Кристаллизация изоморфных смесей

Изоморфизм - способность атомов, ионов или молекул замещать друг друга в кристаллических структурах. В результате изоморфизма образуются твёрдые растворы замещения. Вещества, которым присущ изоморфизм, называют изоморфными.

При изоморфизме в минералах химические элементы (атомы или ионы) замещают друг друга в кристаллической решетке минерала не меняя при этом его структуру (Собственно изоморфизм). Изоморфные вещества могут кристаллизоваться совместно, давая смешанные кристаллы - изоморфные смеси. Эти смеси образуются лишь тогда, когда замещающие друг друга частицы (атомы, ионы, молекулы) близки по своим эффективным размерам. Согласно правилу Гольдшмидта, образование изоморфных смесей с широким диапазоном концентраций возможно при тождестве знака заряда и близкой поляризуемости замещающих друг друга атомов или ионов, если их ионные радиусы различаются не более чем на 15%. Если два вещества дают изоморфные смеси любых концентраций (непрерывный ряд твердых растворов), то изоморфизм называют совершенным. В противном случае говорят о несовершенном (или ограниченном) изоморфизме. Совершенный изоморфизм характерен только для изоструктурных веществ, имеющих сходное пространственное расположение атомов или ионов и поэтому сходные по внешней форме кристаллы. Для ограниченного изоморфизма условие изоструктурности необязательно

12-3. Понятие "биосфера". Учение о биосфере В.И.Вернадского.

Биосфе́ра— оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности. Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом. В. И. Вернадский говорил о биосфере: это пространство, где присутствуют живые организмы от единичных бактерий до мощных экваториальных лесов с его обитателями. Совокупность организмов, выраженная в единицах массы и энергии, В. И. Вернадский назвал живым веществом. Основу живого вещества составляет углерод, обладающий способностью давать бесконечное множество разнообразных химических соединений. Вместе с ним О, N, H образуют основные органические соединения: белки, жиры, углеводы. Если углеводы разных растений имеют одинаковый химический состав, то белки разных организмов никогда не бывают одинакового состава (Эта специфичность белков определяется тем, что их строение зависит от наследственных свойств клеток организма). В состав живых организмов входят все природные химические элементы. Их делят на структурные (C, H, O, N, P, S, Cl, Na, K, F, Mg, Si, Ca) и биокатализаторы (Fe, Cu, B, Mn, Zn, I, Mo, Co и др.). Несмотря на организационную роль углерода (18 %), живое вещество кислородное (70 %). Роль углерода велика в химических реакциях. Некоторые элементы менее исследованы и их роль в живых организмах не определена.

Живое вещество состоит из преобладающей фитомассы, меньше зоомасса и еще меньше масса микроорганизмов. Живое вещество состоит в основном из химических элементов,

подвижных в земной коре и почвах. Их кларки уменьшаются с ростом атомной массы, хотя и не отмечено прямой зависимости. Для оценки концентрации элементов в живом веществе А. И. Перельман рекомендует использовать коэффициент биофильности. Это

отношение кларка элемента в живом веществе к его кларку в земной коре. Наиболее биофильны С (780), N (160), H(70), O (1,5) и Cl (1,1). Остальные элементы имеют биофильность менее единицы. Очень низкая биофильность Fe, Al, Ti.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13

13-1. Концентрация и рассеяние элементов.

Все элементы есть везде- некоторые в очень маленьких концентрациях,но они присутствуют. Это положение о всеобщем рассеяние элементов. Концентрация вещества в природных системах 0<c<100. Миграция элементов приводит к значительному их перераспределению: они концентрируются и рассеиваются. Их содержание в почвах, коре выветривания, водах, организмах, как правило, отличается от кларка. В связи с этим большое значение приобрела характеристика миграции с помощью различных коэффициентов, особенно кларков концентрации и кларков рассеяния.

Кларк концентрации (КК) – это отношение содержания элемента в конкретном объекте к его кларку в литосфере. Кларк рассеяния-обратная величина. Подмечено,что элементы с четной атомной массой более распространены. Также наибольшим распространением в природе пользуются х.э. лишь малого атомного веса.(до железа,п.н.26)

А также

Факторы для рассеивания элементов:

1. неспособность давать соединения (He, Ar, Kr, Xe).

2. низкая температура плавления и кипения, вследствие чего такие элементы пика переходят в газообразное состояние и рассеиваются.

3. низкие потенциалы ионизации, вследствие чего ионы легко переходят в возбужденное состояние.

Факторы концентрации:

1. высокие температуры плавления и кипения

2. средний потенциал ионизации

3.большая плотность