
Ge		33
Sifatida		34
Se		35
Br		36
Kr
537
Rb		38
Sr		39
Y		40
Zr		41
Nb		42
Mo		43
Kompyuter		44
Ru		45
Rh		46
Pd		47
Ag		48
CD		49
Yilda		50
Sn		51
Sb		52
Te		53
Men		54
Xe
655
CS		56
Ba		57
La		1 yulduzcha72
Hf		73
Ta		74
V		75
Qayta		76
Os		77
Ir		78
Pt		79
Au		80
Simob ustuni		81
Tl		82
Pb		83
Bi		84
Po		85
Da		86
Rn
787
Fr		88
Ra		89
Ac		1 yulduzcha104
Rf		105
Db		106
Sg		107
Bh		108
Hs		109
Mt		110
Ds		111
Rg		112
Cn		113
Nh		114
Fl		115
Mc		116
Lv		117
Ts		118
Og
 
1 yulduzcha58
Ce		59
Pr		60
Nd		61
Pm		62
Sm		63
EI		64
Gd		65
Tb		66
Dy		67
Xo		68
Er		69
Tm		70
Yb		71
Lu
1 yulduzcha90
Th		91
Pa		92
U		93
Np		94
Pu		95
Am		96
Sm		97
Bk		98
Cf		99
Es		100
Fm		101
Md		102
Yo'q		103
Lr

Technetium (Tc) va prometiy (Pm), tabiiy ravishda Yerda tabiiy ravishda mavjud bo'lmagan ikkita radioaktiv element, shu jumladan mikroelementlar (Po, At, Rn, Fr, Ra, Ac, Pa) va kichik aktinidlar (Np, Pu, Am, Cm va boshqa qisqa muddatli sun'iy elementlar) sintetik sifatida ko'rsatilgan, chunki ularning tabiatda paydo bo'lishi o'tkinchi va butunlay ularning uzoq umr ko'rgan ota-onalari Th va U ga bog'liq va ular juda harakatchan emas. Masalan; misol uchun, polonyum kimyo uni xalkofil bo'lishini taxmin qilar edi, lekin aslida u ota-onasi bilan birga litofil sifatida yuzaga keladi. uran; hatto radon, bu gaz bo'lgan, odatda parchalanishdan oldin asl uran manbasidan juda uzoqqa yurishga vaqt topolmaydi. Zarur bo'lganda, ushbu elementlar odatda sintetik tarzda ishlab chiqariladi atom reaktorlari dan olishning mashaqqatli va mashaqqatli jarayonidan foydalanish o'rniga uran rudalari.

Litofil elementlari

Litofil elementlari bu sirt ustida yoki yaqinida joylashgan elementlardir, chunki ular kislorod bilan osonlikcha birikib, tarkibiga singib ketmaydigan birikmalar hosil qiladi. Yerning yadrosi. Litofil elementlariga quyidagilar kiradi. Al, B, Ba, Bo'ling, Br, Ca, Cl, Kr, CS, F, Men, Hf, K, Li, Mg, Na, Nb, O, P, Rb, Sc, Si, Sr, Ta, Th, Ti, U, V, Y, Zr, V va lantanoidlar.

Litofil elementlari asosan yuqori reaktiv metallardan iborat s- va f-bloklar. Ular tarkibiga oz miqdordagi reaktiv metall bo'lmaganlar va ularning reaktiv metallari kiradi d-blok kabi titanium, zirkonyum va vanadiy. Litofil "tosh" degan ma'noni anglatuvchi "litos" va "sevgi" degan ma'noni anglatuvchi "fileo" dan kelib chiqadi.

Ko'p litofil elementlar juda barqaror shakllanadi ionlari zo'r gazning elektron konfiguratsiyasi bilan (ba'zan qo'shimcha f-elektronlar bilan). Bir nechta, masalan, kremniy, fosfor va bor kislorod bilan juda kuchli kovalent aloqalarni hosil qiladi - ko'pincha o'z ichiga oladi pi bog'lash. Ularning kislorodga yaqinligi litofil elementlarning kremniy bilan juda kuchli birikib, nisbatan past zichlikdagi minerallarni hosil qilib, Yer qobig'i. Tomonidan hosil bo'lgan ko'proq eruvchan minerallar gidroksidi metallar joyga jamlanishga moyil dengiz suvi yoki nihoyatda qurg'oqchil mintaqalar ular kristallanishi mumkin bo'lgan joyda. Kamroq eriydigan litofil elementlari qadimgi davrda to'plangan qit'a qalqonlari bu erda barcha eruvchan minerallar buzilib ketgan.

Kislorodga juda yaqin bo'lganligi sababli, litofil elementlarning aksariyati Quyosh tizimidagi ko'pligiga nisbatan Yer qobig'ida boyitilgan. Tuzli yoki hosil bo'lgan eng reaktiv s- va f-blokli metallar metall gidridlar, Quyosh ko'pligiga nisbatan umuman Erda g'ayrioddiy boyitilganligi ma'lum. Chunki Yerning paydo bo'lishining dastlabki bosqichlarida har bir kimyoviy elementning barqaror shaklini boshqaruvchi reaktsiya uning vodorod bilan birikmalar hosil qilish qobiliyatidir. Bunday sharoitda Yerning paydo bo'lishi jarayonida s- va f-blokli metallar kuchli boyitilgan edi. Eng boyitilgan elementlar rubidium, stronsiyum va bariy, bu ularning tarkibida Yer qobig'idagi temirdan og'irroq bo'lgan barcha elementlarning massasining 50 foizidan ko'prog'ini tashkil qiladi.

Metall bo'lmagan litofillar - fosfor va galogenlar - s-blokli metallar bilan ionli tuzlar sifatida Yerda mavjud pegmatitlar va dengiz suvi. Bundan mustasno ftor, kimning gidrid shakllari vodorod aloqalari va shuning uchun nisbatan past volatillikka ega bo'lgan bu elementlarning Yerdagi kontsentratsiyasi Yerning paydo bo'lishi paytida uchuvchi gidridlarning qochishi natijasida sezilarli darajada kamaygan. Ular Yer qobig'ida quyoshning ko'pligiga juda yaqin konsentratsiyalarda bo'lishiga qaramay, fosfor va og'irroq galogenlar, ehtimol, sezilarli darajada tükenmiştir. umuman Erda ularning quyosh ko'pligiga nisbatan.

Bir nechta o'tish metallari, shu jumladan xrom, molibden, temir va marganets, ko'rsatish ikkalasi ham litofil va siderofil xususiyatlari va ikkala qatlamda ham mavjud. Garchi bu metallar kislorod bilan kuchli bog'lanishlar hosil qilsa-da va Er qobig'ida hech qachon erkin holatda topilmasa ham, bu elementlarning metall shakllari atmosferada kislorod bo'lmagan davrdan qolgan qoldiqlar sifatida erning yadrosida mavjud bo'lishi mumkin deb o'ylashadi. "Sof" siderofillar singari, bu elementlar (temirdan tashqari), ularning quyosh ko'pligiga nisbatan po'stlog'ida ancha kamayadi.

Litofil metallarning kislorodga bo'lgan yaqinligi tufayli, ular Yer qobig'idagi metall elementlarning asosiy qismini tashkil qilgan bo'lsalar-da, rivojlanishga qadar hech qachon erkin metallar sifatida mavjud emas edilar. elektroliz. Ushbu rivojlanish bilan ko'plab litofil metallar strukturaviy metallar sifatida katta ahamiyatga ega (magniy, alyuminiy, titanium, vanadiy ) yoki kabi kamaytirish agentlari (natriy, magniy, kaltsiy ). Jarayoni eritish bu metallar nihoyatda energiya talab qiladi. Emissiyasi bilan issiqxona gazlari hissa qo'shganlikda gumon qilinmoqda Iqlim o'zgarishi, nodir va kam reaktiv xalkofil metallarning ozayib ketishiga qaramay, ushbu elementlardan sanoat metallari sifatida foydalanish shubha ostiga olinadi.

Metall bo'lmagan fosfor va galogenlar ham dastlabki kimyogarlarga ma'lum bo'lmagan, ammo bu elementlarni ishlab chiqarish metall litofillarga qaraganda unchalik qiyin emas, chunki elektroliz faqat ftor bilan talab qilinadi. Elemental xlor kabi muhim ahamiyatga ega oksidlovchi vosita - odatda elektroliz yordamida amalga oshiriladi natriy xlorid.

Siderofil elementlari

Shuningdek qarang: Yerning ichki yadrosi § Tarkibi
Atom soniga bog'liq ravishda Yerning yuqori kontinental qobig'idagi kimyoviy elementlarning ko'pligi (atom ulushi). Er qobig'idagi eng noyob elementlar (sariq rangda ko'rsatilgan) eng og'ir emas, aksincha Goldschmidt elementlar tasnifidagi siderofil (temirni sevuvchi) elementlardir. Ular chuqurroq joyga ko'chirilishi bilan tugadi Yerning yadrosi. Ularning ko'pligi meteoroid materiallar nisbatan yuqori. Bundan tashqari, uchuvchi gidridlar hosil bo'lishi sababli tellur va selen yer qobig'idan ajralgan.

Siderofil (dan sideron, "temir" va fileo, "sevgi") elementlari bu o'tish metallari yadroga singib ketishga moyil bo'lganligi sababli, ular temirda qattiq eritma yoki eritilgan holatda osonlikcha eriydi, ammo ba'zi manbalar[2] kabi siderofillar ro'yxatiga o'tish metallari bo'lmagan elementlarni kiriting germaniy. Boshqa manbalar, shuningdek, muhokama qilinadigan haroratga qarab o'z ro'yxatida farq qilishi mumkin - niobiy, vanadiy, xrom va marganets taxmin qilingan harorat va bosimga qarab, siderofillar deb qaralishi mumkin yoki bo'lmasligi mumkin.[3] Muammoni chalkashtirib yuboradigan narsa shundaki, yuqorida aytib o'tilgan kabi ba'zi elementlar marganets, shu qatorda; shu bilan birga molibden, kislorod bilan kuchli bog'lanishlar hosil qiladi, ammo erkin holatda (ular erkin kislorod bo'lmaganida ibtidoiy Yerda mavjud bo'lganidek) temir bilan shunchalik oson aralashadiki, ular haqiqiy litofil elementlari singari kremniy qobig'ida konsentratsiyalanmaydi. Temir Ayni paytda, oddiygina hamma joyda.

Siderofil elementlarga yuqori darajada siderofil kiradi ruteniy, rodyum, paladyum, reniy, osmiy, iridiy, platina va oltin, o'rtacha darajada siderofil kobalt va nikel, ilgari aytib o'tilgan "bahsli" elementlardan tashqari - ba'zi manbalar[2] hatto o'z ichiga oladi volfram va kumush.[4]

Ko'pgina siderofil elementlarning deyarli kislorodga yaqinligi yo'q: chindan ham oltin oksidlari termodinamik jihatdan elementlarga nisbatan beqaror. Ular bilan mustahkam rishtalar hosil qiladi uglerod yoki oltingugurt, ammo ularning hammasi xalkofil elementlari bilan ajralib turadigan darajada kuchli emas. Shunday qilib, siderofil elementlari bog'langan metall aloqalar Yer yadrosining zich qatlamida temir bilan, bu erda temirni qattiq ushlab turish uchun bosim yuqori bo'lishi mumkin. Marganets, temir va molibden qil kislorod bilan kuchli bog'lanish hosil qiladi, ammo erkin holatda (ular erkin kislorod bo'lmaganida ibtidoiy Yerda mavjud bo'lganidek) temir bilan shunchalik osonlikcha aralashib ketadiki, ular haqiqiy litofil elementlari singari kremniy qobig'ida konsentratsiyalanmaydi. Ammo marganetsning rudalari alyuminiy va titan bilan bir xil joylarda uchraydi, chunki marganetsning kislorodga nisbatan katta reaktivligi.

Ular zich yadroda juda zich joylashganligi sababli, siderofil elementlar Yer po'stida noyobligi bilan mashhur. Ularning aksariyati har doimgidek tanilgan qimmatbaho metallar shuni dastidan; shu sababdan. Iridiy - bu Yer qobig'ida sodir bo'lgan eng noyob o'tish metali, uning mo'lligi milliardga bir qismdan kam. Mineable depozitlar ning qimmatbaho metallar natijasida tashkil topadi eroziya ning ultramafik jinslar, lekin ularnikiga nisbatan yuqori darajada konsentratsiyalangan emas er qobig'ining mo'lligi, bu odatda quyoshning ko'pligidan bir necha daraja pastroqdir. Ammo, chunki ular tarkibida Yer mantiyasi va yadro, siderofil elementlari butun Yerda (shu jumladan yadroda) ularning quyosh ko'pligiga yaqinlashadigan narsada mavjudligiga ishonishadi.

Xalkofil elementlari

Xalkofil elementlariga quyidagilar kiradi. Ag, Sifatida, Bi, CD, Cu, Ga, Ge, Simob ustuni, Yilda, Pb, S, Sb, Se, Sn, Te, Tl va Zn.[5]

Xalkofil elementlari - bu sirt ustida qoladigan yoki unga yaqin bo'lgan elementlar, chunki ular osonlik bilan birlashadi oltingugurt va boshqalar xalkogen kisloroddan tashqari, Yer yadrosiga singib ketmaydigan birikmalar hosil qiladi.

Xalkofil elementlari bu kislorodga yaqinligi past bo'lgan va oltingugurt bilan juda erimaydigan darajada bog'lanishni afzal ko'rgan metallar va og'irroq metall bo'lmaganlardir. sulfidlar. Xalkofil yunon tilidan olingan xalkos (phaλκός), ya'ni "ruda "(bu ham"bronza "yoki"mis ", ammo bu holda" javhar "tegishli ma'noga ega) va turli xil manbalar tomonidan" xalkogensevar "ma'nosida qabul qilingan.[tushuntirish kerak ]

Ushbu sulfidlar litofil elementlari tomonidan hosil qilingan silikat minerallariga qaraganda ancha zichroq bo'lganligi sababli, Yer qobig'ining birinchi kristallanish vaqtida litofillar ostida ajratilgan xalkofil elementlari. Bu ularning quyosh qobig'iga nisbatan Yer qobig'ida tükenmesine olib keldi, garchi ular hosil bo'lgan minerallar metall bo'lmaganligi sababli, bu tükenme siderofil elementlari darajasiga etgani yo'q.

Biroq, ular boshqaruvchi oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi vodorodning oksidlanishi yoki kamayishi bo'lganida, ular ibtidoiy Yerda uchuvchan gidridlarni hosil qilganligi sababli, kamroq metall xalkofil elementlar kosmik mo'l-ko'llarga nisbatan umuman Er yuzida kuchli tükenmiştir. Bu, ayniqsa, kalkogenlarga tegishli selen va tellur (uchuvchan shakllangan vodorod selenidi va vodorod telluridi shuning uchun ular Yer qobig'ida joylashgan eng noyob elementlar qatoriga kiradi (misol uchun, tellur shunchaki juda ko'p platina ).

Eng metall xalkofil elementlar (mis, rux va bor guruhlari) ma'lum darajada Yer yadrosidagi temir bilan aralashishi mumkin. Ular quyoshda ko'pligi bilan solishtirganda Yerda umuman yo'q bo'lib ketishi mumkin emas, chunki ular uchuvchan gidridlarni hosil qilmaydi. Sink va galliy tabiatda biroz "litofil" dir, chunki ular ko'pincha silikat yoki ular bilan bog'liq minerallarda uchraydi va kislorod bilan juda kuchli bog'lanishlar hosil qiladi. Galliy, asosan, manbadan olinadi boksit, an alyuminiy gidroksidi galyum ioni kimyoviy o'xshash alyuminiy o'rnini bosadigan javhar.

Yer qobig'ida biron bir xalkofil elementi ko'p bo'lmasa-da, xalkofil elementlari tijorat uchun zarur bo'lgan metallarning asosiy qismini tashkil qiladi. Buning sababi shundaki, litofil elementlari ekstraktsiya qilish uchun ko'p energiya talab qiladigan elektrolizni talab qilsa, xalkofillarni kamaytirish orqali osongina olish mumkin. koks va xalkofillarning geokimyoviy kontsentratsiyasi - bu o'ta og'ir holatlarda er qobig'ining o'rtacha ko'pligidan 100000 martadan oshishi mumkin. Bu eng katta boyitishlar yuqori platolarda uchraydi Tibet platosi va Boliviya altiplano bu erda katta miqdordagi xalkofil elementlari ko'tarilgan plastinka to'qnashuvlar. Zamonaviy davrda buning yon ta'siri shundan iboratki, eng noyob xalkofillar (masalan simob ) shunchalik to'liq ekspluatatsiya qilinganki, ularning minerallar kabi qiymati deyarli butunlay yo'qolgan.

Atmofil elementlar

Atmofil elementlari:[iqtibos kerak ] H, C, N va zo'r gazlar.

Atmofil elementlar ("uchuvchan elementlar" deb ham ataladi) ular asosan sirt ustida yoki yuqorida turgan elementlar deb aniqlanadi, chunki ular suyuqliklar va / yoki gazlarda yuzaga kelgan haroratlarda va bosimlarda bo'ladi. Asil gazlar barqaror birikmalar hosil qilmaydi va quyidagicha uchraydi monatomik gazlar, esa azot, individual atomlari uchun barqaror konfiguratsiyaga ega bo'lmasa-da, diatomik molekulani shunchalik kuchliki hosil qiladi oksidlar azot termodinamik jihatdan azot va kislorodga nisbatan beqaror. Binobarin, orqali erkin kislorod rivojlanishi bilan fotosintez, ammiak oksidlanib, Yer atmosferasining to'rtdan to'rt qismini tashkil etgan molekulyar azotga aylandi. Uglerod shuningdek, atmosfera tarkibiga kiradi, chunki u juda kuchli birikmalar hosil qiladi kislorod yilda uglerod oksidi (atmosferada sekin oksidlanadi) va karbonat angidrid. Ikkinchisi Yer atmosferasining to'rtinchi kattaligi, uglerod oksidi esa tabiiy ravishda paydo bo'ladi vulqonlar va bir necha oylik atmosferada yashash vaqtiga ega.

Aralash suvda uchraydigan vodorod, shuningdek, atmosfera tarkibiga kiradi. Suv uchuvchan deb tasniflanadi, chunki uning ko'p qismi suyuq yoki gazdir, garchi u sirtda qattiq birikma sifatida mavjud bo'lsa ham.

Atmofil elementlarning barchasi gazlar yoki uchuvchan gidridlarni hosil qilganligi sababli, atmosfera elementlari kuchli tükenmiştir Erning paydo bo'lishi paytida atmosferadan tushgan zararlar tufayli umuman olganda ularning quyosh ko'pligiga nisbatan. Og'ir og'ir gazlar (kripton, ksenon ) Yerdagi eng noyob barqaror elementlardir.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Goldschmidt, Viktor (1937 yil 17 mart). "Kimyoviy elementlarning minerallar va toshlarda tarqalish tamoyillari. Kimyoviy jamiyat oldida o'qilgan ettinchi Ugo Myuller ma'ruzasi". Kimyoviy jamiyat jurnali: 655–673. doi:10.1039 / JR9370000655.
  2. ^ a b Siderofil elementi Oyning kelib chiqishini cheklaydi, 2014 yil, Richard J. Uoker, Qirollik jamiyatining falsafiy operatsiyalari A, kirish 2015 yil 1-dekabr.
  3. ^ Ball, Filipp (2001). "Yer olimlari o'zaro farqlarni isbotlaydilar". Tabiat. Macmillan Publishers Limited. doi:10.1038 / yangiliklar010104-6. Olingan 5 iyun 2017.
  4. ^ Ramanatan, AL .; Battacharya, Prosun; Dittmar, Thorsten; Prasad, B .; Neupane, B. (2010). Sohil zonalari muhitini boshqarish va barqaror rivojlantirish. Springer Science & Business Media. p. 166. ISBN  9789048130689. Olingan 5 iyun 2017.
  5. ^ Allaby, M. (2013). Geologiya va er haqidagi lug'at. Oksford universiteti matbuoti.

Tashqi havolalar