Геохимия

Геохимия как наука Объекты изучения геохимии

Связь геохимии с другими науками

Геохимия – наука, которая изучает историю атомов химических элементов и их поведение в различных природных физико-химических процессах.

Объект изучения геохимии – атом химического элемента.

Геохимия изучает историю атомов химических элементов в земной коре, в глубоких частях нашей планеты, в космическом пространстве и космических телах.

По своему содержанию геохимия делится на

две части.

I.Общая (теоретическая) геохимия – решает две проблемы: 1) закономерности распределения атомов химических элементов в природных объектах, а также в космических телах (космохимия); 2) закономерности поведения

атомов химических элементов в природных процессах.

II.Прикладная геохимия. Изучает следующие вопросы: 1) распределение атомов химических элементов в небольших объектах; 2) геохимия отдельных элементов; 3) поисковая геохимия.

Геохимия тесно связана со многими науками.

Сгеологическими – минералогия, кристаллография, петрография, учение о МПИ.

Сматематикой, физикой, химией – использует методы исследований и обработки аналитических данных.

Састрономией, биолого-почвенными науками.

Таким образом, геохимия – наука синтетическая.

Общие сведения о строении атома

Заварицкий А.Н. сформулировал общий закон геохимии: распространенность атомов

химических элементов в природе зависит от их строения. Распространенность атомов химических элементов определяется

устойчивостью их ядер, а движение атомов химических элементов определяется особенностями строения электронных оболочек.

В строении атома принимают участие около 40

элементарных частиц, из которых три являются фундаментальными: протон, нейтрон, электрон.

Электроны находятся на орбитах вокруг атомного ядра. Радиус атомов ≈ 10-8 см. Радиус атомного ядра ≈ 10-12 см.

Атом – электрически нейтральная частица. Но он может отдавать или принимать электроны на своих орбитах. При этом атом становится заряженным – ионом.

Ион, который отдает свои электроны, становится положительно заряженным и называется катион. Ион, получивший электрон, несет отрицательный

заряд и называется анион.

Ядро атома

Ядро атома состоит из ядерных частиц – нуклонов. Это протоны Z и нейтроны N.

Массовое число атома А равно сумме протонов и нейтронов. А=Z+N

Выделяют нуклиды:

Изотопы

Изобары

Изотоны

Изотопы – ядра, у которых одинаковое число Z и

разные числа N и А. Изотопы находятся в одной клетке таблицы Менделеева и обладают одинаковыми химическими свойствами.

Изобары – ядра, у которых одинаковое число А и разные числа Z и N. Изобары находятся в разных клетках таблицы Менделеева и имеют разные химические свойства.

Изотоны – ядра, у которых одинаковое число N и разные числа Z и А. Изотоны находятся в разных клетках таблицы Менделеева и обладают разными химическими свойствами.

Соотношение Z:N в начале и конце таблицы Менделеева разное.

Для начала таблицы Z:N = 1:1. В середине и конце таблицы Z:N=2:3.

Внастоящее время среди химических элементов известно 286 стабильных и долгоживущих радиоактивных изотопов, а всего в природных процессах известно 340 стабильных изотопов и 162 изобара.

Вгеохимии для решения геологических задач используют радиоактивные и стабильные изотопы.

Втех случаях, когда отношение Z:N отличается от оптимального, ядра являются радиоактивными. Т.о. радиоактивность – переход к оптимальному соотношению нуклонов.