Ушакова В.Г. (сост.) Химия окружающей среды

Подождите немного. Документ загружается.

б) артезианские воды находятся между двумя водоупорными слоями;

в) артезианские воды чаще всего относятся к напорным подземным водам;

г) основную опасность для загрязнения артезианских вод соединениями тя-

желых металлов представляют выбросы автотранспорта;

д) артезианские воды могут иметь различный солевой состав.

42. По современным представлениям возраст Вселенной составляет:

а) (15 ÷ 20) · 10

лет;

б) (15 ÷ 20) · 10

лет;

в) 10

лет;

г) (4,5 ÷ 5,0) · 10

лет;

д) (4,5 ÷- 5,0) ·10

лет.

43. По современным представлениям возраст Земли составляет:

а) 4,5-5 млрд лет;

б) 10-15 млрд. лет;

в) 4 • 10

лет;

г) 20 млн. лет;

д) 5 • 10

лет.

44. Сколько мг гидрокарбонат-иона содержится в каждом литре воды, если её

щелочность равна 1,5 · 10

-3

моль/л и рН = 7?

а) 91,5 мг/л;

б) 1,5 мг/л;

в) 1500 мг/л;

г) 105,0 мг/л;

д) необходимы дополнительные сведения о концентрациях ионов щелочных

металлов в растворе.

45. Сколько кислорода может содержаться в литре воды, находящейся в рав-

новесии с атмосферным воздухом, при температуре 25°С и давлении 10,1 кПа

[константа Генри для кислорода при этих условиях Кг = 1,2 · 10

-8

моль/(л • Па);

концентрация кислорода в воздухе соответствует средним значениям]?

а) 8,3 мг/л;

б) 8,3 г/л;

в) 5,7 мг/л;

г) 5,7 г/л;

д) 0,57 мг/л.

46. Какова общая жесткость воды Мирового океана? Вода Мирового океана

содержит (в мг/л): Na

- 10 560; Mg

- 1270; Са

-400; К+ - 380; Сl - 18 980;

-2

- 2650; НСО

- 140; Вг

- 65; F

-1.

а) 124,4 мг-экв./л;

б) 12610 мг/л;

в) 1670 мг-экв./л;

г) 10 градусов жесткости;

д) 2.3 моль/л.

47. Каково значение щелочности воды Мирового океана? Вода Мирового

океана содержит, мг/л: Na

- 10560; Mg

- 1270; Са

- 400; К

- 380;

С1

- 18980; SO

-2650; НСО

- 140; Вг

- 65; F

- 1.

а) 2,29 • 10

-3

моль/л;

б) 140 мг/л;

в) 2,29 моль/л;

г) 206 мг-экв/л;

д) 10 960 мг/л.

48. Какое значение рН будет характерным для капель атмосферной влаги в

случае увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере до 60 млн

-1

, при

условии отсутствия других кислых газов, температуре 25° С и нормальном ат-

мосферном давлении [константа Генри для СО

Кг = 3,2 • 10

-7

моль/(л · Па),

константа диссоциации угольной кислоты по первой ступени

= 3,02 · 10

-7

а) 5,6;

б) 3,5;

в) 5,3;

г) 6,7;

д) 4,7.

49. Каково среднее время пребывания воды в атмосфере, если по оценкам

специалистов в атмосфере находится 12 900 км

воды, а на поверхность суши и

океана выпадает в виде атмосферных осадков в среднем 577 • 10

воды в

год?

а) 8,16 дня;

б) 104 дня;

в) 0,64 дня;

г) 44,72 дня;

д) 6,53 дня.

Ответы на тесты для самопроверки по курсу «Химия окружающей сре-

ды»

1 а; 2 д; 3 в; 4 г; 5 б; 6 д; 7 г; 8 б; 9 а; 10 а; 11 а; 12 в; 13 д; 14 в; 15 б; 16 б; 17

д; 18 б; 19 г; 20 а; 21 д; 22 б; 23 б; 24 г; 25 б; 26 д; 27 д; 28 б; 29 в; 30 б; 31 г; 32

д; 33 б; 34 в; 35 в; 36 г; 37 г; 38 б; 39 д; 40 в; 41 г; 42 а; 43 а; 44 а; 45 а; 46 а; 47 а;

48 а; 49 а;

5.6. Темы рефератов по курсу «Химия окружающей среды.

1. Внеземная молекулярная эволюция. Сопоставление: реальность и фанта-

стика. Современные представления

2. Эволюция Солнца и Солнечной системы

3. Структура и химический состав земной коры.

4. Происхождение и эволюция химических элементов.

5. Особенности биогеохимии элементов в Горном Алтае.

6. Экогеохимия и круговорот бериллия в биосфере.

7. Экогеохимия и круговорот таллия в биосфере

8. Экогеохимия и круговорот ртути в биосфере.

9. Современное развитие концепции В.И. Вернадского о ноосфере.

10. Формирование ноосферы и динамика химических элементов в природ-

ных объектах.

11. Проблема Озона.

12. Гипергенез и почвообразование.

13..Характерные особенности формирования поверхностных и подземных

вод Горного Алтая.

14. Биогеохимические барьеры (на примере Горного Алтая).

15. Гидросфера. Мировой океан. Физико-химические факторы формирова-

ния состава природных вод (Растворение газов и твёрдых веществ, региональ-

ные особенности).

16. Солнечная радиация, ионосфера Земли.

17.Эволюция химических элементов и прогноз будущего планеты Земля и

Солнечной системы.

18. Биогеохимический круговорот элементов в различных средах биосферы.

19. Происхождение жизни и эволюция биогеохимических циклов.

20. Редкие элементы в поверхностных водах суши.

21. Кислотные дожди. Прошлое и настоящее.

22. Тяжёлые металлы в биосфере.

5.7. Рекомендации к оформлению видов самостоятельной работы

1. Реферат.

Реферат представляет собой разновидность научно-поисковой работы с

литературными источниками по теме научного исследования. Объем реферата

не должен превышать 20-25 страниц. Реферат состоит из введения, основной

части, выводов или заключения и списка литературы.

Во введении даётся: обоснование выбранной темы, в т.ч. актуальность про-

блемы, её практическая значимость и актуальность, определяются цели и зада-

чи литературного поиска. Объем введения не должен превышать 2-3 стр.

Основная часть: должна включать критический сравнительный анализ ли-

тературных источников по теме исследования. При необходимости основная

часть может быть иллюстрирована рисунками, графиками, диаграммами с обя-

зательной ссылкой на первоисточник.

В основной части должны быть отражены проблемы, методы и подходы на-

учных исследований по выбранной теме, используемые различными авторами,

а также сравнение полученных ими результатов. Желательно сравнение резуль-

татов отечественных исследователей с данными зарубежных авторов.

В заключении приводятся краткие итоги проделанной работы, что именно

дал литературный поиск, каковы его результаты, оценивается степень изучен-

ности и перспективы исследований в выбранном направлении. Вместо заклю-

чения можно привести основные выводы (не более 4-х).

Список использованной литературы должен содержать не менее 20 источ-

ников, в том числе периодические научные издания последних 5 лет.

Реферат является письменной работой и должен быть оформлен в соответст-

вии с требованиями, предъявляемым к такого вида работам.

Рефераты проверяются преподавателем и выносятся на защиту. К защите

готовится краткое сообщение по основным разделам реферата (не более 5-7

минут). Желательно сопровождать сообщение презентацией в электронном

варранте

Примечание: При написании реферата студенты имеют право на выбор темы

по своим интересам.

2. Доклад

Доклад в отличие от реферата имеет значительно меньший объём. (3-5 стр.)

Цель доклада - краткое изложение основных результатов и достижений по

конкретной теме. Его содержание должно быть кратким, лаконичным и долж-

но быть иллюстрированным (плакаты, слайды, презентация).

3. Сообщение

Сообщение в отличие от доклада может содержать часть результатов проде-

ланной студентом работы. Объём сообщения должен составлять 2-3 минуты.

Целью сообщения является инициирование дискуссии по выбранной теме ис-

следования. Сообщение может явиться дополнением к докладам других сту-

дентов. Сообщение не иллюстрируется.

V. Вопросы к зачёту

1. Что такое биосфера и чем она отличается от других оболочек Земли?

2. Сформулируйте биогеохимические принципы В.И. Вернадского о биосфе-

ре.

3. Какие категории субстанций слагают биосферу?

4.Из чего состоят абиотическая и биотическая части биосферы?

5. Назовите основные оболочки Земли.

6. Что подразумевается под «живым веществом» планеты?

7. Назовите основные функции живого вещества.

8. Что такое ноосфера?

9. В чем заключается основной смысл современных представлений о ноо-

сфере?

10. Что называется атмосферой?

11. Что такое тропо-, страто-, мезо-, ионо- и экзосфера?

12. На какие сферы подразделяется атмосфера Земли по своему химическому

составу?

13. Под влиянием каких основных факторов проходила эволюция атмосфе-

ры?

14. Перечислите основные источники загрязнения атмосферы.

15. Расскажите об основных химических компонентах атмосферы, их естест-

венных и искусственных источниках поступления.

16. Что называют аэрозолями? Какова их классификация?

17. Назовите основной параметр, характеризующий взвешенные частицы.

18. Что называется коэффициентом обогащения? На какие группы делятся

все элементы по его величине?

19. Расскажите об основных химических реакциях, происходящих в верхних

слоях атмосферы и обусловливающих ее защитные свойства.

20. Что называется гидросферой?

21. Какова скорость обновления речных, озерных, морских вод?

22. Назовите пять основных компонентов химического состава морской во-

ды.

23. Назовите основные типы распределения концентраций элементов в океа-

не.

24. Существует ли зависимость между характером распределения элементов

в океане и их положением в Периодической системе?

25. Каково соотношение между концентрациями элементов в океане и лито-

сфере, а также между концентрациями растворенных форм химических эле-

ментов в океанской и речной воде?

26. Назовите основные факторы, определяющие жесткость и рН природных

вод.

27. На какие две группы можно разделить ресурсы океана?

28. Как классифицируют полезные ископаемые океана?

29. В чем различие между средним элементным составом поверхностных

пресных вод суши и Мирового океана?

30. Что называется литосферой?

31. Что такое поверхность Мохо?

32. Какое строение имеет литосфера?

33 .Какие горные породы вы знаете? В чем заключаются их физико-

химические особенности?

34. Из каких основных элементов сложена земная кора?

35. Дайте геохимическую классификацию элементов.

36. Что называют почвой? Каковы ее глобальные функции?

37. Что такое гумус? Назовите основные его компоненты..

38. Что такое биогеохимические циклы элементов?

39. Какие два типа фондов выделяют в каждом из биогеохимических цик-

лов?

40. В чем отличие осадочного цикла от газового?

41. Чем различаются большой и малый круговороты веществ?

42. Какой процесс лежит в основе большого круговорота веществ?

43. Какие процессы лежат в основе малого круговорота веществ?

44. Какие естественные процессы предопределяют вывод углерода из круго-

ворота?

45. Как влияет антропогенная деятельность на естественный круговорот уг-

лерода?

46. Какие естественные процессы предопределяют утечку связанного азота

в природном азотном цикле?

47. Какие процессы антропогенного характера влияют на естественный кру-

говорот азота?

48. В чем состоят особенности круговорота фосфора?

49. Какие природные процессы предопределяют природный круговорот се-

ры?

50. Как влияет антропогенная деятельность на естественный круговорот се-

ры?

51. Охарактеризуйте особенности биогеохимических циклов тяжелых метал-

лов (Pb, Zn, Hg)

52. Дайте характеристику основных процессов связанных с различными

спектральными областями солнечного излучения.

VII. ГЛОССАРИЙ

АДАПТАЦИЯ [adaptation].

Приспособление любой живой системы (экосистемы) к изменившимся ус-

ловиям окружающей среды, обеспечивающее поддержание ее функциональной

устойчивости.

АЗОТ (N) [Nitrogenium].

Химический элемент V группы, второго периода периодической системы

элементов. Атомный номер 7, атомная масса 14,0067. Открыт Д. Резерфордом

в 1772 г. Относится к классу р-элементов. Газ без цвета и запаха, t

пл

-210° С, t

кип

-195,8°С, при обычных условиях химически инертен. Степень окисления от +5

до -3. В природе встречаются стабильные изотопы

N (99,635%) и

(0,365%). Некоторые соединения азота токсичны и взрывоопасны. В природе

основная часть азота. сосредоточена в атмосфере в виде молекул N

(объемная

доля — 78,09%, массовая доля - 75,6%); в минералах и живых организмах азот

находится в связанном состоянии; содержание азота в земной коре составляет

0,025%; растворимость в воде при 0°С - 23,6 см

/л. Азот. входит в состав бел-

ков, нуклеиновых кислот, хлорофилла, ферментов, гормонов, многих витами-

нов. Содержание в организме человека (масса тела 70 кг) - 1,8 кг.

АЗОТИСТАЯ КИСЛОТА (HNO

) [nitrous acid].

Кислородсодержащая кислота, имеющая в своем составе группу - NO

, где

степень окисления азота +3; относится к классу неорганических кислот. Слабая

оноосновная кислота, существует только в разбавленных водных растворах, где

частично диссоциирует на ион Н

и нитрит-ион NO

. При нагревании распада-

ется на азотную кислоту и оксид азота (II). В окислительно-восстановительных

реакциях может выполнять функции как окислителя, так и восстановителя.

АЗОТНАЯ КИСЛОТА (HNO3) [nitric acid].

Кислородсодержащая кислота, имеющая в своем составе группу —NO3,

относится к классу неорганических кислот. Сильная одноосновная кислота, в

водных растворах диссоциирует на ион Н

и нитрат-ион NO

. С водой смеши-

вается во всех отношениях, в отсутствии воды малоустойчива. Сильный окис-

литель, взаимодействует с большинством металлов. Применяется для произ-

водства удобрений, травления металлов.

АЛЛОТРОПИЯ [allotropy].

Способность химического элемента существовать в виде двух или большего

числа простых веществ, обусловленная либо образованием молекул с разным

числом атомов (например, кислород О

и озон О

), либо образованием различ-

ных кристаллических модификаций (например, углерод в виде алмаза, фулле-

ренов, графита); частный случаи полиморфизма.

АЛЛОТРОПНЫЕ МОДИФИКАЦИИ [allotropic modifications].

Формы существования простого вещества, образованные одним и тем же

элементом, но отличающиеся по строению и свойствам, например, алмаз и гра-

фит у углерода, белое и серое олово, белый и красный фосфор. АЛЬБЕДО,

[albedo].

Отношение интенсивности электромагнитного излучения, отраженного от

поверхности тела, к интенсивности падающего излучения. Используют для ши-

рокого спектрального диапазона.

АЛЮМИНИЙ (А1) [Aluminium].

Химический элемент Ш группы третьего периода периодической системы

элементов. Атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Открыт X. К. Эрстедом

в 1825 г. Относится к классу р-элементов. Легкий металл серебристо-белого

цвета, t

пл

660,4°С, t

кип.

-2500°С, плотность 2,699 г/см

, сильный восстановитель.

Степень окисления +3. В природе встречается один стабильный изотоп

А1. На

воздухе покрывается тонкой защитной пленкой оксида А1

, препятствующей

дальнейшей оксидации.

Содержание в земной коре 8,8% по массе. По распространенности в природе

занимает третье место после кислорода и кремния, с которыми алюминий. в ви-

де алюмосиликатов составляет более 82% массы земной коры. В свободном ви-

де не встречается. Основные руды и минералы А.: бокситы - А1

• хН

(с примесями SiO

, Fe

, CaCO

). нефелины - (Na,K)

O · А1

· 2SiO

, каоли-

ны - А1

· 2SiO

· 2Н

О, криолит - A1F

• 3NaF. Мировое производство (без

России и стран СНГ) около 10 млн т/год. Применяется для производства легких

сплавов в самолето- и автомобилестроении, в качестве раскис-лителя стали, как

конструкционный материал ядерных реакторов, для получения редких метал-

лов, для изготовления фольги. В европейских странах А. в порошкообразном

виде иногда добавляют для украшения кондитерских изделий (код добавки

Е173). Биологическая роль неизвестна, содержание в организме человека (масса

тела 70 кг) - 61 мг. Ежедневный прием с пищей -2,45 мг. Соединения алюми-

ния. играют роль в возникновении ряда болезней А. способен накапливаться в

нездоровых клетках и органах человека. Посуду из алюминия. рекомендуется

использовать только для кипячения молока и воды.

АЛЮМОСИЛИКАТЫ, [aluminum silicates].

Силикаты, в которых кремний и алюминий играют одинаково важную роль,

частично заменяя друг друга. Широко распространенные в земной коре мине-

ралы. Имеют сложный состав, который принято записывать в виде основных и

кислотных оксидов, например,: К

О · ЗА1

· 6SiO

· 2Н

О – слюда; А1

3SiO

• 2Н

О - коалинит.

АМИНОКИСЛОТЫ [amino acids].

Органические кислоты, одновременно содержащие две функциональные

группы: аминогруппу (-NH

) и карбоксильную группу (-СООН). минокислоты. -

важнейшая составная часть белков.

АНГСТРЕМ (А), [angstrSm].

Единица длины. До сих пор используется в химии для обозначения разме-

ров атомов, молекул, ионов и их радиусов. 1А = 10

м = 10

см = 0,1 нм.

АТМОСФЕРА [atmosphere].

Газообразная оболочка планет. Атмосфера Земли состоит из смеси мно-

гих газов, водяных паров и мелких частиц твердых веществ.

Атмосферу Земли подразделяют на тропосферу, стратосферу, мезосферу,

термосферу. В атмосфере выделяют также озоносферу. Состав сухого атмо-

сферного воздуха у поверхности Земли приведен в таблице.

АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ, воздух [atmospheric air].

Газообразный раствор кислорода, аргона и других газов в азоте. См. атмо-

сфера.

АТОМ [atom].

Наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его хи-

мических свойств и способная к самостоятельному существованию. Представ-

ляет собой устойчивую электронейтральную систему, состоящую из положи-

тельно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Составная

часть простых и сложных веществ. А. характеризуется атомным номером,

атомной массой, массовым числом. Атомы одного химического элемента име-

ют одинаковый заряд ядра. Атомные радиусы в среднем достигают величины

-0

м.

Содержание

Компоненты

Массовая доля,% Объемная доля, %

Азот

Кислород

Аргон

Диоксид углерода

Неон

Гелий

Криптон

Ксенон

Оксид азота

Водород

Метан

Диоксид азота

Озон

Диоксид серы

Оксид углерода

Аммиак

75,52

23,15

1,28

0,046

1,2 • 10-3

7,2 • 10-5

3,3 · 10-4

3,9 • 10-5

2,5 · 10-3

3,5 10-6

0,8 • 10-4

8 • 10-5

10-5-10-6

78,09

20,94

0,93

0,0330

1,8 • 10-3

5,2 · 10-4

1 • 10-4

8 · 10-6

2,5 • 10-4

5 • 10-5

1,5 • 10-4

2 · 10-6

2 • 10-8

1 · 10-5

1 • 10-6

АЭРОЗОЛИ, [aerosols].

Системы, состоящие из взвешенных в газообразной среде твердых или жид-

ких частиц; частный случай дисперсных систем. Примером аэрозоля с жидкими

частицами является туман, с твердыми - дым. Размер частиц аэрозолей: жидких

- 10

– 10

-6

см, твердых - 10

-8

- 10

-2

см. Аэрозоли могут служить загрязнителями

окружающей среды из-за содержания в них различных химических веществ.

Аэрозоли обладают малыми скоростями осаждения и большим временем

жизни.

БЕРИЛЛИЙ (Be) [Beryllium].

Химический элемент II группы, второго периода периодической системы

элементов. Атомный номер 4, атомная масса 9,012218. Открыт Л. Вокленом в

1798 г. Относится к классу s-элементов. Щелочноземельный металл серебри-

сто-серого цвета, t

пл

1284°С, t

кип

2507"С, плотность 1,8445 г/см

. Сильный вос-

становитель, в соединениях проявляет степени окисления +2, +1 (последняя

крайне неустойчива). В природе встречается один стабильный изотоп

Ве. На

воздухе медленно покрывается защитной пленкой оксида ВеО, обладающего

амфотерными свойствами. Все соединения бериллия токсичны.

Содержание бериллия в земной коре 6 · 10

-4

% по массе, в воде морей и океа-

нов

1 · 10

-4 -

6 · 10

-7

мг/л. Входит в состав некоторых минералов: берилл -

, хризоберилл - А1

Ве0

. Время пребывания в окружающей среде

4000 лет. Мировое производство более 360 т/год, мировые запасы - 400 000 т.

Применяется для получения сплавов с медью, никелем, алюминием, магнием

как замедлитель и отражатель нейтронов в атомной технике, как конструкци-

онный материал в космической технике.

Особенно токсичны летучие и растворимые соединения бериллия, пыль, со-

держащая мелкодисперсный бериллий и его соединения. Они обладают аллер-

гическим и канцерогенным действием, раздражают кожу и слизистые оболочки,

вызывают заболевания бронхов и легких. Заболевания могут возникнуть даже

через 10-15 лет после прекращения контакта с Б. и его соединениями. Загрязне-

ние окружающей среды бериллием. происходит за счет сжигания топлива (со-

держится в угле, нефти), выбросов промышленных предприятий.

Биологическая роль мало изучена, замещает Mg в ферментах. Содержание в

организме человека (с массой тела 70 кг) - 0,036 мг. Ежедневный прием с пи-

щей не более 0,01 мг. ПДК в воздухе 0,001 мг/м3 (для Б. и его соединений в

пересчете на бериллий.), ПДК в питьевой воде - 0,0002 мг/л.

БИОСФЕРА[biosphere].

Особая оболочка планеты, объемлющая все формы активной жизни. В более

развернутом плане под биосферой. понимается нижняя часть атмосферы, гид-

росфера и верхняя часть литосферы, включающие совокупность всех живых

организмов. Исторически сложившаяся многоуровневая, саморегулирующаяся

система.

БИОТА [biota].

Совокупность взаимосвязанных и независимых биологических видов, объе-

диненных общей областью распространения; исторически сложившийся ком-

плекс живых организмов. Различают биоту Земли, государства, гидросферы

и т. д.

БИОТИЧЕСКИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

[biotic ecological factors].

Экологические факторы, связанные с живыми организмами. К ним относят:

влияние одних растений и животных на другие растения и животные, факторы,

связанные с деятельностью человека. Противоп, абиотические экологические

факторы.

БИОХИМИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ В КИСЛОРОДЕ (ВПК) [bio-

chemical demand for oxygen].

Количество молекулярного кислорода, необходимое для окисления содер-

жащихся в воде биологически разлагающихся веществ. Измеряется в мг/дм

или в миллионных долях (млн

-1

). Наиболее часто употребляется значение БПК

характеризующее биохимическое потребление кислорода в течение пяти суток,

или БПК

полн

- за 20 суток. Чем меньше ВПК, тем вода является более чистой.

Так, для воды горных ручьев БПК < 1 млн

-1

, БПК питьевой воды меньше 5 млн

, канализационной — 100-500 млн

-1

. Одним из самых больших значений БПК

обладают сточные воды свиноводческих комплексов.

БИОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ [biochemical reactions].

Реакции, обеспечивающие функционирование живых организмов. Протека-

ют в сравнительно узком интервале температур, давлений, значений водород-

ного показателя, зависят от степени дисперсности систем. Скорость их. суще-

ственно зависит от присутствия ферментов и коферментов. Вредные воздейст-

вия окружающей среды сказываются в первую очередь на уменьшении скоро-

стей биохимических реакций, что негативно влияет на функционирование жи-

вых организмов. Ср. химическая реакция.

БИОХИМИЯ [biochemistry].

Химия живых объектов (клеток и организмов).

ВЕЩЕСТВО [substance].

Устойчивое скопление дискретных образований из микрочастиц, обладаю-

щих собственной массой или массой покоя. Обычно дискретными образова-

ниями являются атомные и молекулярные частицы. Различают вещество: про-

стое, сложное, органическое, неорганическое, газообразное, жидкое, твёрдое,

аморфное, стеклообразное, исходное, конечное, чистое, загрязненное, активное,

инертное, вредное, безвредное, устойчивое, неустойчивое, питательное, туго-

плавкое, легкоплавкое, диссоциирующее, малодиссоциирующее, нераствори-

мое, растворимое, растворенное, летучее, малолетучее, взрывчатое, природное,

токсичное (ядовитое), диамагнитное, парамагнитное, ферромагнитное, анти-

ферромагниткое, сверхпроводящее, космическое и т.д. Кроме того вещества

различаются по агрегатному состоянию: газообразному, жидкому, твердому.

ВОДА (Н

О) [water].

Простейшее химическое соединение водорода с кислородом; оксид водоро-

да. Чистая - бесцветная жидкость без запаха и вкуса. При нормальном атмо-

сферном давлении вода кипит при 100°С, замерзает при 0°С. Максимальная

плотность воды при 4°С равна 1 г/см

. Молекулы В. связаны между собой во-

дородными связями. Вода имеет большую диэлектрическую проницаемость, не

имеет себе равных по способности растворять химические соединения и вызы-

вать электролитическую диссоциацию солей, кислот и оснований. Вода - самое

распространённо в природе вещество, на ее долю приходится около 71% по-

верхности Земли. Вода представлена в литосфере, гидросфере, на суше в виде

подземных вод, ледников, озер, почвенных вод, рек. В земной атмосфере со-

держится 13 - 6 тыс. км

воды. От В. зависит климат нашей планеты. Тело чело-

века на 63-68% состоит из воды. Почти все реакции в живых клетках - реакции

в водных растворах. Большое количество В. используется при производстве

различного рода промышленной и сельскохозяйственной продукции. Для науч-

ных исследований, в медицине, при производстве полупроводниковых деталей

и в ряде других областей требуется хорошо очищенная от примесей вода. Как

правило, для этих нужд используется дистиллированная вода с удельной элек-

тропроводностью 10

-6

Ом-

см-

. Особо чистую воду получают в кварцевой ап-

паратуре перегонкой, а абсолютно чистую- (с удельной электропроводностью 5

· 10

-8

Ом

-1

-см-

) — прямым синтезом из водорода и кислорода.

ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ [aqueous solutions, water solutions].

Растворы, в которых растворителем является вода; растворы на основе воды.

ВОДОРОД (Н) [Hydrogenium].

Химический элемент первого периода периодической системы элементов.

Атомный номер - 1, атомная масса - 1,00794. Впервые исследован Г. Кавен-

дишем 1776 г. Относится к классу s-элементов. При обычных условиях газ без

цвета, запаха и вкуса, t

пл

-259,1 °С, t

кип

-252,6°C. Плотность газообразного водо-

рода. при 0°С - 0,09 г/ см

, плотность жидкого водорода. при -253°С - 0,0708

г/см

, плотность твердого -. при -262°С - 0,0807 г/ см

. Водород в 14 раз легче

воздуха. В химических соединениях проявляет степени окисления -1 и +1.

В природе имеются два стабильных изотопа водорода:

Н и

Н. Степень

окисления -1 характерна для соединений водорода со щелочными металлами.

Водород образует химические соединения почти со всеми элементами перио-

дической системы. Растворимость водорода. в воде небольшая. При работе с

водородом следует соблюдать правила техники безопасности. Смесь водорода с

кислородом взрывоопасна. Содержание молекулярного водорода в атмосфер-

ном воздухе 3,5 · 10

-6

% по массе, в литосфере и гидросфере – 1% . Водород не-

посредственно входит в состав воды. Мировое производство Водорода. 35 · 10

т/ год. Природный изотоп водорода - дейтерий (

Н) и искусственно полученный

изотоп тритий (

Н) нашли применение в атомной энергетике. Водород. отно-

сится к элементам, имеющим большое значение для жизнедеятельности, входит

в состав ДНК. Содержание в организме (масса тела 70 кг) - 7 кг. В организм по-

ступает главным образом в виде воды. Нетоксичен.

ВОДОРОДНАЯ СВЯЗЬ [hydrogen bond].

Слабая связь, образованная между положительно поляризованным атомом

водорода, химически связанным в одной молекуле и отрицательно поляризо-

ванным атомом, принадлежащим другой молекуле. Энергия водородной связи

мала и составляет несколько десятков кДж/моль. Благодаря образованию водо-

родной связи вода, аммиак и фтороводород имеют температуры кипения и

плавления выше, чем у других водородных соединений тех же групп. ВОДО-

РОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН) [hydrogen ion exponent].

Величина, характеризующая концентрацию ионов водорода в растворе. Чис-

ленно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов во-

дорода: рН = -lg[H

], где [Н

] -концентрация ионов водорода, выраженная в

моль/л. Показатель рН характеризует соотношение числа ионов Н

и ОН

в рас-

творе:

рН = 7, [Н

] = [ОН

] - нейтральная среда

рН < 7, [Н

] > [ОН

] - кислая среда

рН > 7, [Н

] < [ОН

] - щелочная среда

ВРЕМЕННАЯ ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ, КАРБОНАТНАЯ ЖЁСТКОСТЬ

[temporary water hardness].

Свойство природной воды, обусловленное содержанием в ней гидрокар-

бонатов кальция и магния. Поэтому часто временную жёсткость называют кар-

бонатной жесткостью. Устраняется кипячением, при котором гидрокарбонаты

разрушаются с образованием малорастворимых карбонатов, выпадающих в

осадок:

Са(НСО

)

→ СаСО

↓ + Н

О + СО

Mg(HCO

)

→ MgCO

↓ + Н

О + СО

Образующийся MgCO

частично подвергается гидролизу:

MgCO

+ 2Н

О = Mg(OH)

↓- + Н

СО

ГЕЛИ,- [gels].

Дисперсные системы, обладающие некоторыми свойствами твердых тел в

силу особенностей своего внутреннего строения. В Г. дисперсная фаза образует

пространственную структуру, а дисперсионная среда (газ или жидкость) распо-

лагается в ячейках этой структуры. Многие гели представляют собой осадки,

образовавшиеся после коагуляции лиофильных коллоидных растворов. Напри-

мер, коллоиды кремниевой кислоты образуют гели с большим количеством во-

ды. Высушенные гели этой кислоты, называемые силикагелем, являются хоро-

шим адсорбентом.

ГЕЛИЙ (Не) [Helium].

Химический элемент УШ группы первого периода периодической системы

элементов. Атомный номер 2, атомная масса 4,0026. Открыт Н. Локьером и Ж.

Жансером в 1868 г. Относится к классу s-элементов. Инертный газ без цвета,

запаха и вкуса. Природный гелий. состоит из двух стабильных изотопов

Не и

Не. Гелий. мало растворим в воде и в сжиженных газах. Обладает высокой

способностью проникать через различные стекла и органические вещества.

Жидкий гелий - легкая и прозрачная бесцветная жидкость, твердый Г. - бес-

цветная прозрачная масса. Содержание Г. в атмосфере Земли 7,2 · 10

-5

% по объ-

ему, в литосфере и в различных минералах 10

-6

- 10

% по массе. Мировое про-

изводство 4500 т/год. Гелий. применяется для создания защитной инертной

среды при плавке, резке и пайке металлов. С помощью жидкого гелия. получа-

ют низкие температуры. Гелий. используется при заполнении воздушных ша-

ров, смесь гелия и кислорода применяется в качестве искусственной атмосферы

при дыхании водолазов.

Биологическая роль Г. неизвестна, содержание в организме человека весьма

незначительно. Нетоксичен, но может вызвать асфиксию (удушье).

ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОБОЛОЧКИ ЗЕМЛИ [geological cover of Earth].

Атмосфера, гидросфера, литосфера. Биосфера - особая геологическая зона

Земли.

ГЕОПАТОГЕННЫЕ ЗОНЫ (ГПЗ), геоактивные зоны, биопатогенные

зоны [geopathogenous zones, geoactive zones, biopathogenous zones].

Природные зоны биологического дискомфорта, пространственно связанные

с реально существующими неоднородностями и разломами земной коры. Часто

разломы прослеживаются руслами существующих или ранее существовавших

рек и водотоков, в том числе и подземных. Наибольшее влияние оказывают

места пересечения ГПЗ. Для исключения и уменьшения влияния ГПЗ проекти-

рование крупных заводов, нефтехранилищ, населенных пунктов, крупных авто-

страд, линий метрополитена и т. д. следует проводить с учетом реально суще-

ствующих неоднородностей в геологическом строении земной коры, в том чис-

ле с учетом неоднородностей в ее строении по вертикали.

ГИДРО-. [hydro...].

По международной номенклатуре составная часть названий кислых солей,

указывающая на наличие незамещенных атомов водорода. Например, NaHPO

гидроортофосфат натрия. При количестве атомов водорода больше одного их

число обозначается греческими числительными ди-, тетро- и т. д. Н-р, КН

РО

дигидроортофосфат калия. См. систематическая номенклатура кислых солей.

ГИДРОКСИД-ИОН (ОН

) [hydroxide-ion].

Отрицательно заряженная группа (анион), образуется при растворении осно-

ваний и основных солей. Не путать с гидроксилъной группой, которая не имеет

отрицательного заряда.

ГИДРОКСИД КАЛИЯ (КОН), едкое кали, [potassium hydroxide, potas-

sium hydrate]. Хорошо растворимое в воде основание, относится к щелочам,

сильный электролит.

ГИДРОКСИД КАЛЬЦИЯ (Са(ОН)

) [calcium hydroxide].

Одно из растворимых оснований группы щелочноземельных металлов. От-

носится к щелочам.

ГИДРОКСЙД НАТРИЯ (NaOH), едкий натр, [sodium hydroxide].

Хорошо растворимое в воде основание, относится к щелочам, сильный элек-

тролит. На воздухе поглощает углекислый газ

2NaOH + СО

= Na

+ Н

О, поэтому гидроксид натрия. необходимо хра-

нить в хорошо закрываемой посуде.

ГИДРОКСИДЫ [hydroxides].

Продукты прямых или косвенных химических взаимодействий оксидов с во-

дой. Так же, как и оксиды, гидроксиды. можно подразделить на три группы: ос-

нования, кислоты и амфотерные гидроксиды. Поведение гидроксида. какого-

либо. элемента (Э), например Э (ОН)

, определяется соотношением полярности

связи Э-О и Н-О. Преобладание полярности связи Э-0 приводит к диссоциации

гидроксида по типу основания. При более высокой полярности связи Н-О по

сравнению со связью Э-0 происходит диссоциация гидроксида. по типу кисло-

ты.

ГИДРОКСИЛЬНАЯ ГРУППА, гидроксогруппа (—ОН) [hydroxyl group,

[hydroxogroup].

Функциональная группа, состоящая из атома водорода и кислорода; состав-

ная часть оснований и основных солей. В растворах переходит в гидроксид-ион

(-ОН

ГИДРОСФЕРА [hydrosphere].

Водная оболочка Земли - совокупность океанов, морей, водных объектов

суши (реки, озера, болота, водохранилища), подземных вод, включая запасы

воды в твердой фазе (ледники, снежный покров). Одна из геологических оболо-

чек нашей планеты. Занимает 71% поверхности Земли, средняя глубина гидро-

сферы. 4 км, масса гидросферы. - 1,5 • 10

т. Пресная вода на планете составля-

ет менее 3% от общих ее запасов, из них 75% находится в Арктике и Антаркти-

ке, 20% приходится на подземные воды и только 1% находится в реках, озерах,

болотах, облаках. Для многих регионов проблема пресной воды является одной

из самых важных.

ГЛИНА [day].

Осадочная мелкодисперсная горная порода, в основном состоящая из сили-

катов и глинозема (А1

) со слоистой кристаллической структурой, способная

при увлажнении разбухать и приобретать пластичность.

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ [mining rocks).

Агрегаты минералов примерно постоянного состава, образующие самостоя-

тельные геологические тела. Горные породы. - слагающие земной коры.

ДИСПЕРСИОННАЯ СРЕДА [dispersion medium, disperse medium].

Вещество, в котором происходит распределение другого вещества, называе-

мого дисперсной фазой. Составная часть дисперсных систем.

ДИСПЕРСИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ [disperse interaction].

Слабое взаимодействие между нейтральными атомными и молекулярными

частицами за счет имеющихся у них мгновенных диполей. Разновидность сил

Ван-дер-Вааль-са. Д.в. проявляется при достаточно низких температурах, обу-

словливает снижение газов.

ДИСПЕРСНАЯ ФАЗА [disperse phase].

Вещество, распределяемое в виде мелких частиц в другом веществе. Состав-

ная часть дисперсных систем.

ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ [disperse systems].

Системы веществ, в которых одно или несколько веществ в виде мелких час-

тиц распределены в другом веществе. При этом распределяемое вещество при-

нято называть дисперсной фазой, а вещество, в котором происходит распреде-

ление, - дисперсионной средой. Дисперсионные системы можно классифици-

ровать по степени их дисперсности и устойчивости, а также по типу агрегатно-

го состояния, так как и дисперсная фаза, и дисперсионная среда могут быть га-

зообразными, жидкими или твердыми. Для грубодисперсных систем размер

частиц дисперсной фазы значительный, что позволяет им сохранять все свойст-

ва фазы, поэтому такие системы и рассматриваются как гетерогенные. В истин-

ных растворах степень «дробления» вещества соответствует размерам молекул

(ионов)

ДИФФУЗИЯ [diffusion].

Самопроизвольный процесс переноса вещества из области с большей кон-

центрацией в область с меньшей или равной нулю концентрацией. Диффузия

приводит к выравниванию концентраций веществ за счет перемешивания их

частиц. Она обусловлена тепловым движением атомных и молекулярных час-

тиц. Скорость диффузии зависит от разности концентраций вещества в разных

областях, массы частиц и температуры.

ЖЕЛЕЗО (Fe) [Ferrum].

Химический элемент III группы четвертого периода периодической системы

элементов. Атомный номер 26, атомная масса 55,847. Известно с древнейших

времен. Относится к классу d-элементов. Блестящий серебристо-белый мягкий

металл, t

пл.

1539°C, t

кип

, 3200°C, плотность 7,874 г/см

. Восстановитель, в соеди-

нениях проявляет степени окисления +2 и +3, реже +6. Природное железо со-

стоит из стабильных изотопов

Fe (5,84%),

Fe (91,68%),

Fe (2,17%) и

(0,31%). На воздухе при температуре >200°С покрывается плотной защитной

пленкой. Чистое железо при обычных температурах стойко на воздухе и в воде.

Железо с примесями во влажном воздухе покрывается ржавчиной (Fe

nН

О), которая не защищает металл от коррозии. Железо взаимодействует с га-

логенами, пассивируется концентрированными серной и азотной кислотами.

Содержание в земной коре 4,65% по массе. По распространенности в при-

роде занимает четвертое место после кислорода, кремния и алюминия. Встре-

чается часто в виде руд и минералов, которых насчитывается около 300. Важ-

нейшие среди них: магнетит — Fe

, гематит — Fe

лимонит — HFeO

nН

О и другие. Чистое самородное железо. встречается крайне редко. Мировое

производство 7,16 · 10

т/год, из которых около 30% ежегодно разрушается в

результате коррозии. Из этих 30% около 2/3 идет на переплавку, а 1/3 теряется

безвозвратно, загрязняя окружающую среду. Наибольшее значение имеют

сплавы железа - углеродистые и легированные стали. В настоящее время желе-

зо. является наиболее важным из всех металлов. Чистое железо используется

также в качестве катализатора, а также как антианемическое средство.

Железо существенно важно для всех форм жизни, входит в состав гемогло-

бина. Содержание в организме среднего человека (масса тела 70 кг) - 4,2 г,

в мышечной ткани 1,8 · 10

-2

%, в костной ткани (0,03-5-3,8) · 10

-2

%, в крови —

447 мг/л. Ежедневный прием с пищей: 6-40 мг. Токсическая доза 200 мг, ле-

тальная доза: 7 - 95 г.

ЖИВАЯ ПРИРОДА,[living nature]

Совокупность хивых систем, включая человека, животных. растения

ЖИВЫЕ СИСТЕМЫ [living systems].

Открытые системы, состоящие из живых организмов; участвуют в обмене с

окружающей средой. Такого рода обмен со средой в общем плане можно рас-

сматривать на основе принципа Ле-Шателье. За определенный промежуток

времени живые системы получают от окружающей среды практически те же

количества вещества и энергии, что и возвращают в нее. Функционирование

живых систем основано на биохимических реакциях.

ИЗОТОПЫ, [isotopes].

Разновидность атомов одного химического элемента с одинаковым зарядом

ядра, но разными массовыми числами. Ядра изотопов. содержат одинаковое

число протонов, но разное число нейтронов. Изотопы занимают одно и то же

место в периодической системе элементов. Обозначаются с указанием соответ-

ствующего массового числа после названия химического элемента или ставя

массовое число вверху слева символа элемента. Например: углерод - 12 или

С,

кислород - 16 или

О, калий - 40 или

К. Изотопы водорода имеют еще и ин-

дивидуальные названия:

Н - протий,

Н - дейтерий,

Н - тритий. Атомные мас-

сы химических элементов, приводимые в периодической системе, являются

средними массовыми числами природных изотопов. Различают стабильные и

нестабильные (радиоактивные) изотопы. В природе встречается около 300 ста-

бильных изотопов. Нестабильные изотопы. тоже существуют в природе, а так-

же могут быть получены искусственным путем с помощью ядерных реакций

ИОНОСФЕРА [ionosphere].

Проводящий слой атмосферы на высоте от 60 до 500 км. Ионосфера играет

важную роль при распространении радиоволн.

КАЛИЙ (К) [Кalium].

Химический элемент I группы четвертого периода периодической системы

элементов. Атомный номер 19, атомная масса 39,102. Открыт Г. Дэви в 1807 г.

Относится к классу s-элементов. Мягкий металл серебристо-белого цвета, t

пл

63,55°С, t

кип.

760°C, плотность 0,862 г/см

. Сильный восстановитель, в соедине-

ниях проявляет степень окисления +1. Входит в группу щелочных металлов. В

природе встречаются два стабильных изотопа

К,

К и один слабо радиоак-

тивный изотоп

К. На воздухе быстро окисляется, при нагревании загорается.

Хранят калий. под слоем керосина, толуола, минеральных масел или в стеклян-

ных ампулах в атмосфере инертного газа.

Содержание в земной коре 2,5% по массе, в морской воде - 0,379 • 10

-1

К важнейшим природным минералам калия относятся: сильвин - КС1, карнал-

лит - КС1 · MgCI

· 6Н

О и другие. Мировое производство солей К. 5,1 • 10

т/год. Используется в удобрениях, для получения стекол, в качестве теплоноси-

теля в ядерных реакторах, применяется для регенерации кислорода в замкнутых

пространствах, например на подводных лодках.

Калий. играет важную роль для всех живых существ. Содержание в организ-

ме человека (масса тела 70 кг) - 140 г, в мышечной ткани - 1,6%, в костной тка-

ни - 0,21%, в крови - 1620 мг/л. Ежедневный прием с пищей 1400-7400 мг. Изо-

топ

К является одним из источников внутреннего радиоактивного облучения

человека.

КАЛЬЦИЙ (Са) [Calcium].

Химический элемент II группы четвертого периода периодической системы

элементов. Атомный номер 20, атомная масса 40,08. Впервые выделен Г. Дэви в

1808 г. Относится к классу р-элементов. Серебристо-белый металл, t

пл

842°С,

кип.,

1495°С, плотность 1,55 г/см

. Сильный восстановитель, степень окисления

в соединениях +2. Входит в группу щелочноземельных металлов. При обычной

температуре взаимодействует с кислородом и влагой воздуха, при нагревании

воспламеняется с образованием оксида. Энергично взаимодействует с водой с

выделением водорода, легко взаимодействует с галогенами. По химическим

свойствам подобен стронцию и барию.

Содержание в земной коре 2,96% по массе, в морской воде (3,9+4,4) · 10

%. По распространенности в природе занимает пятое место после кислорода,

кремния, алюминия и железа. В свободном состоянии в природе не встречается.

Входит в состав осадочных горных пород и различных минералов. Например:

кальцит - СаСО

, гипс — CaSO

2H2O, флюорит - CaF

, апатит - ЗСа

(РО

)

Ca(F,Cl). Мировое производство металлического кальция составляет 2000 т/год.

Применяется для восстановления из оксидов или галогенидов рубидия, цезия,

циркония, ванадия, тория, урана и некоторых других металлов, для раскисления

сталей, удаления серы из нефтепродуктов, при очистке инертных газов от азота,

для поглощения остаточных газов в вакуумных приборах. Широкое примене-

ние находят соединения кальция: оксид кальция - негашеная известь, гидроксид

- гашеная известь, а также хлорная известь. К. важен для всех форм жизни. Со-

держание в организме человека (масса тела 70 кг) - 1 кг, в мышечной ткани -

0,07-0,14%, в костной ткани - 17% в крови - 60,5 мг/л. Ежедневный прием с

пищей 600-1400 мг. Нетоксичен.

КАРБОНАТНАЯ ЖЕСТКОСТЬ [carbonate hardness].

То же, что временная жесткость.

КАРБОНАТЫ, [carbonates].

Соли угольной кислоты Н

СО

, содержащие в своем составе кислотный ос-

таток СО

-2

Широко распространены в природе. Карбонаты кальция, магния,

бария и другие используют при строительстве, в химической промышленности.

В технике, промышленности и в быту широко применяется сода. Гидрокарбо-

наты кальция и магния обусловливают временную или карбонатную жест-

кость воды. При гидролизе растворы карбонатов показывают щелочную реак-

цию

КИСЛОРОД (О) [Oxygenium].

Химический элемент VI группы второго периода периодической системы

элементов. Атомный номер 8, атомная масса 15,9994. Открыт К. Шееле в 1771

г. и независимо Дж. Пристли в 1774 г. Относится к классу р-элементов. При

нормальных условиях - газ без цвета, запаха и вкуса, t

пл

-218,7°С, t

кип.

-192,98°С,

плотность жидкого кислорода 1,1321 г/см

(при -°). Сильный окислитель, сте-

пень окисления в соединениях -1, -2 и +2, наиболее характерное значение -2.

В природе встречаются три стабильных изотопа:

О (99,759%),

О (0,037%),

О (0,204%). Молекула кислорода. двухатомна. Под действием коротковолно-

вого излучения или электрического разряда образует озон. Образует химиче-

ские соединения практически со всеми элементами за исключением гелия, не-

она и аргона. В воде малорастворим. При 20° С в 100 объемах воды растворяет-

ся 3,1 объема кислорода. Жизненно важный элемент почти для всех живых ор-

ганизмов.

Содержание в литосфере 47%, в гидросфере 85,82%, в атмосфере 23,1%

по массе. кислород - самый распространенный элемент в природе. Входит в со-

став около 1400 минералов, из которых наиболее часто встречаются кварц, по-

левые шпаты, слюды, известняки, оксиды железа, гипс и глины. Мировое про-

изводство 1 • 10

т/ год. На Земле свободный кислород образуется благодаря

фотосинтезу. В атмосфере планеты содержится 1,2 · 10

т молекулярного ки-

слорода и очень небольшое количество озона O

выполняющего роль «озоново-

го щита» Земли.

Входит в состав ДНК, содержание в организме человека (масса тела 70 кг) -

43 кг, в мышечной ткани - 16%, в костной ткани - 28,5%. В организм человека

главным образом поступает ежедневно с пищей в виде воды (-2 л). Кроме того,

через легкие человека за сутки проходит более 14 кг воздуха. В виде О

неток-

сичен, токсичен в виде Оз.

КОЛЛОИДНАЯ ЧАСТИЦА [colloidal particle]. Система, состоящая из: яд-

ра, образованного ассоциированными молекулами (например, nAgI, nSb

nFe(OH)

); внутренней сферы, образованной адсорбированными одноименными

ионами на поверхности ядра; противоионами, частично компенсирующими за-

ряд адсорбированных ионов, и сольватированными молекулами растворителя:

КОНЦЕНТРАЦИЯ, [concentration].

Количество компонента (растворенного вещества) в определенной массе,

объеме или мольном составе смеси (системы). Обычно используют два способа

выражения концентрации растворов: массовую долю и молярную концентра-

цию. Первая из них показывает массу растворенного вещества в определенной

массе раствора, вторая - количество молей растворенного вещества в опреде-

ленном объеме раствора.

По Международной системе единиц (СИ) для использования рекомендованы

только массовая и молярная концентрации. Однако на практике до сих пор ши-

роко используются и другие (внесистемные) способы выражения концентра-

ции: массовые, объемные и мольные проценты, моляльность, нормальность,

мольные доли. Из других единиц измерения малых или следовых количеств

компонента часто встречаются промилле (тысячная доля, %о), миллионная доля

(или часть на миллион, млн

1), миллиардная доля (или часть на миллиард,

млрд

1).

КОСМИЧЕСКАЯ РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕ-

МЕНТОВ [cosmic abundance of chemical elements].

Оценка распространенности химических элементов в Солнечной системе и

ближайшем ее окружении в зависимости от атомного номера (Z). На рис. пред-

ставлен график зависимости количества атомов элементов (логарифмическая

шкала) как функции Z: lgC = f(Z). Сплошной линией обозначены четные эле-

менты, пунктирной - нечетные. Для определения количества атомов можно ис-

ходить из данных для кремния (Si) - 1 · 10

атомов. По космической распро-

страненности химических элементов можно отметить следующие закономерно-

сти:

1) с увеличением порядкового номера элемента наблюдается неравномерное

убывание распространенности элементов;

2) наиболее распространенными элементами являются водород и гелий, при-

чем распространенность последнего на порядок меньше;

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 → Z

3) распространенность элементов с четными номерами (четным числом про-

тонов в ядре) выше, чем с нечетными. Из анализа данных следует, что различия

в распространенности элементов связаны не с электронной структурой их ато-

мов, а определяются свойствами атомных ядер.

КРЕМНИЙ (Si) [Silicium].

Химический элемент IV группы третьего периода периодической системы

элементов. Атомный номер 14, атомная масса 28,086. Открыт И. Берцелиусом в

1824 г. Относится к классу р-элементов. Кристаллический кремний. - темно-

серое вещество со смолистым блеском, t

пл

1415° С, t

кип.

, 3300°С, плотность

2,328 г/см

. В большинстве соединений имеет степени окисления +4, +2 и -4. В

природе встречаются три стабильных изотопа:

Si (92,28%),

Si (4,67%),

(3,05%). Типичный полупроводник с шириной запрещенной зоны 1,08 эВ. При

обычных температурах химически инертен, взаимодействует только с фтором,

при повышенных температурах активно взаимодействует с металлами и неме-

таллами.

С горячими растворами щелочей образует силикаты и водород:

Si + 2NaOH + H

О = Na

Si0

+ 2Н

С металлами при высоких температурах образует силициды, с углеродом -

карбид кремния SiC, с азотом - нитрид кремния. Si

Содержание в земной коре 27,6% по массе, в морской воде - 0,03+0,82 · 10

%. В природе находится преимущественно в форме кремнезема SiO

, силика-

тов, алюмосиликатов. Мировое производство чистого кремния для электронной

промышленности 5000 т/год, технического К. - 480 000 т/год. Применяется для

изготовления полупроводниковых деталей, солнечных батарей, в качестве ле-

гирующей добавки при производстве сталей и сплавов цветных металлов, по-

лимеров. Важен для некоторых форм жизни. Содержание в мышечной ткани

организма человека 1-2 · 10

-2

%, в костной ткани - 17 · 10

-4

%, в крови — 3,9 мг/л.

Ежедневный прием с пищей от 18 до 1200 мг. Некоторые силикаты, в частности

асбест, могут вызывать раковые заболевания.

КРУГОВОРОТ ВОДЫ [hydrological cycle].

Замкнутый процесс обращения воды на планете, включающий в себя выпа-

дение атмосферных осадков, поверхностные и подземные стоки воды, испаре-

ние воды, перенос водяного пара в атмосфере. Антропогенное воздействие на

природу вносит изменения в круговорот воды.

КУМУЛЯЦИЯ [cumulation].

Накопление растительными и живыми организмами химических веществ, а

также суммирование ими различных воздействий внешней среды. В большин-

стве случаев кумуляция - нежелательный процесс.

ЛЕД, [ice].

Вода в твердом состоянии, тведая фаза воды. Минерал класса окси-

дов.Обычно имеет кристаллическое, иногда рыхлое, губчатое строение. В зави-

симости от места образования различают следующие виды льда:

- атмосферный (снег, иней, град);

- водный, образующийся на поверхности воды (сало, шуга, ледяной покров);

- внутриводный, образующийся в массе воды на различной глубине;

- грунтовый, образующийся в промерзших влажных почвах и породах (мно-

голетняя мерзлота);

- ледниковый (глетчерный), образующийся в районах залегания ледников из

масс сильно уплотненного перекристаллизовавшегося снега. Плотность кри-

сталлического льда . 0,916-0,918 г/см

, при пористой структуре - 0,900 г/см

. В

природе по химическому составу лёд. занимает промежуточное положение ме-

жду морскими и речными водами. За счет образования льда и его дальнейшего

использования можно получать воду заметно чище исходной.