WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 33 |

«Рекомендовано Ученым советом химического факультета 30 октября 2003 г., протокол № 2 Р е ц е н з е н т ы: доктор химических наук, профессор А. И. Кулак; доктор ...»

-- [ Страница 4 ] --

пунктирные линии и светлые кружки – элементы с нечетными порядковыми номерами;

сплошные линии и черные кружки – элементы с четными порядковыми номерами • Примыкающие к гелию элементы (Li, Be, B) имеют очень низкую относительную распространенность и представлены одним изотопом.

Это, очевидно, связано с их легкой разрушаемостью в термоядерных реакциях на стадии формирования элементов в недрах звезд.

• Максимум на кривой распространенности элементов приходится на кислород и железо. Резко повышенную распространенность элементов «железного максимума» связывают с особой прочностью их ядер (максимальная величина удельной ядерной связи).

• Элементы с четными атомными номерами более распространены, чем соседние по периоду элементы с нечетными атомными номерами (правило Оддо – Гаркинса).

• Некоторое увеличение распространенности характерно для элементов, у нуклидов которых число нейтронов и протонов равно 2, 8, 20, 50, 82, 126 (магические числа), т. е. с заполненными ядерными оболочками.

• У элементов с четным значением атомного номера число изотопов увеличивается по мере роста атомного номера до олова (у него 10 изотопов), затем уменьшается.

• У элементов с нечетными атомными номерами число стабильных изотопов не больше двух. При этом преобладает изотоп с четным числом нейтронов.

• Элементы с четными атомными номерами имеют значительно больше изотопов, чем элементы с нечетными порядковыми номерами.

Изучив эту тему, вы должны уметь:

• Указывать на мировоззренческое значение данных о распределении и распространенности, формах существования химических элементов в космосе и на Земле.

• Называть величины и единицы их измерения, в которых выражается распространенность химических элементов. Переводить одни единицы в другие.

• Перечислять и интерпретировать основные закономерности распространенности химических элементов в космосе в целом, на Земле (в целом и в каждой оболочке). Устанавливать корреляции между положением элемента в периодической системе, строением их атомов и распространенностью.

• Называть наиболее распространенные элементы в космосе и в оболочках Земли.

• Называть различия между искусственными и естественными, устойчивыми и радиоактивными, первичными и вторичными изотопами, изотопночистыми и изотопносмешанными элементами.

• Называть основные радиоактивные семейства.

• Рассчитывать по экспериментальным данным кларки химических элементов и другие величины, характеризующие их распространенность.

Давать полученным значениям оценку.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

• Как создаются космологические модели?

• Из каких источников получают данные и как строят гипотезы о возникновении Вселенной и химических элементов? Насколько надежны эти данные?

• Как возникли химические элементы?

• Как формировалось вещество Земли?

Нуклеосинтез (от лат. nucleus – ядро и греч. synthesis – соединение) – процесс образования нуклидов в ядерных реакциях, происходящих на различных стадиях эволюции вещества Вселенной. Проблема нуклеосинтеза – это проблема происхождения химических элементов. Теория нуклеосинтеза описывает главные особенности наблюдаемой распространенности химических элементов в Солнечной системе.

Хронология основных идей и фактов, приведших к созданию современной концепции происхождения Вселенной и теории нуклеосинтеза, представлена в табл. 2.1.

1612 г. С помощью телескопа обнаружена туманность вблизи звезд XVII в. И. Кеплер и И. Ньютон предложили механику движения планет и звезд И. Ньютон на основе созданной им теории всемирного тяготения предположил, что происхождение звезд связано с гравитационной неодног.

родностью вещества во Вселенной И. Кант и П. Лаплас предложили гипотезу, согласно которой образоваXVIII в.

ние планет произошло из туманности, вращающейся вокруг Солнца Гипотеза происхождения Земли из огненно-жидкого расплавленного состояния. А. С. Эддингтон выдвинул идею о «перекачке»

Начало ХХ в.

звездной массы в энергию через термоядерные реакции синтеза А. Эйнштейн, применив общую теорию относительности (ОТО) ко Вселенной, обнаружил, что она неприменима к неменяющейся Вселенной. Этим был подвергнут сомнению основной принцип А. А. Фридман применил для описания Вселенной уравнение ОТО, не накладывая условия стационарности, и доказал, что мог.

гут существовать два решения этого уравнения: для расширяющейся либо сжимающейся Вселенной В. Слайфер обнаружил смещение линий в спектре галактик в красную сторону (красное смещение). Величина красного смее гг.

щения стала мерой времени, протекающего от начала расширения Вселенной Ж. Леметр предложил идею о расширении Вселенной из сверхг.

Э. Хаббл на основе эффекта Доплера подтвердил расширение виг.

Х. А. Бете выдвинул предположение о природе реакций, которые обеспечивают температуру на звездах. Открыл протон-протонг.

1940-е гг.

планет из холодных твердых допланетных тел – планетезималей Г. А. Гамов сделал предположение о горячем первоначальном состоянии вещества Вселенной (гипотеза «горячей Вселенной») А. Пензиас и Р. Уилсон открыли реликтовое излучение, т. е. дошедшее до нас, остаточного излучения из «горячей Вселенной».



1965 г. Его температура (определенная по миллиметровой области радиоволн) составила 2,73 К. Этим была обоснована гипотеза «горячей Вселенной»

С помощью радиотелескопа открыт молекулярный водород в межзвездной среде, а несколько позже молекулы H2O, NH3, Создание теории образования звезд и теории инфляционной Всее гг.

Гипотетически события, приведшие к возникновению Вселенной, Солнечной системы и Земли, можно представить в следующей хронологической последовательности:

• 15–20 млрд лет назад Вещество находилось в состоянии сингулярности радиусом 10–12 м (0,01 диаметра атома водорода) и плотностью 1094 г/см3. Большой взрыв привел к расширению Вселенной под воздействием гравитационного отталкивания. При расширении уменьшается плотность вещества, а следовательно, понижается его температура.

• Через 10–36 с после Большого взрыва наступила так называемая инфляционная стадия расширения Вселенной. При температурах выше 1028 К вещество расширялось с ускорением, а энергия в нем оставалась постоянной. Родились элементарные частицы и античастицы. После этого расширение шло по инерции.

• В первую секунду после Большого взрыва Вселенная была непрозрачна для квантов света. Электромагнитное излучение создавало давление, а гравитационное поле препятствовало расширению Вселенной.

Температура была так высока, что энергии фотонов хватало для рождения пар всех известных частиц и античастиц. При Т 1013 К во Вселенной рождались и гибли (аннигилировали) пары частица – античастица.

При Т 51012 К почти все протоны и нейтроны аннигилировали, превратившись в кванты излучения. Остались только те, для которых не хватило античастиц. По реликтовому фону на один сохранившийся барион (протон, нейтрон и т. п.) приходилось 109 фотонов – продуктов аннигиляции. Фотоны, потеряв энергию, уже не могли порождать частиц. Возникла «барионная асимметрия». Из этих «избыточных» барионов состоит Вселенная и сейчас. При Т 1010 К с веществом перестали взаимодействовать нейтрино. При такой температуре тепловое движение нуклонов столь интенсивно, что ядерные силы не могут удерживать эти частицы вместе.

• Спустя несколько секунд началась эпоха первичного нуклеосинтеза, продолжавшаяся около 3 мин. В диапазоне температур 109–107 К начались термоядерные реакции, приведшие к образованию ядер водорода и гелия, а из них более тяжелых химических элементов.

• Спустя 700 тыс. лет в диапазоне температур от 106 до 104 К началась эпоха рекомбинации: стало возможно объединение электронов с протонами и ядрами гелия – начали образовываться атомы водорода и других элементов. Вселенная стала прозрачной.

• Через 1 млн лет в диапазоне температур от 104 до 10 К начались химические реакции и образовались химические вещества.

• 4,8 млрд лет назад образовалось межзвездное облако, давшее начало Солнечной системе.

• 4,7 млрд лет назад локальная вспышка Сверхновой звезды и сжатие протосолнечной туманности привело к образованию протосолнца.

• 4,69 млрд лет назад началась эволюция Солнца, образование пыли и планетезималей в допланетном облаке.

• 4,65–4,6 млрд лет назад образовались родоначальники метеоритных тел, планет, Луны и Земли.

• 4,6–4,0 млрд лет назад началась дифференциация вещества наружных частей планет.

Любая теория нуклеосинтеза должна объяснять наблюдаемую распространенность элементов и ее зависимость от их атомного номера. Ее основой являются данные о распространенности химических элементов (см. рис. 2, табл. 2.2), знания о закономерностях протекания ядерных реакций, результаты наблюдений за образованием и эволюцией сверхновых звезд.

Теория нуклеосинтеза строится на гипотезе, согласно которой синтез элементов происходит в ядерных реакциях с водородом в качестве единственного исходного материала (табл. 2.3).

Общие характеристики вещества Вселенной Масса Число нуклонов Плотность вещества Радиус наблюдаемой части Вселенной (хаббловский радиус) Концентрация межгалактического газа Масса межгалактического газа Стадии (эпохи) нуклеосинтеза (ядерного горения) Водородный цикл: горение H(p, e+ ) 2 D;

ной лия-4 с образованием легких элементов до кремния-28, за ем ядер Ne, Na, Mg, Al, P, S, та меньше, чем -распада захваченных нейтронов;

происходит синтез тяжелых элементов до висмута- элементы тяжелее висмута Стадии (эпохи) нуклеосинтеза (ядерного горения) кие осколки – ядра Li, Be, B 2.6. Этапы эволюции Солнечной системы Полагают, что Солнце и планеты образовались из одной и той же вращающейся массы межзвездного газа – протосолнечной туманности в результате возникновения гравитационной нестабильности.

1-й этап (охлаждение протосолнечной туманности). Размеры газопылевого облака (99 % газ, 1 % пыль) не превышали размеров современной Солнечной системы. Во время падения газа на центральное ядро (будущее Солнце) вещество сильно разогрелось, межзвездная пыль могла испариться. Образовалось вещество из газа. Через 1000 лет диск охладился и вновь образовались твердые пылевые частицы.

2-й этап (конденсация из газов твердых тел). Формирование химического состава планет было связано с последовательной конденсацией соединений элементов в порядке, обратном их летучести. Первыми конденсируются наиболее тугоплавкие соединения (это соединения кальция, магния, алюминия, титана). Затем силикаты магния и железа. В газовой фазе остаются сера, кислород, азот, водород и инертные газы. Твердые частицы образуют тонкий пылевой слой – субдиск. В зависимости от расстояния от Солнца этот субдиск приобрел химическую неоднородность вследствие разной скорости остывания.

3-й этап (аккумуляция). По мере слипания частиц пылевой диск становится неустойчивым и распадается на множество отдельных мелких сгустков, образуются допланетные тела размером до 1 км и числом – миллионы. Вероятно, что аккумуляция началась тогда, когда конденсация еще не завершилась.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 33 |
 



Похожие работы:

«ПОСОБИЕ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО МАТЕМАТИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ОБЩЕГО ПОТОКА ПЕРВЫЙ СЕМЕСТР ЛЕКТОР – ПРОФ. ЧИРСКИЙ В.Г. МОСКВА -2008 2 Уважаемый читатель! Это пособие написано на основе тех лекций, которые я прочитал в первом семестре 2008 года студентам первого курса. Цель его написания – облегчить процесс подготовки к экзамену, оно поможет привести в систему Ваши знания. Поэтому в пособие включён не весь лекционный материал, а лишь та его часть, которая вошла в экзаменационные...»

«Президент университета А.И.Владимиров В 1920 году по инициативе профессора Губкина Ивана Михайловича в Московской горной академии (МГА) была открыта кафедра нефтяного дела и начата подготовка инженеров-нефтяников. В 1924 г. в МГА состоялся первый выпуск четырех геологовнефтяников. В последующем в академии были созданы кафедры разведки, бурения и эксплуатации, химии и технологии нефти, а в 1929 г. нефтяной факультет с отделениями: геология и разведка; промысловое дело; переработка нефти. В 1930...»

«ИТОГОВАЯ АТТЕСТАЦИЯ СТУДЕНТОВ, ПРЕДДИПЛОМНАЯ ПРАКТИКА И ДИПЛОМНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Методические указания для специальностей 200501.65 Метрология и метрологическое обеспечение, 200503.65 Стандартизация и сертификация, 220501.65 Управление качеством Архангельск 2010 Рассмотрены и рекомендованы к изданию методической комиссией химико-технологического факультета Архангельского государственного технического университета 1 февраля 2010 года Составители: Н.А. Курбатова, доц., канд. техн. наук, СИ....»

«РЕКОМЕНДАЦИИ по проведению муниципального этапа всероссийской олимпиады школьников по химии в 2013/2014 учебном году Тюльков И.А., Архангельская О.В., Лунин В.В. Москва 2013 ОГЛАВЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА 3 §1. ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ МУНИЦИПАЛЬНОГО ЭТАПА 4 §2. ОПИСАНИЕ ПОДХОДОВ К РАЗРАБОТКЕ ЗАДАНИЙ РЕГИОНАЛЬНЫМИ ПМК 6 §3. ОПИСАНИЕ СПЕЦИФИКИ ХИМИЧЕСКОЙ ОЛИМПИАДЫ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОВЕДЕНИЮ МУНИЦИПАЛЬНОГО ЭТАПА ПО ХИМИИ В СУБЪЕКТАХ РФ 9 §4. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ, ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ И...»

«СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ХИМИИ ГЕТЕРОЦИКЛОВ Конференция CBC 2010, посвященная 95-летию Алексея Николаевича Коста, выдающегося ученого и педагога, профессора МГУ им. М.В. Ломоносова, состоялась 2–6 августа 2010 года в Санкт-Петербурге в одном из красивейших дворцов (дворец Белосельских-Белозерских) в самом центре северной столицы. Конференция организована Международным благотворительным фондом Научное партнерство и компанией ЗАО Ай-Би-Скрин (InterBioScreen) при участии и поддержке Российской Академии...»

«• ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования Российской федерации Тамбовский государственный технический университет Е. М. КОРОЛЬКОВА ОРГАНИЗАЦИЯ МАРКЕТИНГА НА ПРЕДПРИЯТИИ Утверждено Ученым советом университета в качестве учебного пособия Тамбов • ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ •• 2001 ББК У9(2)-21я73 К66 Рецензенты: Доктор экономических наук, профессор О. Н. Беленов Доктор технических наук, профессор С. И. Дворецкий Генеральный директор ОАО Тамбовполимермаш Е. И. Савчук Королькова Е. М. К66 Организация...»

«МОСКВА - 2010 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Научный совет по проблемам геохимии Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН Российский фонд фундаментальных исследований РТУТЬ В БИОСФЕРЕ: ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ Материалы Международного симпозиума (Россия, Москва, ГЕОХИ РАН, 7-9 сентября 2010 г.) Москва – 2010 1    УДК 550.4:550.84 ББК 26.301 Р81 ISBN 978-5-85941-380-5 Ртуть в биосфере: эколого-геохимические аспекты. Материалы Международного симпозиума (Москва, 7-9 сентября...»

«Кафедра химии ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ И РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ОСНОВНЫХ КЛАССОВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ: [электронный ресурс] Котович Игорь Викторович, Елисейкин Дмитрий Владимирович, Позывайло Оксана Петровна Общие закономерности строения и реакционной способности основК 73 ных классов органических соединений: учеб.-метод. пособие / И.В. Котович, Д.В. Елисейкин, О.П. Позывайло. – Витебск: ВГАВМ, 2008. – 56 с. Витебск ВГАВМ 2008 © Котович И.В., Елисейкин Д.В., Позывайло О.П., 2008 © УО...»

«Омск-2006 Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) Кафедра инженерной экологии и химии МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО КУРСУ ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ для студентов специальности 330200 Инженерная защита окружающей среды Составители: Л.И.Тимофеева, С.Б. Ловинецкая, И.А. Елутина Омск Издательство СибАДИ 2006 УДК 547 ББК 24.22 Рецензент канд. хим. наук, доцент Э.Ф. Зорина Работа одобрена методической комиссией факультета АДМ в...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.