Geochemické klasifikace prvků

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 16. dubna 2015; kontroly vyžadují 12 úprav .

Geochemické klasifikace prvků  jsou způsoby systematizace chemických prvků v závislosti na jejich výskytu v přírodě. Existuje několik takových klasifikací.

Podle prevalence

Petrogenní

V přírodě se nachází 89 prvků z periodické tabulky Mendělejeva (nepočítaje radiogenní prvky s krátkou životností nalezené ve stopových množstvích). V meteoritech, na Zemi a terestrických planetách jsou však v drtivé většině případů horniny a minerály z 99 % složeny z 12 prvků zvaných petrogenní ( petro  - hornina, gen  - původ). Tyto prvky jsou : O , Si , Ti , Al , Mg , Fe , Ca , K , Mn , P , Na , C. [jeden]

Vzácné

Všechny ostatní prvky jsou vzácné nebo stopové prvky. Zásadní rozdíl mezi petrogenními a vzácnými prvky je v tom, že petrogenní prvky určují fázové (minerální) složení systému, zatímco vzácné prvky vstupují do těchto fází ve formě nečistot a jsou pasivně distribuovány mezi existující fáze, ale neovlivňují jejich obsah a stabilitu. .. Toto pravidlo má výjimky. Stroncium tedy i v malých množstvích silně ovlivňuje stabilitu kalcitu / aragonitu . Na druhou stranu, když se v systému objeví minerály, ve kterých je hlavním prvkem vzácný prvek, například v případě krystalizace zirkonu nebo monazitu , chová se takový prvek jako petrogenní prvek.

Podle distribučních koeficientů

Podle role ve struktuře organismů

V biogeochemii je akceptováno dělení prvků podle jejich role ve struktuře živých organismů.

Makronutrienty

Prvky, jejichž obsah v živých organismech je více než 0,001 %. Jsou to kyslík , vodík , uhlík , dusík , fosfor , draslík , vápník , síra , hořčík , sodík , chlor , železo atd. Tyto prvky tvoří maso živých organismů.

Stopové prvky

Prvky, jejichž obsah je malý, ale účastní se biochemických procesů a do značné míry určují pohodu živých organismů. Podle moderních údajů je více než 30 stopových prvků považováno za nezbytné pro život rostlin a zvířat. Patří mezi ně hliník , zinek , kobalt , železo , jód , selen , měď , molybden , brom , fluor .

Goldschmidtova klasifikace

Navrhl jej Goldschmidt na základě předpokladu, že Země vznikla v důsledku oddělení původně homogenní hmoty, podobné meteoritům, na čtyři části: kov, taveninu síry , silikátovou část a atmosféru s oceánem. Každý prvek má tendenci se koncentrovat v jednom z těchto prostředí a podle toho se dělí na prvky siderofilní , litofilní , chalkofilní a atmofilní . Jinými slovy, jedná se o klasifikaci podle nejvyššího koeficientu rozdělení prvku mezi čtyři fáze.

Atmofilní

H , N , inertní plyny  - pouze 8 prvků. [2] [3] [4]

Uvolňují se do plynné fáze a hromadí se v atmosféře. V přírodě se vyznačují plynným skupenstvím. Většina z nich má atomy s vyplněným vnějším obalem elektronů, umístěnými v horních částech křivky atomového objemu; převážně diamagnetické. Pro většinu (kromě vodíku, který je blízký litofilním prvkům) je charakteristické, že se v přírodě nacházejí v elementárním stavu.

Chalkofil

V souladu s klasifikací norského geochemika V. M. Goldshmidta sem patří chemické prvky sulfidických rud, tedy prvky vedlejší skupiny periodického systému chemických prvků . Zahrnují 19 prvků: S, Cu , Zn , Ga , Ge , As , Se , Ag , Cd , In , Sn , Sb , Te , Hg , Tl , Pb , Bi , Po . Kovové chalkofilní prvky mají specifickou afinitu k síře, selenu a teluru. Podíl všech chalkofilních prvků tvoří pouze 0,046 % hmoty zemské kůry , ale díky schopnosti akumulace za určitých podmínek tvoří rudní ložiska, mezi nimiž dominují hydrotermální žíly. V sedimentárních horninách tvoří sulfidy řady prvků (měď, olovo, zinek a částečně stříbro) stratiformní (stratifikovaná) ložiska rud.

Litofilní

Mají afinitu k silikátovým minerálům a taveninám.

Prvky, které tvoří asi 93 % hmotnosti zemské kůry a asi 97 % hmotnosti složení solí oceánské vody. Jsou umístěny na klesajícím úseku křivky atomového objemu. K L.e. zahrnují: Li, Be, B, C, O, F, Na, Mg, Al, Si, P, Cl, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Br, Rb, Sr, Zr, Nb, I, Cs, Ba, Hf, Ta, W, At, Fr, Ra, Ac, Th, Pa, U. L.e. jsou obtížně redukovatelné na elementární stav a jsou převážně paramagnetické. V přírodě je naprostá většina těchto prvků součástí silikátů, ale rozšířené jsou i jejich oxidy , halogenidy, uhličitany, sírany a fosforečnany . Hustoty spojení L.e. nízká (od 2⋅10 3 do 4⋅10 3 kg/m³).

Siderofilní

Mají afinitu k železu .

Fe , Co , Ni , Mo , Ru , Rh , Pd , Re , Os , Ir , Pt , Au [2] .

Tabulka

Holshmidtova klasifikace v periodické soustavě prvků
jeden osmnáct
jeden 1 h _
2 13 čtrnáct patnáct 16 17 2
On
2 3Li _
4
Buďte
5B _
6C _
7
N
8
O
9F
_
10
Ne
3 11
Na
12
mg
3 čtyři 5 6 7 osm 9 deset jedenáct 12 13
Al
14Si
_
15p
_
16S _
17Cl
_
18
Ar
čtyři 19 tisíc
_
20 Ca _
21sc
_
22
Ti
23V
_
24Cr
_
25
Mn
26 Fe
_
27Co
_
28
Ni
29
Cu
30
Zn
31
Ga
32ge
_
33 jako
_
34
se
35
Br
36
kr
5 37 Rb
_
38Sr
_
39
Y
40
Zr
41
Nb
42 mě
_
(43)
Tc
44
Ru
45
Rh
46
Pd
47
Ag
48
CD
49
palců
50
sn
51
Sb
52
Te
53
I
54
Xe
6 55Cs
_
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
82Pb
_
83
Bi
84po
_
85
At
86
Rn
7 87 Fr
_
88
Ra
89-103
zák
(104)
RF
(105)
Db
(106)
Sg
(107)
Bh
(108)
Hs
(109)
Mt
(110)
Ds
(111)
Rg
(112)
Cn
(113
)
(114)
Fl
(115)
Mc
(116)
Lv
(117)
Ts
(118)
Og
Lanthanoidy 57la
_
58
Ce
59
Pr
60Nd
_
(61)
odpoledne
62
cm_
63
Eu
64
Gd
65 TB
_
66
Dy
67
Ho
68
Er
69
Tm
70
Yb
71
Lu
aktinidy 89
Ac
90.
_
91 Pa
_
92
U
(93)
Np
(94)
Pu
(95)
Am
(96)
cm
(97)
Bk
(98)
Srov
(99)
Es
(100)
Fm
(101)
Md
(102)
Ne
(103)
Lr
Označení:
Atmofilní Chalkofilní litofilní siderofilní vzácné a v přírodě chybí

Viz také

Poznámky

  1. Petrogenní prvky - Slovník geologických termínů a pojmů Archivní kopie ze dne 4. června 2010 na Wayback Machine Geologicko-geografická fakulta TSU
  2. 1 2 Smyth, Joseph R. Geology 3010: Introduction to Mineralogy, 2012, Kapitola 3. Chemie minerálních krystalů, 3.1 Elemental Abundances Archived 29. března 2013 na Wayback Machine
  3. doi:10.1007/1-4020-4520-466 , Obrázek 26
  4. TE Bunch & JH Wittke, více o meteoritech // Slovník laboratoře meteoritů severní Arizony: ​​G Archivováno 28. srpna 2012 na Wayback Machine - KLASIFIKACE GOLDSCHMIDT; tabulka Archivováno 19. června 2010 na Wayback Machine (z WM White. Geochemistry, 7.2 CHOVÁNÍ PRVKŮ, Goldschmidtova klasifikace Archivováno 18. května 2013 na Wayback Machine )

Literatura