17.11.2018
Сантехнические ревизионные люки являются технологичными углублениями или же, иными словами, колодцами, где располагаются счётчики...


17.11.2018
Рекуператор является одним из видов теплообменного оборудования, основным предназначением которого называют возвращение тёплых...


17.11.2018
Большинство людей, решивших выполнить ремонтные работы в своей квартире или же коттедже, сталкиваются с необходимостью выбор...


16.11.2018
В последние годы всё более распространённой является инновационная методика полусухой стяжки пола, ведь она обладает большим...


16.11.2018
В настоящий момент в крупных населённых пунктах нашей страны самым распространённым видом жилплощади в новостройках считаются...


16.11.2018
Пни, которые остаются после удаления старых деревьев, изначально могут достаточно необычно выглядеть на вашем земельном наделе,...


Геохимическое и экологические особенности s-элементов

11.01.2017
Элементы s-электронного строения характеризуются энергетической выгодностью участий в реакциях ионизации s-электронов и относятся к непереходным элементам, свойства которых с увеличением атомных номеров контрастно изменяются по горизонтальным периодам периодической системы и проявляют гораздо большее сходство в вертикальных группах. Элементы s- и р-электронной конфигурации отличаются от d- и f- не только структурой электронной плотности атомов, но и фундаментальными физико-химическими свойствами. Элементы s-блока по сравнению с остальными характеризуются гораздо меньшими величинами энергии образования изолированных атомов, меньшими термическими и энергетическими показателями для соответствующих периодов и групп, меньшей энергией металлической связи в атомах и большей ионностью связи в соединениях. Все эти свойства являются определяющими в общей геолого-геохимической миграции элементов.
Для всех s-элементов типичны металлические свойства. Эти элементы в целом наиболее сходны с р-элементами. Преимущественное изменение свойств s- и р-элементов по горизонтали и более постепенное в пределах вертикальных групп определяет периодичность их свойств, что видно на рис. 2. На графике Мейера — Ферсмана показаны величины атомных объемов элементов, с которыми коррелируются закономерности образования эндогенных концентраций элементов и состав геолого-геохимических групп месторождений полезных ископаемых.
По горизонтали в пределах периодов коренным образом изменяются кислотно-основные свойства элементов: от щелочных — катионов в левой части до ангидридов и кислотных компонентов — анионов — в правой. Наилучшим образом для s- и p-элементов это видно при сопоставлении силовых (I—потенциал ионизации) и размерных (ri — эффективный ионный радиус) характеристик элементов (рис. 5). Ранее для этих целей пользовались обратной величиной — ионными потенциалами — отношением валентности (заряда) к ионному радиусу. Использование γrin+ (см. рис. 5) позволило показать, что кислотные свойства одного и того же элемента в соединениях возрастают с уменьшением координационного числа.
Геохимическое и экологические особенности s-элементов

Наряду с общими чертами (непереходные элементы) s- и р-элементы характеризуются существенными различиями. Все s-элементы имеют сферические структуры электронной плотности, отвечающие минимальным энергетическим показателям, а p-элементы — структуры в виде простой гантели, с более высокими энергиями атомных орбит (однако более низкими, чем у d- и f'-элементов). С этим связаны существенные химические отличия s- и p-элементов.
К s-элементам принадлежат щелочные и щелочноземельные металлы подгрупп IA и IIA. К щелочным металлам подгруппы IA относятся Li, Na, К, Rb, Cs, Fr. Здесь же расположен Н, который по свойствам принципиально отличается от щелочных металлов и больше сходен с p-элементами (F, Cl и др.). Характерно, что для s-металлов не типично общее правило — снижение распространенности в земной коре с увеличением атомного номера в пределах группы, и Li и Be резко уступают по распространенности Na и Mg. Среди s-элементов А.А. Годовиков выделяет две подгруппы: s' — с предвнешними кайносимметричными электронами — Li, Be, Na, Mg; s'' — остальные некайносимметричные элементы.
Щелочные металлы, особенно К, Rb, Cs, Fr, обладают наибольшим групповым сходством по сравнению с элементами любой другой менделеевской группы. Они характеризуются минимальными значениями плотностей атомов, потенциалов ионизации, электроотрицательности и термических показателей среди металлов и наибольшими размерами (объемами) атомов (5). Li и Na, в отличие от К, Rb, Cs, Fr, дают кайносимметричные катионы и имеют несколько более высокие термические и энергетические показатели и меньшие размерные, приближаясь в этом отношении к щелочноземельным металлам II группы. Щелочные металлы в процессах кристаллизационной дифференциации относятся к несовместимым элементам. Особенно это типично для К, Rb, Cs, коэффициенты распределения Kp'' которых в ультрабазит-базитовых расплавах для главных минералов ≤0,01—0,001, для гранитоидных 0,5—0,01 и только для флогопита и биотита ≥1. По данным И. Татсуми, Cs, Rb, К обладают наибольшей способностью среди редких металлов переходить в водный флюид и обогащать расплавы в зонах субдукции при гидратации океанической плиты. В экологическом отношении s-элементы подгруппы IA относятся к биологически очень важным (особенно Н, К, Na), а по вредности стабильные атомы и их соединения — к токсичным и общетоксичным. Li и, возможно, остальные щелочные металлы характеризуются наибольшим коэффициентом гидроэкофильности. Для всех щелочных металлов отмечается максимальная величина всасывания в организм из желудочно-кишечного тракта.
В экогеохимической классификации элементов по масштабам воздействия на окружающую среду все s-элементы отнесены к I группе — глобального значения. Они являются основой минерального состава пород литосферы и солевой составляющей гидросферы. Одновременно они представляют существенную часть аэрозолей (особенно океанических). Важной групповой особенностью следует считать глобальное и региональное техногенное экологическое действие радионуклидов s-элементов. Токсичность их от очень высокой до средней.
Щелочноземельные s-металлы — Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (IIА подгруппа) значительно отличаются от щелочных. Они имеют меньшие размерные показатели и гораздо более высокие энергетические, термические и плотностные, более прочные связи в металлах, большее число труднорастворимых соединений и принципиальную разницу между самым легким Be, отчасти Mg (s'-элементы) и остальными представителями этой группы элементов. Все металлы данной подгруппы характеризуются повышенной токсичностью, особенно Be, Ba, Sr, Ra и одновременно являются важными биологически, особенно Ca. Кроме того, Be имеет высокий коэффициент гидро- и атмоэкофильности.
Щелочные и щелочноземельные элементы в природных условиях моновалентны; их валентность соответствует групповому номеру (+1 для IA и +2 для IIA). Они относятся к наименее устойчивым в водной среде, что видно из электрохимического ряда напряжений:
Геохимическое и экологические особенности s-элементов

При этом интенсивность миграции щелочных металлов выше, чем щелочноземельных.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: