Углерод

СЕРА

АЗОТ

КИСЛОРОД

Больше половины земной коры как по объему, так и по массе сложено кислородом.

Так как ион кислорода в 3-5 раз больше катионов, то он составляет 93-95 % от объема земной коры. По сути дела, все элементы находятся в атмосфере кислорода.

Сравним:

В 930 г гороха всыпали 70 г пшена, мака и т.д.

Подобным образом устроено и твердое вещество.

Кислород – сильный окислитель. У кислорода на внешней оболочке 6 электронов. Он стремится отобрать 2 электрона, выделив при этом энергию.

Конечно, элементы с 7 электронами на внешней оболочке более мощные окислители (F, Cl, Br, I, At), но их значительно меньше в природе, чем кислорода.

Практически во всех минералах и большинстве органических соединений элементы связаны друг с другом через кислород.

M=14.0067

5 электронов на внешнем уровне.

Кларк

В сухой почве 2-3 %

В живом веществе занимает 4 место (после O, C, H).

Азот образует аминокислоты

Так как азот меняет валентность:

·

·

·

·

·

·

·

·

·

Казалось бы, что азот активен, но это не так. В частности ведет себя как инертный газ.

Процессы, связанные с азотом:

1) Фиксация атмосферного азота в организмах (немного даже при дыхании)

2) Минерализация (обратный процесс)

N(орг.) àN (неорг.)

3) Нитрификация

Окисление в нитрит и нитрат

4) Денитрификация

Разложение органического азота до газа

5) Ассимиляция

Превращение: неорганического N в органический N

Энергетический круговорот азота в биосфере подобен биоциклу углерода.

àбелки (N восстановлен, богат энергией) à (нуклеиновые кислоты, потеря энергии)

2.5 – 3.5 млрд. лет назад атмосфера была бескислородной и практически целиком состояла из , как современная атмосфера Венеры (плотная, тяжелая).

Но азота в объемном отношении было столько же, сколько и сейчас, но не в процентном отношении, т.е. -тяж.????

Типы реакций:

1) В бескислородной атмосфере азот образовывал , реагируя с присутствовавшими в атмосфере .он мог восстанавливаться до азота атомарного или до . Возможно, первые органические молекулы начала жизни были цианидами CN

2) Окисление до и выделение H

3) Появление N. Азотное дыхание

4) Ассимиляция нитратов – азотное питание (в особенности, бобовыми растениями)

N	· Азотная панама (прикрытие)
· Большая роль в биогенном цикле

Изотопы:

Сера – важнейший биогенный элемент, который передает энергию и способен образовывать вещество.

бактерия вдыхает , выдыхает сульфат-ион. Биогенный процесс делит изотопы. В живом веществе концентрируются легкие изотопы. По увеличению количества легких изотопов отбивают первичную серу от вторичной (биогенной).

Оказалось, биогенная сера появилась в осадках после 2.5 млрд. лет.

Образовавшиеся древнейшие сульфаты(соли ):

Гипс

Ангидрид

Барит

При метаморфизме сульфатов образовался лазурит – продукт синтеза докембрийских сульфатов и силикатов в зоне глубокого метаморфизма:

Лазурит – минерал синего цвета.

2 месторождения:

· На Памире (темно-синий с кристаллами пирита)

· На Байкале

В древности лазурит был ценнейшим камнем.

Природных красок почти нет.

Синий цвет неба и моря получается из «белого» солнечного света, когда пары в воздухе поглощают красные лучи.

Медь à лазурит à малахит

Синий зеленый

Картины богатых художников эпохи Возрождения сохранили свой голубой цвет. Бедные художники применяли в качестве краски лазурит: голубой à зеленый (окисление).

Медь дает голубой цвет. Другие сульфаты имеют биогенное происхождение. Это связано с появлением кислорода в атмосфере.

Ba сроден с Ca и изоморфно с ним сочетается.

Но у Baбольшой радиус катиона. Именно поэтому он выдавливается из кристаллической решетки

Пример: анортит

Ba растворим в соединении с Cl () и присутствует в растворах вместе с . Но как только Ba встречается с сульфат-ионом, он выпадает в осадок ().

Барит может случит указателем на тектонические разломы, т.к. в силу большого размера катиона Ba во время движения он выдавливается в первую очередь.

Ba имеет свойство поглощения излучения и рентгеновского излучения. Пример: баритовая штукатурка в рентгеновском кабинете, бариевая каша).

В последний млрд. лет обогащение серы легкими изотопами достигло равновесия.

Оказалось, в большинстве даже гидротермальных горных пород сера биогенная. Большой процент биогенной серы находится в вулканах, что свидетельствует о том, что и магма нередко оказывается из осадочных горных пород.

Серобактерии едят серу àполучают энергиюàвыделяют à

Метеорит «Каньон Дьябло»

Существует эталон: метеорит «каньон дьябло» взят за основу по составу свинца и серы.

Изотопный состав первичного свинца был определен по метеоритному веществу, практически свободному от U и Th, исходя из допущения совместного происхождения метеоритов и Солнечной системы. В настоящее время в качестве первичного принят изотопный состав троилита из метеорита Каньон Дьябло.

В ряде исследований по метеоритам М. Каньон-Дьябло используют в качестве стандартного (напр., при рентгеноспектральном микроанализе никелистого железа М., при масс-спектрометрическом изучении изотопного состава S, не только метеоритной, но и земной и т. п.).

Для живого вещества важен углерод, который, изменяя свою валентность от +IV до –IV, выделяет большое количество энергии. Углерод является основополагающим элементом, едва ли не самым главным несмотря на то, что он не является самым распространенным элементом в окружающей природной среде.

Валентность IV à громадная энергетика при поглощении и отделении 4 электронов.

Внешняя оболочка достаточно неустойчива.

Эволюция углерода составляет 4.5 млрд. лет. (его геохимическую эволюцию отслеживаем с момента появления живых организмов)

В осадочных породах древнейший возраст углерода составляет 3.8 млрд.лет.

Возраст древнейших бактерий 3.5-3.8 млрд. лет.

Углерода на поверхности всегда было ровно столько же, сколько и в настоящее время.

Общая масса осадочных горных пород

Органический углерод

Карбонатный углерод

Цикл углерода:

Отношение постепенно падает:

Палеозой
Мезозой	5,2
Кайнозой	2,9

Дата добавления: 2014-12-07