Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Густина хімічних елементів і мінералів

Читайте также:
  1. ВИВЧЕННЯ ПО КАРТІ ЕЛЕМЕНТІВ РОСЛИННОГО
  2. ВИМОГИ ДО СТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
  3. Вопрос 20. Философия Августина Блаженного
  4. Густина і пористість осадових порід
  5. Густина магматичних порід
  6. Густина метаморфічних порід

Залежність густини хімічних елементів від їхньої атомної будови. Густина хімічно чистих простих твердих речовин характеризується постійним, строго визначеним значенням. Найменшу густину мають літій (0,53×103 кг/м3) і калій (0,86×103 кг/м3), найбільшу - осмій і іридій (22,5×103 кг/м3).

Атоми всіх елементів дуже неоднорідні за густиною. Велика частина маси атомів (99,95-99,97 %) зосереджена в ядрах. Маси протонів і нейтронів рівні 1,672×10-27 кг і 1,675×10-27 кг при масі електронів 9,109×10-31 кг, тобто маса останніх менше в 1836 разів. Радіуси атомів елементів складають 10-8 см; радіуси ядер значно менше і рівні 10-13-10-12см. Тому густина ядра атома є величезною, округлено рівною 1,16×1014кг/м3, при вкрай малій густині електронної хмари, що оточує ядро.

На відміну від постійних констант елементарних часток маса атомів різноманітна для кожного елемента, чисельно дорівнює відносній атомній масі ma; вона поступово зростає від елемента до елемента, у порядку їхнього розташування в Періодичній системі елементів Д. И. Менделєєва від 1 до 227. Зосередження всієї маси атомів у ядрах визначає дуже велику залежність густини елементів від їхнього об’єму. Останній змінюється приблизно в 3 рази і залежить від атомного радіуса і форми кристалічних зв'язків.

Атомний радіус вільного (не пов'язаного) атома дорівнює відстані від області максимальної щільності електронної хмари до центру ядра. У з'єднаннях із металевою і ковалентною формами кристалічного зв'язку міжатомні відстані близькі до подвоєного атомного радіуса; для іонних з'єднань спостерігається істотне розходження в орбітальних і ефективних іонних радіусах.

Для кожного ряду елементів, що мають однакові головні квантові числа, тобто для кожного періоду Періодичної системи елементів, спостерігається зростання густини і зменшення атомного радіуса елементів у першій половині ряду і зниження густини і збільшення атомного радіуса - у другій половині ряду. Максимальна густина елементів у кожному ряду збільшується від періоду до періоду в міру підвищення атомної маси.

Різноманітний зв'язок густини елементів з атомним радіусом і атомною масою добре узгоджується з їхніми іншими властивостями.

 

Хімічні елементи: 1 - s, 2 - p, 3 - d, 4 - літофільні I типу, 5 - літофільні ЇІ типу, 6 - халькофільні, 7 - сидерофільні; області переважного поширення елементів: А - літофільних I типу, Б - літофільних II типу і халькофільних, В - сидерофільних; 2-7 - періоди Періодичної системи елементів Д.І.Менделєєва

 

Рисунок 2.2 Залежність густини елементів різних геохімічних типів відїхньогоатомного радіуса.

 

Одним із характерних явищ для мінералів, що утворюють породу, є ізоморфізм, який може приводити як до збільшення (від альбіту до анортиту), так і зменшення (від альбіту до мікрокліна) густини.

Дуже характерна зміна густини мінералів в ізоморфному ряду олівіну. Густина від магнезіального мінералу форстериту поступово зростає за рахунок заміщення магнію залізом. Збільшення густини визначається більш високою атомною масою заліза в порівнянні з магнієм; розмір іонних радіусів цих елементів близький, густина упаковування атомів і структура мінералів усієї групи однакові. Подібні ізоморфні заміщення, що призводять до зміни густини мінералів, характерні для групи гранатів, шпінелі й ін.

Поліморфізм, при якому спостерігається зміна структури мінералів без зміни їхнього хімічного складу, виражається в зміні ряду фізичних властивостей і насамперед густини мінералів.

Утворення різноманітних поліморфних з'єднань пов'язано зі зміною температури і тиску й особливо характерно при регіональному метаморфізмі порід.

Характерним прикладом поліморфних з'єднань є дві модифікації вуглецю - графіт і діамант.

Складний поліморфний ряд утворюють модифікації кремнезему – SiO2. Фазові переходи між кварцом, тридимітом, кристобалітом і кварцом, коеситом і стишовітом відбуваються з істотною зміною структури мінералів (реконструктивні перетворення) і відбиваються в густині. Об’єм речовини скорочується в 1,8 рази.

У природних мінералах, що складають гірські породи, у результаті ізоморфізму, поліморфізму, дефекту структур, наявності хімічних і механічних домішок, спостерігаються коливання густини мінералів, що складають у загальному випадку десяті частки грама на кубічний сантиметр. Проте для кожної петрографічної групи порід, яка утворюється у певних умовах (комплекс, формація), характерно певний склад мінералів, що приводить до більш постійної густини останніх і породи в цілому.

 

 


Дата добавления: 2015-07-12; просмотров: 290 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: ТЕМА 1. МЕТОДИКА ПЕТРОФІЗИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ | Методи вивчення фізичних властивостей | Відбір зразків гірських порід і руд у польових умовах | Метрологічні вимоги до вимірів фізичних параметрів | Статистичне опрацювання даних визначення фізичних властивостей | Побудова петрофізичних карт і розрізів | Методи їх виміру | Визначення мінералогічної густини | Густина метаморфічних порід | Густина і пористість осадових порід |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Визначення густини порід у природному заляганні| Густина магматичних порід

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)