Page 13 - 4497

ЛЕКЦІЯ 3. ПОШИРЕННЯ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ.
МІГРАЦІЯ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Загальні відомості про розповсюдження хімічних елементів

Вивчення розповсюдження хімічних елементів у природі почалось у першій половині
ХІХ століття. Але найбільш інтенсивно це вивчення було розгорнуто на початку ХХ століття.
Зокрема, велику увагу цьому питанню приділяли таки класики геохімії як Ф. Кларк,
В. М. Гольдшмідт, В. І. Вернадський, А. Є. Ферсман.
Вже перші дослідження хімічного складу гірських порід дозволили встановити деякі
емпіричні закономірності розповсюдження хімічних елементів. Наприклад, Д. І. Мендєлєєв
відмітив, що в природі більш розповсюджені елементи, які розміщені на початку розробленої
ним таблиці, а рідкісні елементи розташовані в кінці таблиці. Пізніше було встановлено, що
переважають парні елементи таблиці щодо непарних. Ця закономірність отримала назву
правила Оддо-Гаркінса.
Вивчення хімічного складу метеоритів, а в подальшому і складу атмосфер зірок за
допомогою спектрального аналізу показало, що головні особливості розповсюдження
елементів значною мірою є загальними для Землі, Сонячної системи і Галактики.
Велику увагу проблемі розповсюдження елементів у різних природних скупленнях
приділяв В. І. Вернадський, який розглядав геохімію як науку про історію атомів земної кулі і
взагалі, як частину космічної хімії.
Учень і послідовник В. І. Вернадського, академік А. Є. Ферсман ввів в науку поняття
“кларк”, що означає середній вміст хімічного елемента в будь-якій природній системі і,
зокрема, в земній корі.
Важливі дослідження розповсюдження елементів та їх ізотопів у космосі провів
норвезький геохімік В. М. Гольдшмідт, який використовував дані аналізів метеоритів,
виконані німецьким хіміком В. Ноддак, а також дані про склад атмосфер зірок.
Досягнення сучасної астрофізики вказують на те, що еволюція зірок пов’язана із
атомно-ядерними перетвореннями в їх надрах. На ранніх етапах розвитку Всесвіту головним
“будівельним матеріалом” для утворення атомів хімічних елементів був водень, який і зараз є
головним елементом Всесвіту.
Природний синтез елементів в історії Всесвіту полягав в утворенні спочатку легких,
потім середніх і на закінчення – найбільш важких трансуранових елементів шляхом різних
ядерних реакцій у надрах зірок. Сучасне розповсюдження елементів та їх ізотопів є
результатом накладання ряду (сукупності) ядерних реакцій, а не є наслідком єдиного
одноактного процесу.
Сучасна теорія походження елементів розроблена в основному англійськими
астрофізиками: Дж. Бербідж, М. Бербідж, Ф. Хойлем і В. Фаулером.
Синтез найбільш важких елементів відбувся перед формуванням Сонячної системи.

Розподіл хімічних елементів у гірських породах

Хімічні елементи в земній корі перебувають в різних формах: частиною у вигляді
вільних атомів або іонів, Але в основній масі вони пов'язані між собою, утворюючи ті чи інші
фізичні тіла. Оскільки властивості елементів періодично повторюються, то існують цілі групи
елементів які в цих тілах трапляються разом. Виникають родинні сімейства елементів -
парагенезіси або асоціації, які в структурних зв'язках можуть грати одну і ту саму роль. Але
виникають сімейства елементів і з протилежними властивостями, які завдяки цьому і

12