Overvloed aan chemische elementen

De aarde is gevormd uit dezelfde wolk van materie die de zon vormde, maar de planeten kregen verschillende samenstellingen tijdens de vorming en evolutie van het zonnestelsel. De natuurlijke geschiedenis van de aarde heeft er op zijn beurt voor gezorgd dat delen van deze planeet verschillende concentraties van de elementen hebben.

De samenstelling van de aarde naar elementaire massa is ongeveer gelijk aan de grove samenstelling van het zonnestelsel , met als belangrijkste verschillen dat de aarde een groot deel van de vluchtige elementen waterstof, helium, neon en stikstof mist, evenals koolstof die verloren is gegaan als vluchtige koolwaterstoffen. De resterende elementaire samenstelling is ruwweg typerend voor de “rotsachtige” binnenplaneten, die gevormd zijn in de thermische zone waar zonnewarmte vluchtige verbindingen de ruimte in dreef. De aarde houdt zuurstof vast als de op een na grootste component van zijn massa (en grootste atomaire fractie), voornamelijk doordat dit element wordt vastgehouden in silicaatmineralen met een zeer hoog smeltpunt en lage dampspanning.

120

52

telluur

Te

HP

17

53

jood

I

Th

2

CrustEdit

de grafiek rechts toont de relatieve Atomic-overvloed van de chemische elementen in de aarde “Upper continentale korst-het deel dat relatief toegankelijk zijn voor metingen en schattingen.

Veel gefotografeerde elementen de grafiek worden geclassificeerd in (gedeeltelijk overlappende) categories:

1. rock-vormende elementen (hoofdelementen in groene veld en kleine elementen in een lichtgroene veld);
2. Rare aarden (lanthaniden La, Lu, Sc en Y, gelabelde blauw);
3. grote industriële metalen (wereldproductie > ~ 3 x 107 kg / jaar; gelabeld in het rood);
4. Edelmetalen (gelabeld in paars);
5. de Negen zeldzaamste “metalen” – de zes platinagroep elementen plus Au, Re, en Te (een metalloïde) – in het gele veld. Deze zeldzaam in de korst van laboratorium oplosbaar ijzer en aanvankelijk geconcentreerd in de kern van de Aarde. Tellurium is de meest verarmde element in het silicaat aarde ten opzichte van kosmische overvloed, want naast bench geconcentreerd dichtste chalkogeniden in de kern te werd ernstig uitgeput door preaccretional sorteren in de nevel meest vluchtige waterstoftelluride.

Merk op dat er twee onderbrekingen Wanneer de instabiele (radioactieve) elementen technetium (Atoomnummer 43) en promethium (Atoomnummer 61 ) Zou zijn.Deze elementen zijn omgeven door stabiele elementen, maar beide hebben een relatief korte halfwaardetijd (respectievelijk ~ 4 miljoen jaar en ~ 18 jaar). Deze zijn dus uiterst zeldzaam, aangezien alle oorspronkelijke beginfracties hiervan in materialen van vóór het zonnestelsel allang zijn vervallen. Deze twee elementen worden nu alleen op natuurlijke wijze geproduceerd door de spontane splitsing van zeer zware radioactieve elementen (bijvoorbeeld uranium, thorium of de sporen van plutonium die in uraniumertsen voorkomen), of door de interactie van bepaalde andere elementen met kosmische straling. Zowel technetium als promethium zijn spectroscopisch geïdentificeerd in de atmosferen van sterren, waar ze worden geproduceerd door voortdurende nucleosynthetische processen.

Er zijn ook breuken in de abundantiegrafiek waar de zes edelgassen zouden zijn, aangezien ze dat niet zijn chemisch gebonden in de aardkorst, en ze worden alleen in de korst gegenereerd door vervalketens van radioactieve elementen, en zijn daarom daar uiterst zeldzaam.

De acht van nature voorkomende zeer zeldzame, zeer radioactieve elementen (polonium , astatine, francium, radium, actinium, protactinium, neptunium en plutonium) zijn niet inbegrepen, aangezien al deze elementen die aanwezig waren bij de vorming van de aarde eeuwen geleden zijn vervallen, en hun hoeveelheid vandaag is verwaarloosbaar en wordt alleen geproduceerd door het radioactieve verval van uranium en thorium.

Zuurstof en silicium zijn met name de meest voorkomende elementen in de korst. Op aarde en op rotsachtige planeten in het algemeen komen silicium en zuurstof veel vaker voor dan hun co kleine overvloed. De reden is dat ze met elkaar combineren om silicaatmineralen te vormen. Andere kosmisch gebruikelijke elementen zoals waterstof, koolstof en stikstof vormen vluchtige verbindingen zoals ammoniak en methaan die gemakkelijk wegkoken in de ruimte door de hitte van planetaire vorming en / of het zonlicht.

Zeldzaam- aarde-elementen Bewerken

“Zeldzame” -aarde-elementen is een historische verkeerde benaming. De hardnekkigheid van de term weerspiegelt eerder onbekendheid dan echte zeldzaamheid. De meer voorkomende zeldzame-aarde-elementen zijn op dezelfde manier geconcentreerd in de korst in vergelijking met gewone industriële metalen zoals chroom, nikkel, koper, zink, molybdeen, tin, wolfraam of lood. De twee minst voorkomende zeldzame aardmetalen (thulium en lutetium) komen bijna 200 keer vaker voor dan goud. In tegenstelling tot gewone basismetalen en edelmetalen, zeldzame aardmetalen hebben zeer weinig de neiging om geconcentreerd te raken in exploiteerbare ertsafzettingen. Dientengevolge komt het grootste deel van de wereldvoorraad van zeldzame aardelementen uit slechts een handvol bronnen. Bovendien lijken de zeldzame aardmetalen chemisch allemaal behoorlijk op elkaar en zijn ze dus vrij moeilijk te scheiden in hoeveelheden van de zuivere elementen.

Verschillen in de hoeveelheid individuele zeldzame aardmetalen in de bovenste continentale korst van de aarde vertegenwoordigen de superpositie van twee effecten, een nucleair en een geochemisch effect. Ten eerste hebben de zeldzame aarde-elementen met even atoomnummers (58Ce, 60Nd, …) grotere kosmische en aardse abundanties dan de aangrenzende zeldzame-aarde-elementen met oneven atoomnummers (57La, 59Pr, …). Ten tweede zijn de lichtere zeldzame-aardelementen meer incompatibel (omdat ze grotere ionstralen hebben) en daarom sterker geconcentreerd in de continentale korst dan de zwaardere zeldzame-aardelementen. In de meeste zeldzame aardmetaalafzettingen vormen de eerste vier zeldzame aardmetalen – lanthaan, cerium, praseodymium en neodymium – 80% tot 99% van de totale hoeveelheid zeldzaam aardmetaal die in het erts kan worden aangetroffen.

MantleEdit

CoreEdit

OceanEdit

AtmosphereEdit

De volgorde van elementen per volumefractie (die ongeveer moleculaire molfractie is) in de atmosfeer is stikstof (78,1%), zuurstof (20,9%), argon (0,96%), gevolgd door (in onzekere volgorde) koolstof en waterstof omdat waterdamp en kooldioxide, die de meeste van deze twee elementen in de lucht vertegenwoordigen, variabel zijn componenten Zwavel, fosfor en alle andere elemen nts zijn in aanzienlijk lagere verhoudingen aanwezig.

Volgens de abundantiecurve-grafiek (rechtsboven) komt argon, een significant, zo niet belangrijk onderdeel van de atmosfeer, helemaal niet voor in de korst. Dit komt doordat de atmosfeer een veel kleinere massa heeft dan de korst, zodat argon dat in de korst achterblijft weinig bijdraagt aan de massafractie daar, terwijl tegelijkertijd de opbouw van argon in de atmosfeer groot genoeg is geworden om significant te zijn.

Stedelijke bodems Bewerken

Voor een volledige lijst van de overvloed aan elementen in stedelijke bodems, zie Abundances of the Elements (data pagina) #Urban bodems.