Софронова Наталья, ученица 8в класса гимназии №3 г. Белгорода icon

Софронова Наталья, ученица 8в класса гимназии №3 г. Белгорода


Смотрите также:
Бревнова анастасия, ученица 9 «В» класса моу гимназии №1...
«Математика это классно!»...
Республиканский комплексный конкурс поисково-исследовательских работ «Время уходит...
Директор гимназии №27 г. Белгорода, кандидат педагогических наук...
Исследовательско-поисковая работа...
Руденок Юлия Ученица 10 б класса Гимназии «Лаборатории Салахова» Проверила: Степаненко Ольга...
Ученица 11б класса,гимназии...
Результаты единого государственного экзамена 2010 года и анализ выполнения целевых ориентиров по...
Тема: От буквы к слову...
Положение о порядке проведения промежуточной аттестации и перевода учащихся моу- гимназии №12 г...
Анализ результативности учебно-воспитательного процесса в гимназии в 2009 / 2010 учебном год...
Сегодня вы находитесь у нас в гостях, в кабинете химии...



Загрузка...

Софронова Наталья, ученица 8в класса гимназии №3 г. Белгорода


ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ


Распределение элементов в космосе


Мы живем на планете Земля, которая обращается вокруг Солнца: без этого светила жизнь на Земле была бы невозможна. Всего у Солнца 9 больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Меркурий и Венера ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому их называют внутренними планетами, а те, что находятся за Землей – внешними.

Учеными второй половины XVII века был высказан принцип огромного научного значения – мысль о единстве материального состава и природных сил во всем космосе.

В вечном круговороте движутся атомы химических элементов, наполняя видимую область космоса мириадами звезд и рассеянными межзвездным веществом. Видимая застывшей, величественная картина звездного неба отражает лишь одно мгновение в жизни Вселенной. Но ни на одну секунду не останавливаются газовые вихри звездных атмосфер, рассеивающие атомы межгалактического пространства. С громадной скоростью движутся потоки космических лучей, в мощных взрывах громадных космических систем рождаются новые атомы Вселенной.

Ряд причин определяет химический состав космических тел. Из них первостепенное значение имеют следующие:

  1. процессы рождения и преобразования атомов;

  2. процессы распределения уже готовых атомов под влиянием таких космических причин, как тяготение, световое давление, действие электромагнитных пролей;

  3. перераспределение групп атомов, электронов, молекул согласно законам физико-химического равновесия.

Основными источниками сведений о распространении химических элементов в Солнечной системе и ближайшей окрестности Галактики служат данные о составе Солнца и звезд, полученные с помощью спектрального анализа, данных химических анализов, проведенных в лабораториях по горным породам Земли, Луны и метеоритов.

Главные особенности распространения химических элементов в космосе определяется ядерными свойствами их атомов, из которых ведущее значение имеют заряд ядра, число нейтронов, связанная с ними четность и наличие заполненных ядер оболочек.

Наиболее известно и изучено вещество Солнечной системы, в которую входит наша планета. Главная масса вещества всей системы сосредоточена в самом Солнце, которое представляет собой раскаленную водородно-гелевую газовую сферу.

Если подойти к составу вещества Солнечной системы с точки зрения самих общих свойств элементов, то его можно разделить на две части: летучую и нелетучую.

К летучей относятся газы, такие, как Н2, N2, CH4, CO2, H2O, а также все инертные газы и галоиды F2, Cl2,, Br2, I2.

К летучим относятся большинство химических элементов таблицы Д.И. Менделеева как в состоянии свободных атомов, так в виде простейших природных соединений – окислов, сульфидов, силикатов. Наиболее распространенные элементы Солнечной системы, которые в виде простых веществ или простейших соединений не являются летучими, представлены: Si – кремнием, Fe – железом, Mg – магнием, Ca – кальцием, Al – алюминием, Ti – титаном, Vi – никелем. Причем соотношения этих элементов на Солнце близки к состояниям в других химически изученных телах Солнечной системы. Исследованный непосредственно в лабораториях химический состав материала земных пород, метеоритов и Луны показывает, что эти образования состоят в основном из одних и тех же химических элементов. В этом можно убедиться по данным таблицы.


^ Химический состав земной коры и метеоритов

(в весовых %)

Элемент

Земная кора

Лунная кора

Метеориты

(в среднем)

O – кислород

46,6

42,0

33,0

Si – кремний

27,7

21,0

17,0

Al – алюминий

8 13

4,8

1,1

Fe – железо

5,00

13,0

28,6

Mg – магний

2,09

4,8

13,8

Ca – кальций

3,63

6,8

1,39

Na –натрий

2,83

0,44

0,68

K – калий

2,59

0,17

0,10

Ti – титан

0,44

6,0

0,08

Ni – никель

0,006

0,02

1,68


Это свидетельствует о генетическом единстве вещества Солнечной системы.


^ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ В ПЛАНЕТАХ


Планеты представляют собой космические скопления веществ, способного к многочисленным химическим реакциям. У большинства изученных планет наблюдается общая тенденция распределения химических элементов от периферии к центру – в виде оболочек различного состава. Газовые оболочки составляют атмосферы планет, в случае пребывания воды в жидком состоянии образуется гидросфера – водная жидкая оболочка, самые верхние – твердые – оболочки планет, насколько это известно по данным о Земле и Луне, сложены алюмосиликатными породами, мощные глубинные оболочки представлены различными соединениями кремния, а центральные ядра планет, по-видимому, состоят из металлических фаз с примесью некоторых других элементов. В общем и целом распределение элементов по отдельным зонам планет определяется химическими свойствами самих элементов, полем силы тяжести и термодинамическими условиями, в которых пребывала данная планета от момента своего рождения до настоящего времени.

Все же наши знания о составе планет довольно ограничены. Планеты – тела холодные, поэтому спектральный анализ, давший нам столь обильную информацию о составе звезд, относительно состава сообщил нам очень мало.

Солнце – настоящий гигант! Это колоссальный раскаленный шар из водорода - 70 % и гелия – 28 % с примесью других элементов. В нем непрерывно идут реакции ядерного синтеза, дающие энергию в виде света и тепла. Солнце руководит движением всех членов семейства. Если сложить вместе все планеты, спутники, астероиды и кометы Солнечной системы, это груда все равно окажется в 750 раз легче Солнца.

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета высокой плотности. В составе атмосферы обнаружено небольшое количество водорода, гелия и кислорода, присутствуют и некоторые инертные газы, например аргон и неон. Период собственного вращения равен периоду обращения вокруг Солнца. Поэтому планета оказывается повернутой в сторону Солнца все время одним полушарием. На освещенной стороне Меркурия температура достигает + 420 градусов С днем, до – 200 градусов С ночью. На неосвещенной стороне большинство газов должно замерзать, а на освещенной стороне молекулы газов должны приобретать тепловые скорости, превышающие скорость улетучивания с поверхности планеты. Плотность Меркурия значительно выше плотности Марса, поэтому он должен содержать относительно повышенную пропорцию тяжелых веществ – вероятно, металлов.

Венера – по своим размерам и плотности наиболее близкая сестра Земли. Венера окутана пеленой густых облаков, хорошо отражающих солнечный свет. Атмосфера была обнаружена еще М.В. Ломоносовым. Исследованиями установлено, что атмосфера планеты состоит на 93-97 % из СО2, обнаружено также присутствие О2, N2, Н2О. Содержание азота вместе с инертными газами достигает 2-5 %, а количество кислорода не превышает 0,4 %. Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию поверхности планеты, температура достигает около + 500 градусов С. Наиболее вероятным источником азота на Венере, может быть вулканического происхождения. В условиях обилия СО2 хлорид аммония превращается в карбонат аммония. При окислении же аммиака образуется свободный азот.

Образование небольших количеств свободного кислорода на Венере происходит при разложении молекул воды под действием солнечной радиации. Другой продукт разложения – водород – легко теряется верхними слоями атмосферы. Вследствие этого процесса происходит потеря воды, и Венера медленно высыхает.

Огромное количество СО2 в атмосфере создают парниковый эффект, вследствие которого у поверхности господствуют высокие температуры, т.е., вероятно, вся вода испаряется в атмосферу.

По своим размерам и средней плотности Венера близка к Земле, и в ее глубоких недрах не исключено присутствие металлического ядра, возникшего в результате химической дифференциации.

Земля – самая большая из внутренних планет и в то же время обладает наиболее крупным спутником – Луной, масса которой составляет 1/81 массы самой Земли. Согласно современным космогоническим представлениям, Земля образовалась 4,5 млрд. лет назад путем гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газопылевого вещества, содержащего все известные в природе химические элементы. Большую часть поверхности земли занимает Мировой океан – 361 млн. км или 71 %, суша составляет 149 млн. км или 29 %.

Одно из особенности Земли как планеты ее магнитное поле. Наша планета окружена обширной атмосферой. По своему составу азотно-кислородная атмосфера Земли отражает существование биосферы, коренным образом изменившей баланс газов в верхней оболочке планеты по сравнению с другими планетами, лишенными жизни. Химический состав атмосферы Земли (в объемных %) представляется в следующем виде:

N2 азот –78, 084;

O2 кислород – 20,946;

CO2 углекислота – 0, 033;

Ar аргон – 0, 934;

H2O вода – переменное содержание.

Кислород атмосферы Земля является продуктом фотосинтеза, который происходит в зеленых растениях Мирового океана и суши. При этом основными питательными веществами растений является вода (Н2О) и углекислота (СО2 ). Реакцию фотосинтеза в сокращенном виде можно записать следующим образом : Н2О + СО2 – СН2 О + О2.

Химическая природа отдельных оболочек соответствует химически дифференцированному земному шару, который разделен на две основные части – мощную силикатно-окисную твердую мантию и жидкое металлическое в основном ядро, занимающее 1/3 массы всей планеты.

По современным оценкам геохимиков, наш земной шар характеризуется следующим элементарным составом (в весовых %):

Железо – 35,39;

Кислород – 27,79;

Кремний – 12,64;

Магний – 17,00;

Никель – 2,07;

Сера – 2,74;

Кальций – 0,61;

Алюминий – 0,44;

Натрий – 0,14;

Хром – 0,01;

Кобальт – 0,20;

Фосфор – 0,03;

Калий – 0,07;

Титан – 0,04.

По этим данным можно судить, что Земля сложена из немногих элементов начала периодической системы Д.И. Менделеева, но в целом повторяет особенности распространения химических элементов в космических системах.

Марс наиболее удален от Солнца и обладает наиболее низкой средней плотностью. Отражательная способность Марса невелика (16 %), однако выше, чем у Меркурия и Луны, что свидетельствует о более светлом материале, из которого сложена его поверхность. Марс наполовину состоит из окислов железа: планета словно бы проржавела. Мелкая пыль на ее поверхности – гидроксид железа, который придает розоватый оттенок. Зимой на Марсе мороз - 120 градусов С, летом температура + 5 градусов С. Жидкой воды нет. На нем имеется весьма разреженная атмосфера, довольно прозрачная, позволяющая производить наблюдения его поверхности. В атмосфере Марса обнаружена углекислота. В полярной области Марса периодически возникает белое пятно. Исследования показали, что полярные шапки Марса состоят не из углекислоты, а из замороженной воды в виде снега или инея.

Юпитер – пятая по расстоянию от солнца и самая большая планета Солнечной системы. У Юпитера нет твердой поверхности, а Красное пятно имеет вихревую структуру и вращается как циклон – это чистое атмосферное явление. Атмосфера состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В атмосфере Юпитера есть и другие химические элементы в виде простых соединений: метан, аммиак, вода, гидросульфит аммония.

Сатурн – вторая по величине среди планет Солнечной системе. Имеет очень низкую среднюю плотностью, планета состоит главным образом из водорода и гелия. Температура поверхности облаков на Сатурне близка к температуре плавления метана – 184 градусов С, из твердых частичек которого скорее всего состоит облачный слой планеты. Сатурн окружен кольцами. Плотная система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью.

Уран – седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Уран имеет горячее ядро из металлов и силикатов, но, в отличие от остальных, своего тепла оно не выделяет. В его атмосфере довольно много водяного пара. Температура на Уране точнее, на видимой поверхности облаков – около - 215 градусов С. В таких условиях газы замерзают

Нептун – восьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. В центре Нептуна, согласно расчетам имеется тяжело ядро из силикатов, металлов и других элементов. Планета главным образом состоит из водорода и гелия с примесью соединений других химических элементов. Хотя температура верхних слоев атмосферы Нептуна более чем леденящая – 210 градусов С, она была бы еще ниже, не выделяй он 2,7 раза больше энергии, чем получает от солнца.

Плутон – наиболее удален от Солнца. Его холодная поверхность слабо освещена Солнцем. Вся планета покрыта слоем метанового льда толщиной в несколько километров, а под ним, вероятно, лежит слой обычного водяного льда. В зимний период температура опускается до – 240 градусов С. Летом у Плутона образуется разреженная газовая оболочка и состоит она из метана, аргона и азота. Плутон окрашен в голубой цвет. Плутон имеет твердое каменное ядро которое окружено прочным ледяным панцирем.


ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ планет

^ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ


Разные планеты земного шара имеют разный химический состав. Так, Меркурий, Венера и Земля сложены из более плотного материала, чем Марс и Луна. Различие состава внутренних планет, по всей вероятности, определяется различным соотношением силикатного и металлического материала. Более плотные планеты содержат больше металлического железа, менее плотные – меньше.

По составу, строению и размерам внешние планеты Солнечной системы резко отличаются от внутренних планет земной группы. В краевых частях Солнечной системы вокруг Солнца движутся гигантские планеты – Юпитер, Сатурн и Нептун. На поверхности этих планет господствуют очень низкие температуры, способствующие конденсации некоторых газов. Все внешние планеты окутаны мощными атмосферами, которые, состоят главным образом из водорода и его соединений с другими распространенными элементами (СН4, NН3), а также из Не. Огромное количество и состав этих газов свидетельствует о родстве вещества больших планет с веществом Солнца. По всей вероятности,

крупные планеты возникли при сгущении непосредственно солнечного вещества, без существенной дифференциации и фракционирования. Газы больших планет – первичного космического происхождения в отличие от газов планет внутренней группы, которые имеют атмосферы вторичного происхождения, обусловленные процессами, протекающими в самих планетах.

Все гигантские планеты имеют спутники, преимущественно твердые, в большинстве своем лишенные атмосфер и по природе близкие к внутренним планетам. Многие газы на больших планетах превращаются в твердые системы.

Таким образом, гигантские внешние планеты Солнечной системы по своему составу во многом близки к составу Солнца. Они сложены преимущественно из легких летучих компонентов: Н2, Не, СН2, 2, Н2О. Сохранность этих веществ в составе больших планет, а также низкими температурами внешних краевых областей солнечной туманности, от которой они произошли.

Современный химический состав планет и их оболочек – результат процесса образования Солнечной системы. Важнейшие выводы вытекающие из последних достижений науки, заключаются в следующем:

- планеты Солнечной системы возникли из того же вещества, что и Солнце. Различие состава отдельных тел Солнечной системы связано с позднейшими процессами перераспределения химических элементов,

- исходный материал для построения планет Солнечной системы был первоначально представлен разоблаченными и ионизированными атомами. Это был в основном звездный газ, и только впоследствии (при его охлаждении) возникли молекулы, жидкие капли, твердые тела (частицы),

- различие плотности планет Солнечной системы отражает различие их состава. Ближайшие к Солнцу планеты содержат повышенное количество металлического железа и меньшую долю силикатов. Далекие от Солнца гигантские планеты состоят преимущественно из наиболее легких веществ – космических газов. Это указывает на фракционирование первичного материала: вблизи Солнца сохранились преимущественно тугоплавкие вещества, а вдали от него – менее тугоплавкие.

Наиболее сложный путь химической эволюции выдержала наша планета – Земля. Химические реакции на поверхности ее привели к образованию сложных высокомолекулярных соединений углерода, которые создали основу жизни. Возникновение жизни на Земле и процессов фотосинтеза изменило состав первичной атмосферы нашей планеты до неузнаваемости. Углекислая восстановительная атмосфера Земли превратилась в азотно-кислородную, что отличает ее от атмосферы других планет Солнечной системы.

^ ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ


Распределение элементов в космосе


Мы живем на планете Земля, которая обращается вокруг Солнца: без этого светила жизнь на Земле была бы невозможна. Всего у Солнца 9 больших планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон.

Меркурий и Венера ближе к Солнцу, чем Земля, поэтому их называют внутренними планетами, а те, что находятся за Землей – внешними.

Учеными второй половины XVII века был высказан принцип огромного научного значения – мысль о единстве материального состава и природных сил во всем космосе.

В вечном круговороте движутся атомы химических элементов, наполняя видимую область космоса мириадами звезд и рассеянными межзвездным веществом. Видимая застывшей, величественная картина звездного неба отражает лишь одно мгновение в жизни Вселенной. Но ни на одну секунду не останавливаются газовые вихри звездных атмосфер, рассеивающие атомы межгалактического пространства. С громадной скоростью движутся потоки космических лучей, в мощных взрывах громадных космических систем рождаются новые атомы Вселенной.

Ряд причин определяет химический состав космических тел. Из них первостепенное значение имеют следующие:

  1. процессы рождения и преобразования атомов;

  2. процессы распределения уже готовых атомов под влиянием таких космических причин, как тяготение, световое давление, действие электромагнитных пролей;

  3. перераспределение групп атомов, электронов, молекул согласно законам физико-химического равновесия.

Основными источниками сведений о распространении химических элементов в Солнечной системе и ближайшей окрестности Галактики служат данные о составе Солнца и звезд, полученные с помощью спектрального анализа, данных химических анализов, проведенных в лабораториях по горным породам Земли, Луны и метеоритов.

Главные особенности распространения химических элементов в космосе определяется ядерными свойствами их атомов, из которых ведущее значение имеют заряд ядра, число нейтронов, связанная с ними четность и наличие заполненных ядер оболочек.

Наиболее известно и изучено вещество Солнечной системы, в которую входит наша планета. Главная масса вещества всей системы сосредоточена в самом Солнце, которое представляет собой раскаленную водородно-гелевую газовую сферу.

Если подойти к составу вещества Солнечной системы с точки зрения самих общих свойств элементов, то его можно разделить на две части: летучую и нелетучую.

К летучей относятся газы, такие, как Н2, N2, CH4, CO2, H2O, а также все инертные газы и галоиды F2, Cl2,, Br2, I2.

К летучим относятся большинство химических элементов таблицы Д.И. Менделеева как в состоянии свободных атомов, так в виде простейших природных соединений – окислов, сульфидов, силикатов. Наиболее распространенные элементы Солнечной системы, которые в виде простых веществ или простейших соединений не являются летучими, представлены: Si – кремнием, Fe – железом, Mg – магнием, Ca – кальцием, Al – алюминием, Ti – титаном, Vi – никелем. Причем соотношения этих элементов на Солнце близки к состояниям в других химически изученных телах Солнечной системы. Исследованный непосредственно в лабораториях химический состав материала земных пород, метеоритов и Луны показывает, что эти образования состоят в основном из одних и тех же химических элементов. В этом можно убедиться по данным таблицы.


^ Химический состав земной коры и метеоритов

(в весовых %)

Элемент

Земная кора

Лунная кора

Метеориты

(в среднем)

O – кислород

46,6

42,0

33,0

Si – кремний

27,7

21,0

17,0

Al – алюминий

8 13

4,8

1,1

Fe – железо

5,00

13,0

28,6

Mg – магний

2,09

4,8

13,8

Ca – кальций

3,63

6,8

1,39

Na –натрий

2,83

0,44

0,68

K – калий

2,59

0,17

0,10

Ti – титан

0,44

6,0

0,08

Ni – никель

0,006

0,02

1,68


Это свидетельствует о генетическом единстве вещества Солнечной системы.


^ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ

ЭЛЕМЕНТОВ В ПЛАНЕТАХ


Планеты представляют собой космические скопления веществ, способного к многочисленным химическим реакциям. У большинства изученных планет наблюдается общая тенденция распределения химических элементов от периферии к центру – в виде оболочек различного состава. Газовые оболочки составляют атмосферы планет, в случае пребывания воды в жидком состоянии образуется гидросфера – водная жидкая оболочка, самые верхние – твердые – оболочки планет, насколько это известно по данным о Земле и Луне, сложены алюмосиликатными породами, мощные глубинные оболочки представлены различными соединениями кремния, а центральные ядра планет, по-видимому, состоят из металлических фаз с примесью некоторых других элементов. В общем и целом распределение элементов по отдельным зонам планет определяется химическими свойствами самих элементов, полем силы тяжести и термодинамическими условиями, в которых пребывала данная планета от момента своего рождения до настоящего времени.

Все же наши знания о составе планет довольно ограничены. Планеты – тела холодные, поэтому спектральный анализ, давший нам столь обильную информацию о составе звезд, относительно состава сообщил нам очень мало.

Солнце – настоящий гигант! Это колоссальный раскаленный шар из водорода - 70 % и гелия – 28 % с примесью других элементов. В нем непрерывно идут реакции ядерного синтеза, дающие энергию в виде света и тепла. Солнце руководит движением всех членов семейства. Если сложить вместе все планеты, спутники, астероиды и кометы Солнечной системы, это груда все равно окажется в 750 раз легче Солнца.

Меркурий – ближайшая к Солнцу планета высокой плотности. В составе атмосферы обнаружено небольшое количество водорода, гелия и кислорода, присутствуют и некоторые инертные газы, например аргон и неон. Период собственного вращения равен периоду обращения вокруг Солнца. Поэтому планета оказывается повернутой в сторону Солнца все время одним полушарием. На освещенной стороне Меркурия температура достигает + 420 градусов С днем, до – 200 градусов С ночью. На неосвещенной стороне большинство газов должно замерзать, а на освещенной стороне молекулы газов должны приобретать тепловые скорости, превышающие скорость улетучивания с поверхности планеты. Плотность Меркурия значительно выше плотности Марса, поэтому он должен содержать относительно повышенную пропорцию тяжелых веществ – вероятно, металлов.

Венера – по своим размерам и плотности наиболее близкая сестра Земли. Венера окутана пеленой густых облаков, хорошо отражающих солнечный свет. Атмосфера была обнаружена еще М.В. Ломоносовым. Исследованиями установлено, что атмосфера планеты состоит на 93-97 % из СО2, обнаружено также присутствие О2, N2, Н2О. Содержание азота вместе с инертными газами достигает 2-5 %, а количество кислорода не превышает 0,4 %. Углекислый газ и водяной пар создают в атмосфере Венеры парниковый эффект, приводящий к сильному разогреванию поверхности планеты, температура достигает около + 500 градусов С. Наиболее вероятным источником азота на Венере, может быть вулканического происхождения. В условиях обилия СО2 хлорид аммония превращается в карбонат аммония. При окислении же аммиака образуется свободный азот.

Образование небольших количеств свободного кислорода на Венере происходит при разложении молекул воды под действием солнечной радиации. Другой продукт разложения – водород – легко теряется верхними слоями атмосферы. Вследствие этого процесса происходит потеря воды, и Венера медленно высыхает.

Огромное количество СО2 в атмосфере создают парниковый эффект, вследствие которого у поверхности господствуют высокие температуры, т.е., вероятно, вся вода испаряется в атмосферу.

По своим размерам и средней плотности Венера близка к Земле, и в ее глубоких недрах не исключено присутствие металлического ядра, возникшего в результате химической дифференциации.

Земля – самая большая из внутренних планет и в то же время обладает наиболее крупным спутником – Луной, масса которой составляет 1/81 массы самой Земли. Согласно современным космогоническим представлениям, Земля образовалась 4,5 млрд. лет назад путем гравитационной конденсации из рассеянного в околосолнечном пространстве газопылевого вещества, содержащего все известные в природе химические элементы. Большую часть поверхности земли занимает Мировой океан – 361 млн. км или 71 %, суша составляет 149 млн. км или 29 %.

Одно из особенности Земли как планеты ее магнитное поле. Наша планета окружена обширной атмосферой. По своему составу азотно-кислородная атмосфера Земли отражает существование биосферы, коренным образом изменившей баланс газов в верхней оболочке планеты по сравнению с другими планетами, лишенными жизни. Химический состав атмосферы Земли (в объемных %) представляется в следующем виде:

N2 азот –78, 084;

O2 кислород – 20,946;

CO2 углекислота – 0, 033;

Ar аргон – 0, 934;

H2O вода – переменное содержание.

Кислород атмосферы Земля является продуктом фотосинтеза, который происходит в зеленых растениях Мирового океана и суши. При этом основными питательными веществами растений является вода (Н2О) и углекислота (СО2 ). Реакцию фотосинтеза в сокращенном виде можно записать следующим образом : Н2О + СО2 – СН2 О + О2.

Химическая природа отдельных оболочек соответствует химически дифференцированному земному шару, который разделен на две основные части – мощную силикатно-окисную твердую мантию и жидкое металлическое в основном ядро, занимающее 1/3 массы всей планеты.

По современным оценкам геохимиков, наш земной шар характеризуется следующим элементарным составом (в весовых %):

Железо – 35,39;

Кислород – 27,79;

Кремний – 12,64;

Магний – 17,00;

Никель – 2,07;

Сера – 2,74;

Кальций – 0,61;

Алюминий – 0,44;

Натрий – 0,14;

Хром – 0,01;

Кобальт – 0,20;

Фосфор – 0,03;

Калий – 0,07;

Титан – 0,04.

По этим данным можно судить, что Земля сложена из немногих элементов начала периодической системы Д.И. Менделеева, но в целом повторяет особенности распространения химических элементов в космических системах.

Марс наиболее удален от Солнца и обладает наиболее низкой средней плотностью. Отражательная способность Марса невелика (16 %), однако выше, чем у Меркурия и Луны, что свидетельствует о более светлом материале, из которого сложена его поверхность. Марс наполовину состоит из окислов железа: планета словно бы проржавела. Мелкая пыль на ее поверхности – гидроксид железа, который придает розоватый оттенок. Зимой на Марсе мороз - 120 градусов С, летом температура + 5 градусов С. Жидкой воды нет. На нем имеется весьма разреженная атмосфера, довольно прозрачная, позволяющая производить наблюдения его поверхности. В атмосфере Марса обнаружена углекислота. В полярной области Марса периодически возникает белое пятно. Исследования показали, что полярные шапки Марса состоят не из углекислоты, а из замороженной воды в виде снега или инея.

Юпитер – пятая по расстоянию от солнца и самая большая планета Солнечной системы. У Юпитера нет твердой поверхности, а Красное пятно имеет вихревую структуру и вращается как циклон – это чистое атмосферное явление. Атмосфера состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В атмосфере Юпитера есть и другие химические элементы в виде простых соединений: метан, аммиак, вода, гидросульфит аммония.

Сатурн – вторая по величине среди планет Солнечной системе. Имеет очень низкую среднюю плотностью, планета состоит главным образом из водорода и гелия. Температура поверхности облаков на Сатурне близка к температуре плавления метана – 184 градусов С, из твердых частичек которого скорее всего состоит облачный слой планеты. Сатурн окружен кольцами. Плотная система колец опоясывает планету вокруг экватора и нигде не соприкасается с поверхностью.

Уран – седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Уран имеет горячее ядро из металлов и силикатов, но, в отличие от остальных, своего тепла оно не выделяет. В его атмосфере довольно много водяного пара. Температура на Уране точнее, на видимой поверхности облаков – около - 215 градусов С. В таких условиях газы замерзают

Нептун – восьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. В центре Нептуна, согласно расчетам имеется тяжело ядро из силикатов, металлов и других элементов. Планета главным образом состоит из водорода и гелия с примесью соединений других химических элементов. Хотя температура верхних слоев атмосферы Нептуна более чем леденящая – 210 градусов С, она была бы еще ниже, не выделяй он 2,7 раза больше энергии, чем получает от солнца.

Плутон – наиболее удален от Солнца. Его холодная поверхность слабо освещена Солнцем. Вся планета покрыта слоем метанового льда толщиной в несколько километров, а под ним, вероятно, лежит слой обычного водяного льда. В зимний период температура опускается до – 240 градусов С. Летом у Плутона образуется разреженная газовая оболочка и состоит она из метана, аргона и азота. Плутон окрашен в голубой цвет. Плутон имеет твердое каменное ядро которое окружено прочным ледяным панцирем.


ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ планет

^ И ИХ СОЕДИНЕНИЯ


Разные планеты земного шара имеют разный химический состав. Так, Меркурий, Венера и Земля сложены из более плотного материала, чем Марс и Луна. Различие состава внутренних планет, по всей вероятности, определяется различным соотношением силикатного и металлического материала. Более плотные планеты содержат больше металлического железа, менее плотные – меньше.

По составу, строению и размерам внешние планеты Солнечной системы резко отличаются от внутренних планет земной группы. В краевых частях Солнечной системы вокруг Солнца движутся гигантские планеты – Юпитер, Сатурн и Нептун. На поверхности этих планет господствуют очень низкие температуры, способствующие конденсации некоторых газов. Все внешние планеты окутаны мощными атмосферами, которые, состоят главным образом из водорода и его соединений с другими распространенными элементами (СН4, NН3), а также из Не. Огромное количество и состав этих газов свидетельствует о родстве вещества больших планет с веществом Солнца. По всей вероятности,

крупные планеты возникли при сгущении непосредственно солнечного вещества, без существенной дифференциации и фракционирования. Газы больших планет – первичного космического происхождения в отличие от газов планет внутренней группы, которые имеют атмосферы вторичного происхождения, обусловленные процессами, протекающими в самих планетах.

Все гигантские планеты имеют спутники, преимущественно твердые, в большинстве своем лишенные атмосфер и по природе близкие к внутренним планетам. Многие газы на больших планетах превращаются в твердые системы.

Таким образом, гигантские внешние планеты Солнечной системы по своему составу во многом близки к составу Солнца. Они сложены преимущественно из легких летучих компонентов: Н2, Не, СН2, 2, Н2О. Сохранность этих веществ в составе больших планет, а также низкими температурами внешних краевых областей солнечной туманности, от которой они произошли.

Современный химический состав планет и их оболочек – результат процесса образования Солнечной системы. Важнейшие выводы вытекающие из последних достижений науки, заключаются в следующем:

- планеты Солнечной системы возникли из того же вещества, что и Солнце. Различие состава отдельных тел Солнечной системы связано с позднейшими процессами перераспределения химических элементов,

- исходный материал для построения планет Солнечной системы был первоначально представлен разоблаченными и ионизированными атомами. Это был в основном звездный газ, и только впоследствии (при его охлаждении) возникли молекулы, жидкие капли, твердые тела (частицы),

- различие плотности планет Солнечной системы отражает различие их состава. Ближайшие к Солнцу планеты содержат повышенное количество металлического железа и меньшую долю силикатов. Далекие от Солнца гигантские планеты состоят преимущественно из наиболее легких веществ – космических газов. Это указывает на фракционирование первичного материала: вблизи Солнца сохранились преимущественно тугоплавкие вещества, а вдали от него – менее тугоплавкие.

Наиболее сложный путь химической эволюции выдержала наша планета – Земля. Химические реакции на поверхности ее привели к образованию сложных высокомолекулярных соединений углерода, которые создали основу жизни. Возникновение жизни на Земле и процессов фотосинтеза изменило состав первичной атмосферы нашей планеты до неузнаваемости. Углекислая восстановительная атмосфера Земли превратилась в азотно-кислородную, что отличает ее от атмосферы других планет Солнечной системы.




Скачать 233.76 Kb.
оставить комментарий
Дата27.09.2011
Размер233.76 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

средне
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх