Переглядів: 5838
Величезне значення для пізнання світу має проблема чисельного співвідношення між атомами різних елементів. Будь атомів у світі більше? Це питання дуже важливе і для вирішення загадки походження елементів - загадки взаємного перетворення речовини у всесвіті, і для вирішення найважливішого питання всього природознавства питання про походження і розвиток зоряних світів.
У наші дні наука вже зуміла знайти шляхи підходу до вирішення цих важливих питань. І ці шляхи також не можуть оминути періодичний закон. Теорія утворення елементів, розвинена на основі вивчення фізики атома, призводить до дуже важливого висновку, що відносна поширеність атомів того чи іншого елемента у Всесвіті визначається зарядом ядра, тобто його номером у періодичній системі елементів Менделєєва. Значить, така властивість елемента, як поширеність у всесвіті, визначається будовою його атомних ядер, законами їх утворення і перетворення, законами нової зароджується в наш час хімії майбутнього ядерної хімії.
І що саме вражаюче, ядерна хімія вже відкрила існування дивних, "магічних" закономірностей, що вказують на ще не відомий періодичний закон будови атомних ядер різних елементів. Цей загадковий закон проявляється в періодичній залежності стійкості атомних ядер від порядкового номера елемента в періодичній системі Менделєєва.
Періодична закономірність в хімії ядерних перетворень дуже схожа з законом періодичної зміни хімічних властивостей елементів, який був відкритий Менделєєвим. Періодичний закон Менделєєва привів науку до розкриття таємниці будови зовнішніх частин атома.
Але вже і в наші дні ядерна хімія призводить до дуже цікавим і важливим результатами. Одним з найважливіших є створення теорії поширеності хімічних елементів. Вона заснована на вченні про стійкість атомних ядер і ймовірності їх утворення.
Ця теорія приводить до висновку, що відносна кількість атомів кожного елемента в світі залежить від його положення в періодичній таблиці - від його атомного номера. І поширеність елементів теж являє собою дуже цікаву і дивну періодичну залежність: у світі переважають атоми з малими номерами, які стоять на початку періодичної таблиці; атомів елементів з парними порядковими номерами в світі (86%), ніж їх сусідів - елементів з непарними номерами (14%).
Вчені-геохіміки вивчають склад земної кори вивчають закони, що керують рухом елементів протягом мільйонів років тих геологічних епох, коли утворилися поклади залізних руд, вугільні пласти, золоті розсипи, родовища алмазів. Їм абсолютно необхідно знати загальні запаси кожного елемента на земній кулі. Вони виконали тисячі і тисячі аналізів гірських порід і мінералів. Вони знайшли чудові способи оцінювати потужність пластів, утворених гірськими породами, визначати, скільки важать гірські хребти, яка товщина материків, скільки води в океані, скільки її в хмарах і хмарах, скільки солі у всіх морях і скільки в них золота.
Геохіміки зуміли скласти чудову таблицю, що показує запаси кожного з хімічних елементів на Землі.
Це дуже цікава таблиця. З неї видно, що левова частка за складом земної кулі припадає всього на шість найбільш поширених елементів: залізо, кисень, кремній, магній, алюміній, кальцій.
Разом взяті вони становлять 94% нашої планети по вазі. Найбільш поширені кисень і залізо, 1 000 000 000 000 000 разів (10 в 15ой ступеня) більше, ніж самих рідкісних елементів, наприклад полонія або актинія.
Якщо порівняти наявні на всій Землі кількості заліза, кобальту та нікелю - елементів, що стоять поруч у восьмій групі періодичної системи, то виявиться, що земна куля складається із заліза (атомний номер 26) на 36,9%, кобальту (атомний номер 27), на 0,2%, нікелю (атомний номер 28) на 2,9%.
У заголовку цього розділу було зазначено, що мова піде про хімічний склад метеоритів, а до цих пір мова йшла про склад земної кулі. Але, по-перше, Земля - теж небесне тіло, і, по-друге, потрібно знати хімічний склад Землі, щоб порівняти його з складом метеоритів, які прилітають до нас на Землю з таємничих глибин космічного простору.
Найточніші хімічні аналізи величезної кількості метеоритів, що впали на нашу планету, дали чудові результати. Виявилося, що якщо підрахувати середнє зміст у всіх метеоритах найбільш поширених на Землі елементів: заліза, кисню, кремнію, магнію, алюмінію, кальцію,на їх частку падає рівно 94%, т. е. їх у складі метеоритів рівно стільки ж, скільки в складі земної кулі.
Крім того, з'ясувалося, що в залізних метеоритах
заліза 91,0%,
кобальту 0,6%,
нікелю 8,4%.
Якщо порівняти ці числа з відносним поширенням цих елементів на земній кулі, наведеним вище, то виходить зовсім разючий збіг: виявляється, що на Землі з цих трьох елементів припадає на частку
заліза 92%,
кобальту 0,5%,
нікелю 7,5%,
тобто і на Землі і в метеоритах ці елементи знаходяться приблизно в однакових співвідношеннях. Ці і багато інші збіги дали вченим підстави зробити висновок: речовина на Землі і речовина в небесному просторі однаково. Воно складається з одних і тих же елементів.
Кожен з елементів на Землі і в метеоритах має майже однаковий ізотопний склад. Наприклад, неодноразово проводилися аналізи ізотопного складу сірки, видобутої з попелу і лави численних вулканів, що знаходяться в різних частинах земної кулі, показали, що сірка однакова всюди. Усюди відношення між кількостями стабільних ізотопів сірки -32 і сірки-34 одне і те ж. Воно одно 22,200. Ізотопний склад сірки з метеоритів - єдиних представників Космосу, доступних прямому вивченню, абсолютно такий же, як і на Землі: S32/S34 = 22,200.
Далі виявилося, що найбільш поширені елементи одні і ті ж. Навіть співвідношення між ними і тут і там одне і те ж. Чергування елементів з парними і непарними числами в періодичній таблиці також дотримується однаково і тут і там. Можна було б, звичайно, привести ще дуже багато прикладів, які показують велику схожість у поведінці хімічних елементів на Землі і в космічному просторі, відзначити ще дуже багато загальних закономірностей.
Може це бути випадковістю? Звичайно, немає.
Звідки б не прилітали до нас на Землю випадкові гості з Всесвіту - бути може, це частини комет, що належали сонячній системі; бути може, це уламки малих планет; можливо, це вісники з чужого зоряного світу, - важливо одне: за своїм хімічним складом, по співвідношенню між елементами, по тих хімічних сполук, які знайдені в метеоритах, вони повідомляють нам, що дія великого закону Менделєєва не обмежується межами нашої планети. Він є єдиним для всього Всесвіту, де можуть існувати атоми з їх електронною оболонкою. Матерія всюди єдина.