为什么地壳中氧元素最多
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1. 为什么地壳中氧元素最多?
地壳主要分为上地壳(硅铝层)和下地壳(硅镁层),主要的成分为O、Mg、Al、Si等。其中以单质存在的物质很少,都是以他们的氧化物存在,形成稳定的结构。地球是由大气圈、岩石圈和水圈组成的。大气中,虽然氧的含量低于氮的含量,但是氮气主要存在于空气中,而地球上三分之二的面积是水,水是由氢和氧组成的。除此之内,现已发现的很多中元素,大部分都能够与氧形成稳定的化合物。
随着科学的发展,人们已经知道,地球上有很多的重金属,像金银等。并且科学家们也探索到了它们的形成,但是他们的含量远没有地壳上的氧多[2]。
氧是地壳 ( 包括大气层和水层)中含量最多的元素,也是分布最广的元素。据统计, 氧几乎占地壳总重量的一半( 48.60%) 。江河湖海是氧的巨大仓库,因为水是由氢和氧组成的,氧占水总重量的 89%,而地球表面有四分之三被水覆盖着。我们脚下的大地,也是氧的大“旅馆”,如砂中含氧53%,粘土含氧 56%,石英岩含氧 48%,其他许多矿物,绝大部分都是氧化物,如磁铁矿、赤铁矿、锡矿、钨矿……都是氧和其他元素结合成化合物而存在于自然界的。此外, 在空气中还含有大量单独存在的氧,以体积计,约占 21%,以重量计,约占23%。地壳中,之所以很多矿物质是都是他们的氧化物,这是因为金属单质不稳定,而形成的氧化物比较稳定。而氧也是维持生命正常生活的必需品,这一切又貌似与人类的起源有联系,与宇宙大爆炸有关[3]。
关于宇宙物质的由来,科学家们记载的是150亿年前的那次大爆炸。这次爆炸事件之后宇宙中的物质被“创造”出来了。初始时只有氢和氦这两种轻元素。但是由于宇宙间还存在引力,于是弥漫的物质聚集到一定程度又会产生巨大的能量,
最终形成新的物质[4]。
参考文献
[1] 黄德揆. 氧化酿成的灾难[J]. 科技文萃, 2005, (11):84-85.
[2] 文慧. 地球上的银多金少之谜[J]. 科学大观园, 2012, (22):40-40.
[3] 地球上为何银多金少[J]. 发明与创新(综合科技), 2012, (10):55.
[4] 施倪承. 地球物质简史[J]. 自然杂志, 2006, 28(5):274-278.
2. 铋元素的组成、矿物及其应用
描述:
1737年赫罗特(Hellot)用火法分析钴矿时曾获得一小块样品,但不知何物。1753年英国C.若弗鲁瓦和T.伯格曼确认铋是一种化学元素,定名为bismuth。物理性质:
性脆,导电和导热性都较差。铋在凝固时体积增大,膨胀率为 3.3%,具有半导体性质。
化学性质:
化合价+1、+3和+5。常温时,在空气中稳定;赤热时,即燃烧,发出淡蓝色的火焰,生成三氧化二铋。加热时能与溴、碘化合;铋粉在氯气内着火。溶于王水和浓硝酸。不溶于非氧化性酸;即使浓硫酸和浓盐酸,也只是在共热时才稍有反应。不溶于水。
晶胞参数:a = 667.4 pm b = 611.7 pm c = 330.4 pm α= 90°
β= 110.33°γ= 90°,为三斜晶胞。
元素来源:
铋在自然界中以游离金属和矿物的形式存在。矿物有辉铋矿、铋华等。由矿物经煅烧后成三氧化二铋,再与碳共热还原而获得。
元素用途:
铋主要用于制造易熔合金,熔点范围是47~262℃,最常用的是铋同铅、锡、锑、铟等金属组成的合金,用于消防装置、自动喷水器、锅炉的安全塞,一旦发生火灾时,一些水管的活塞会“自动”熔化,喷出水来。在消防和电气工业上,用作自动灭火系统和电器保险丝、焊锡。铋合金具有凝固时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度铸型。碳酸氧铋和硝酸氧铋用于治疗皮肤损伤和肠胃病。主要矿物:
主要矿物有辉铋矿(Bi2S3)、泡铋矿(Bi2O3)、菱铋矿(nBi2O3•m CO2•H2O)、铜铋矿(3Cu2S•4Bi2S3)、方铅铋矿(2PbS•Bi2S)。
此为还有辉铋银铅矿,块硫铋银矿,赫碲铋矿,硫铜铋矿,辉铅铋矿,似格碲硫铋矿,斜方辉铅铋矿[1]。
[1] 任云生, 刘连登, 万相宗等. 狮子山矿田矽卡岩型金矿铋矿物与金矿化关系研究[J]. 矿物岩石, 2004, 24(2):41-45.