13.3. Распространенность в природе, получение и применение

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ПРИРОДЕ

Все s-металлы обладают высокой реакционной способностью и поэтому не встречаются в природе в виде свободных элементов. Они встречаются либо в виде соединений с другими элементами в составе минеральных отложений, либо в виде ионов в морской воде. Кальций, натрий, калий и магний встречаются в больших количествах в земной коре и в океанических водах (табл. 13.14). По распространенности элементов на Земле они занимают соответственно пятое, шестое, седьмое и восьмое место. Стронций распространен в умеренных количествах. Остальные металлы I и II групп составляют лишь незначительную часть земной коры и океанических вод.

Изотопы

Натрий, цезий и бериллий встречаются каждый почти исключительно в виде одного изотопа. Изотопный состав всех s-металлов указан в табл. 13.15.

Минералы

Натрий, калий, магний и кальций широко распространены в земной коре в составе разнообразных минералов (табл. 13.16). Литий, рубидий и цезий встречаются только в нескольких малораспространенных алюмосиликатных минералах или входят в

Таблица 13.14. Распространенность s-металлов в природе

Таблица 13.15. Содержание главных естественных изотопов в s-металлах

небольших количествах в состав минералов, содержащих более распространенные щелочные металлы.

Один из богатейших источников цезия на Земле находится у оз. Берник, в канадской провинции Манитоба. Он входит в состав минерала поллуцита, залежи которого в Манитобе оцениваются в 300000 т. Этот минерал представляет собой гидратированный алюмосиликат цезия. Среднее содержание цезия в нем равно 20%.

Таблица 13.16. Важнейшие минералы, в которых содержатся s-металлы

Бериллий встречается главным образом в виде минерала берилла. Минералы стронция и бария тоже мало распространены.

Минералы — это природные кристаллические материалы, образующие большинство горных пород земной коры. В соответствии со своим происхождением они подразделяются на три типа: магматические, метаморфические и осадочные (рис. 13.6).

Магматические горные породы. Эти горные породы образованы из магмы. Магма - расплавленный материал, находящийся под земной корой. Магма богата кремнием, кислородом, алюминием, натрием, калием, кальцием, железом и магнием. Эти элементы соединяются между собой, образуя силикаты различных типов. Когда магма поднимается на поверхность Земли, например в результате вулканических извержений, она охлаждается и отвердевает, образуя магматические горные породы. К числу минералов, встречающихся в таких породах, относятся различные слюды, полевые шпаты и кварц.

Метаморфические горные породы. Термин метаморфизм означает изменение кристаллической формы. Некоторые горные породы под воздействием высоких температур и давлений подвергаются структурным и химическим превращениям и без плавления переходят в другие типы горных пород. В результате возникают метаморфические горные породы. Примером метаморфических горных пород является мрамор, который образуется из известняка.

Осадочные горные породы. Все горные породы в результате выветривания постепенно разрушаются. Это приводит к образованию небольших частиц выветрившихся горных пород в форме глины, алеврита, песка и гравия. Постепенно эти частицы слеживаются и образуют так называемые обломочные осадочные горные породы. Примером таких пород является песчаник.

Рис. 13.6. Типы горных пород, а - магматические, б - метаморфические, в - осадочные.

Выветривание приводит также к тому, что некоторые горные породы растворяются в воде. Затем они могут осаждаться и накапливаться в виде отложений на дне океанов и озер. Их частицы сцепляются друг с другом и в таком сцементированном виде называются химическими осадочными горными породами. Примерами таких пород являются каменная соль, гипс, известняк и доломит.

Руды. Так называются минералы, из которых экономически выгодно извлекать металлы. Термин руда применяется также и к другим минералам, представляющим интерес для экономики, а также к неметаллическим горным породам, как. например, уголь.