Геохімічна класифікація елементів

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Геохімічна класифікація елементів (рос.геохимическая классификация элементов, англ. geochemical classification of elements, нім. geochemische Elernentenklassifizierung f) — класифікація хімічних елементів на основі спільних закономірностей поведінки в геологічних процесах. Таких класифікацій існує декілька. Загальноприйнятими є класифікації В. І. Вернадського (1922, 1927) і В. М. Гольдшмідта (1924).

За поширеністю[ред.ред. код]

Петрогенні[ред.ред. код]

У природі зустрічаються 89 елементів з періодичної таблиці Менделєєва (не рахуючи радіоактивних короткоживучих елементів, виявлених у слідових кількостях). Однак в метеоритах, на Землі і планетах земної групи в переважній більшості випадків породи та мінерали на 99% складені 12-ттю елементами, званими петрогенними ( петро - порода, ген - походження). Це елементи: O, Si, Ti, Al, Mg, Fe, Ca, K, Mn, P, Na, C.[1]

Рідкісні[ред.ред. код]

Всі інші елементи відносяться до рідкісних або розсіяних елементам. Принципова різниця між петрогенними і рідкісними елементами полягає в тому, що петрогенні елементи визначають фазовий (мінеральний) склад системи, в той час як рідкісні елементи входять в ці фази у вигляді домішок і пасивно розподіляються між існуючими фазами, але не впливають на їх вміст і стійкість . У цього правила є винятки. Так, стронцій навіть у невеликих кількостях сильно впливає на стійкість кальцита/арагоніта. З іншого боку, при появі в системі мінералів, в яких рідкісний елемент основний, наприклад у випадку кристалізації циркона чи монацита, такий елемент поводиться як петрогенний елемент.

По ролі в будові організмів[ред.ред. код]

В біогеохімії прийнятий поділ елементів по їх ролі в будові живих організмів.

Макроелементи[ред.ред. код]

Елементи, (концентрація — від 10 до 0,001 % маси тіла, — 60 % у клітині) вміст яких в живих організмах складає більшість. Це кисень, водень, вуглець, азот, фосфор, калій, кальцій, сірка, магній, натрій, хлор, залізо та ін. Ці елементи складають плоть живих організмів.

Мікроелементи[ред.ред. код]

Елементи, (концентрація — від 0,001 до 0,000001 % маси тіла, — 30 % у клітині) вміст яких малий, але вони беруть участь у біохімічних процесах і значною мірою визначають самопочуття живих організмів. За сучасними даними більше 30 мікроелементів вважаються необхідними для життєдіяльності рослин і тварин. Серед них алюміній, цинк, кобальт, залізо, йод, селен, мідь, молібден, бром, фтор.

Ультрамікроелементи[ред.ред. код]

Елементи (концентрація — 0,000001 маси тіла, — 10 % у клітині) яких найменше в організмах живих істот, до них відносять золото, срібло, які надають бактерицидну дію, ртуть, подавляючу зворотнє всмоктування води в ниркових канальцях, впливаючи на ферменти . Також до ультрамікроелементів відносять платину і цезій. Деякі до цієї групи відносять і селен, при його нестачі розвиваються ракові захворювання. Функції ультрамікроелементів ще маловідомі.

За Вернадським[ред.ред. код]

В основу своєї класифікації Вернадський поклав 4 принципи, що визначають історію елементів у земній корі:

  • хімічну активність,
  • участь в циклічних процесах у біосфері,
  • перевага розсіяного стану,
  • висока радіоактивність.

Ним були виділені групи:

  • благородних газів (Не, Ne, Аг, Кг, Хе);
  • благородних металів (Ru, Rh, Pd, Os, lr, Pt, Au, Ag);
  • циклічних елементів (Н, Na, K, Cu, Mg, Ca, Zn, В, Al, C, Si, Ti, Zr, Pb, N, Р, V, O, S, Cr, Mo, F, Cl, Mn, Fe, Co, Ni і інш.);
  • розсіяних елементів (Li, Rb, Cs, Sc, Y, Ga, In, TI, Br, J);
  • сильнорадіоактивних елементів (Po, Rn, Ra, Ac, Th, Pa, U);
  • рідкісноземельних елементів (La, Се, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).

За Гольдшмідтом[ред.ред. код]

Гольдшмідт поділив всі елементи на групи відповідно до стійкості різних типів їхніх сполук у природі. У основу були покладені закони розподілу елементів за трьома принциповими фазами метеоритів: силікатною (кисневою), сульфідною і металевою. «Еталоном», відносно якого класифікують всі елементи, є Fe — елемент з високою поширеністю, що входить до складу всіх принципових фаз метеоритів.

Відповідно виділені:

Ряд елементів з проміжними властивостями потрапили в декілька груп: Ga, Ge, Sn, Nb, Та, W. Крім того, Гольдшмідт виділив додаткові групи елементів:

  • атмофільні елементи, для яких в умовах земної поверхні характерний газоподібний стан і накопичення в атмосфері (Н, N, С, О, Cl, Br, J та інертні гази), і
  • біофільні елементи, що є головними компонентами організмів (С, Н, О, N, Р, S, Cl, J, В, Ca, Mg, К, Na, V, Mn, Fe, Cu).

Повторення елементів у різних групах природне, оскільки при виділенні додаткових груп використані різні принципи. Ця класифікація дозволяє передбачити головний тип хімічних сполук елементів у природі і тим самим чинники, що приводять до їхньої концентрації.

Так, халькофільні елементи концентруються у вигляді компонентів сульфідних руд, більшість сидерофільних елементів (Au, група Pt) концентруються в самородному стані; літофільні елементи нагромаджуються в складі головних або другорядних мінералів магматичних і осадових порід.

Таблиця[ред.ред. код]

Гольдшмідтівська класифікація в періодичній системі елементів
1 18
1 1
H
2 13 14 15 16 17 2
He
2 3
Li
4
Be
5
B
6
C
7
N
8
O
9
F
10
Ne
3 11
Na
12
Mg
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Al
14
Si
15
P
16
S
17
Cl
18
Ar
4 19
K
20
Ca
21
Sc
22
Ti
23
V
24
Cr
25
Mn
26
Fe
27
Co
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32
Ge
33
As
34
Se
35
Br
36
Kr
5 37
Rb
38
Sr
39
Y
40
Zr
41
Nb
42
Mo
(43)
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
Cd
49
In
50
Sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55
Cs
56
Ba
57-71
Lan
72
Hf
73
Ta
74
W
75
Re
76
Os
77
Ir
78
Pt
79
Au
80
Hg
81
Tl
82
Pb
83
Bi
84
Po
85
At
86
Rn
7 87
Fr
88
Ra
89-103
Act
(104)
Rf
(105)
Db
(106)
Sg
(107)
Bh
(108)
Hs
(109)
Mt
(110)
Ds
(111)
Rg
(112)
Cn
(113)
Uut
(114)
Fl
(115)
Uup
(116)
Lv
(117)
Uus
(118)
Uuo
Лантаноїди 57
La
58
Ce
59
Pr
60
Nd
(61)
Pm
62
Sm
63
Eu
64
Gd
65
Tb
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
Актиноїди 89
Ac
90
Th
91
Pa
92
U
(93)
Np
(94)
Pu
(95)
Am
(96)
Cm
(97)
Bk
(98)
Cf
(99)
Es
(100)
Fm
(101)
Md
(102)
No
(103)
Lr
Значення:
Атмофільні Халькофільні Літофільні Сидерофільні рідкісні та/або відсутні у природі

Дивись також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Элементы петрогенные - Словарь геологических терминов и понятий Геолого-географический факультет ТГУ (рос.)

Література[ред.ред. код]