Формы нахождения химических элементов в земной коре. Биогенная форма, водные растворы

 

Известно что, довольно большие группы атомов химических элементов находятся в конкретных относительно устойчивых сочетаниях между собой. Такие сочетания и рассматриваются как формы нахождения химических элементов. Иными словами, под формой нахождения химических элементов понимаются системы различных относительно устойчивых химических равновесий этих элементов.

Основная масса природных водных источников составляет отдельную оболочку Земли – гидросферу. Большая ее часть это Мировой океан, меньшая – подземные и поверхностные воды континентов.

Вода – природный растворитель минералов, газов и техногенных соединений. По минерализации (содержанию солей, граммы на 1 литр) выделяют следующие семейства вод:

1. менее 0,1 г/л: ультрапресные (атмосферные осадки);

2. 0,1-1 г/л: пресные (большинство рек и озер);

3. 1-3 г/л: солоноватые (воды степей и пустынь):

4. 3-36 г/л: соленые (океанические):

5. более 36 г/л: рассолы (соленые озера).

В природных водах обычно содержатся растворенные газы, ионы, недиссоциированные молекулы, коллоидные частицы. При растворении минералов обычно образуются гидратированные ионы, которые подвергаются интенсивной водной миграции. Другая форма нахождения ХЭ в водных растворах – комплексные соединения с неорганическими и органическими лигандами.

В большинстве случаев именно наличие воды обуславливает развитие живых организмов, которые формируют биогенную форму ХЭ.

К биогенной форме относятся химические элементы и их сочетания в земной коре, образующие все многообразие животных, растительных и грибных организмов.

Каждый ХЭ входя в организм, проходит длинный ряд превращений (состояний), входя в различные соединения, прежде чем выйти из него. По мнению Вернадского атомы, которые вошли в живую форму вещества, с трудом возвращаются в косную материю.

Если в неорганической природе преобладают элементы, дающие нерастворимые соединения – Si, Fe, Al, то в живых организмах преобладают элементы, образующие растворимые и газообразные соединения – Н, O, C, N, P, S.

98% биосферы составляет Н, O, C, N. Они легко образуют прочные ковалентные связи, а, следовательно, устойчивые молекулы. Углерод образует простые, двойные, тройные связи и образует различные каркасы органических молекул.

Между составом земной коры и живого вещества в целом нет прямой пропорциональной зависимости. В составе литосферы преобладают Si, Fe, Al, которых мало в живых организмах. Кислород, которого много в живых организмах и в литосфере находится в различных формах – в организмах в составе воды и органических соединений, а в литосфере в составе силикатов, оксидов, органогенных пород и других соединений.

В целом, можно отметить, что в живом веществе:

· воздушных мигрантов -98%, а в земной коре – 50%;

· среди водных мигрантов преобладают подвижные формы, а в земной коре – малоподвижные;

· пространственно обособленные формы нахождения ХЭ в земной коре (минеральные, водные растворы, газовые смеси, коллоидные) в живом веществе совмещены.