Химический состав Земли

Для суждения о хим. составе Земли используют данные о метеоритах - как наиболее вероятных образцах протопланетного материала, из которого сформировались планеты земной группы и астероиды. По хим. составу выделяют 3 типа метеоритов:

1. Железные (90-91%, никель 9-10%) с небольшой примесью фосфора и кобальта;

2. Железокаменные (сидеролиты), состоящие из железа силикатных минералов;

3. Каменные (аэролиты) состоят из железисто-магнезиальных с включением никелистого железа;

Повышенное распространение в метеоритах относится к 4 важнейшим элементам: кислород, ферум, кремний, магний; менее распространённым элементам: никель, сера, кальций, алюминий. Сравнивая химический состав метеоритов с составом коры Земли, мы видим различия: увеличиваются железо и магний; резко уменьшаются кислород, алюминий и кремний.

Земную кору - верхнюю твёрдую оболочку Земли - слагают различные генетические типы горных пород: магматические, осадочные и метаморфические.

Все эти типы горных пород состоят из различных химических элементов. Земная кора более чем на 98% сложена из кислорода, силициума, кремния, алюминия, магния и т.д. На кремний и алюминий приходится 80%, особенно высоко содержание кислорода. Все химические элементы, связываясь между собой, формируют минералы, которые представлены химическими соединениями или отдельными химическими элементами, возникшими в результате физико-химических процессов, происходящих в земле. Преобладающая часть минералов находится в кристаллическом состоянии и незначительная - в аморфном. Кристалл характеризуются особенным строением - кристаллической структурой, в которой расстояние между элементарными частицами и характер связи между ними в разных направлениях различаются. Поэтому для кристаллов характерно различие свойств - анизотропия (неравносвойственность кристаллического вещества), форма кристалла зависит от внутреннего строения.

Графит: кристаллическая решётка представляет собой решетку, в которой расстояние между атомами углерода 0.14 нм = 1.42 А, в то время как между слоями 3.39 А; именно такое распределение определяет его способность легко расщепляться на тонкие листочки, параллельные слоям; но в других направлениях, где расстояние между частицами больше, графит ломается с трудом. В других кристаллах внутреннее строение иное, например, алмаз, внутреннее строение которого отличается, сцепление между всеми атомами углеводов однотипны и прочны → высокая прочность. Возможность существования одного элемента в различных кристаллических структурах называется полиморфизмом. Формы нахождения минералов в природе разнообразны и зависят от условия их образования.

Величина зёрен в минералах может изменяться от крупных до мелких, они могут быть как массивные (хаотически расположенные между собой отдельные атомы), что характерно для аморфного состояния; и кристаллические (с упорядоченными строение). На физические свойства минералов большое значения оказывает постоянство их химического состава и внутренней структуры. Морфология кристаллов в минералах является важным диагностическим признаком, который отражает условия образования кристаллов. Поэтому один и тот же минерал в разных условиях может формировать кристаллы различной формы; всё разнообразие форм кристаллов подразделяют на 6 групп, называемых сингониями. Именно сингонии отражают степень симметричности кристаллов.

1. Кубическая - наиболее симметричные кристаллы, имеющие несколько очей симметрии высшего порядка;

2. Гексагональная - тригональная сингония, кристаллы которой имеют одну ось высшего порядка (6 или 3);

3. Тетрагональная - кристаллы имеют одну ось 4 порядка;

Три последние сингонии принадлежат к наименее симметричным кристаллам и имеют ромбическую, моноклинальную, триклинную сингонии в кристаллах которых отсутствуют оси высших порядков.