Распространенность химических элементов на земном шаре
Элементы встречаются на земле далеко не в одинаковых количествах. Изучением их распространения в земной коре занимается особая наука — геохимия, созданная в значительной мере трудами советских ученых, академиков В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана.
Владимир Иванович Вернаяский, один из крупнейших минералогов мира, посвятил много лет своей научной деятельности выяснению процессов Минералообразования и изучению состава земной коры.
Он установил процентное содержание в ней многих элементов, в том числе редких и рассеянных (рубидий, цезий, таллий и др.).
Его труды по радиоактивным минералам и рудам малораспространенных металлов послужили научной базой для развития в СССР промышленности редких металлов.
В. И. Вернадский первый обратил внимание на роль живого вещества в истории химических элементов на земле.
В связи с этим последние 15—20 лет жизни он посвятил изучению химического состава и распространенности животных и растительных организмов.
В. И. Вернадский исследовал их участие в реакциях и перемещениях химических элементов в земной коре (биосфере) и создал новую отрасль геохимии — биогеохимию, имеющую огромное научное и народнохозяйственное значение.
Состав земной коры
Состав земной коры изучен в настоящее время достаточно полно.
Самым распространенным элементом является кислород O, который составляет 49,13 % к весу всей доступной нашему исследованию части земной коры.
Второе место занимает кремний Si (26,0 %), затем следуют алюминий Al, железо Fe, кальций Ca, натрий Na, калий K, магний Mg и водород H.
Эти девять элементов составляют более 98% массы земной коры, так что на долю всех остальных приходится менее 2%.
В эти два процента входят и такие широко применяемые в медь, цинк, народном хозяйстве элементы, как свинец, никель, сера, фосфор и др.
Следует указать, что наши обычные представления о распространенности того или иного элемента часто находятся в противоречии с общим процентным содержанием этого элемента в земной коре.
Такие давно известные и хорошо изученные элементы, как ртуть, мышьяк, золото, иод и др., содержатся в земной коре в количестве, во много раз меньшем, чем считающиеся обычно «редкими» титан, цирконий и ванадий.
Основатели геохимии
Александр Евгеньевич Ферсман, ученик Вернадского, является основателем современной школы геохимиков и автором ряда капитальных работ в области геохимии.
А. Е. Ферсман много занимался установлением так называемых «кларков» — чисел, выражающих относительное содержание отдельных элементов в земной коре.
Выдающийся интерес представляют его исследования, посвященные распределению элементов в земной коре в связи с их положением в периодической системе.
А. Е. Ферсман провел огромную работу по разведке и изучению минеральных богатств нашей родины и открыл ряд месторождений ценнейших ископаемых.
Залежи редких элементов
Некоторые элементы, несмотря на их малое общее содержание в земной коре, образуют у поверхности земли отдельные, хотя и довольно редкие, скопления (залежи), доступные для разработки, а иногда находятся и в самородном состоянии (золото, ртуть, платина и др.).
Сравнительная доступность этих элементов привела к тому, что они еще в древности стали известны человечеству, почему и не считаются редкими.
Некоторые же элементы чрезвычайно рассеяны в доступном для разработки слое земной коры и до настоящего времени все еще причисляются к редким.
Понятие «редкий элемент» не является раз и навсегда установившимся.
Рост потребности в специальных сталях и сплавах, вызванный бурным ростом машиностроения, электротехники и транспорта, а также непрерывное совершенствование методов добычи и переработки полезных ископаемых делают многие «редкие» элементы хорошо известными и доступными.
Например, широко применяемые в настоящее время алюминий и магний несколько десятилетий тому назад считались редкими и были весьма дороги.
Процентное распространение элементов
Для характеристики распространенности элементов в земной коре А. Е. Ферсман ввел понятие об атомных процентах, т. е. о процентном содержании в земной коре атомов элементов.
Атомные и весовые проценты для одного и того же элемента различны.
Так, например, водород по числу его атомов в земной коре занимает третье место (15,6%), а по весу—девятое (1%).
В жизни растений и животных особенно важную роль играют следующие элементы: углерод, кислород, водород, азот, сера, фосфор, хлор, кремний, калий, кальций, магний и железо.
Статья на тему Распространенность элементов на земном шаре