Химия космоса

А.Е. Ферсман

Смотрите также:

Ферсман. Рассказы о самоцветах

ФЕРСМАН. ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ

Ферсман. Путешествия за камнем

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Ферсман. Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

Биология

Эволюция биосферы

Геоботаника

 Биографии геологов, почвоведов

Эволюция

Наконец, остается еще большая сила мирового значения, связанная с внешними электронами, — силы химические, силы химического сродства

Значение этих сил как будто-бы недооценено в тех мировых концепциях, которые намечали Nernst, Arrhenius и Perrin. Силы химического сродства, связанные с валентными электронами, являются несомненно связанными со строением ядра и его электрическим полем. Образование тех или иных химических соединений определяет собою в значительной степени дальнейшую судьбу входящих в соединение элементов, ибо весь комплекс физических и физикохимических свойств молекулы определяет ряд явлений миграции и химической перегруппировки.

Образование из химически неподвижных атомов легкоподвижных систем соединений явлется огромным фактором в космических и геохимических судьбах элемента. Если для С и Si в их несвязанном виде или в виде сложных устойчивых силикатов не обусловливает миграции этих элементов, то, наоборот, их соединения в виде СО, С02 или SiF4, благодаря летучести в условиях земной обстановки, создают мощные процессы переноса химических элементов. Mutatis mutandis этот-же химический процесс обусловливает перемещение углерода в хвостах комет и может быть на некоторых звездах. К сожалению, для космических тел вопрос о химических соединениях является еще очень мало разработанным. Если в кометах мы знаем спектры СО и CN, если в глубине солнечных пятен подразумеваются какие-то соединения, может быть окислы титана, магния и кальция, то эти единичные факты еще не позволяют нам не только выяснить ход химических процессов (т. е. сочетания элементов) в космосе, но даже не дают пока фактического материала для каких-либо предположений.

 Руководящей идеей в этом вопросе являются лишь основные теоретические положения термодинамики — теория Нернста и закон Вертело: «всякая химическая перегруппировка, происходящая без применения посторонней энергии, направлена в сторону образования одного тела или целой системы тел, связанного с максимальным выделением тепла». Этот закон образования экзотермических соединений имеет, однако, полное применение лишь при абсолютном нуле. Обратно, при том-же абсолютном нуле сводится к нулю возможность образования эндотермических тел, связанных с уменьшением живой силы молекул. Наконец, из данных самого Вертело мы знаем, что обычно зарождение эндотермических тел сопутствует образованию других соединений, идущих с максимальным тепловым эффектом (85).

Эти соотношения весьма характерно проявляются в условиях нашей земной коры: в обстановке земной поверхности и верхних зон земной коры идут определенно реакции экзотермические; все явления перераспределения химических элементов определяются этим основным законом. В более глубоких зонах (Nife) коры преобладают — эндотермические (86). В условиях космических, при низких температурах мировых пространств, вёроятно среди веществ туманностей, должно преобладать образование сильно экзотермических реакций: химические силы и электрические силы ядра образуют соединения с максимумом выделения тепла (напр.. созидание из Н -> Н< = Не); но этим самым частично согласно вышесказанному возникают эндотермические химические соединения (напр., тяжелые атомы — последних рядов Менделеевской таблицы). Обратно, в условяих высоких температур, созданных теми или иными экзотермическими реакциями, идет с одной стороны отделение наружных электронов (ионизация), с другой — создается возможность возникновения эндЬтермиче- ских соединений. И в том, и в другом случае возникновение определенных химических группировок, возможных, все-таки, лишь в условиях небольшого интервала температур, определяет распределение и перераспределение химических элементов, согласно основным законам физической химии.

К силам химическим современная наука относит и силы кристаллизации, т. е. закономерного расположения атомов в пространстве, сливающего их в соответственные химические соединения.

Сейчас силы образования кристаллов оказались лишь одним из видов сил химических, и вся огромная область построения кристаллических структур явилась лишь формою решения одной и той-же с химиками задачи. Силы кристаллизационные, связанные с силами диффузии, представляются в явлениях космоса и нашей земли фактором огромного значения: подобно тому, как в области строения ядра элементов мы обнаруживаем стремление к накоплению наиболее устойчивых планетарных систем, так-же в мире сочетаний этих разнородных систем мы имеем такое-же стремление к накоплению наиболее устойчивых группировок — кристаллов. Кристаллическое состояние материи, как определенная фаза вещества, есть одна из форм закрепления связи между отдельными элементами (или ионами), одна из сил, мешающих их свободному передвижению, удерживающая их самостоятельные движения, вызываемые согласно кинетической теории газов. Если газообразная фаза вещества обусловливает подвижность системы и облегчает миграцию элемента в космических и земных условиях, то кристаллическая— затрудняет эти передвижения, являясь в общем случае конечною формою накопления вещества, происходящею с выделением свободной энергии и, потому, более устойчивою.

К содержанию книги: ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЗЕМЛИ И КОСМОСА