作者:佚名 来源于:世界儿童文学网
地壳是地球固体圈层的最外层,主要由岩石组成。根据地球化学分析,地壳中自然存在的化学元素有90多种,其中存在量较大的元素有O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti、H、P、Mo等12种元素。这些元素量的多寡决定了地壳各区域的物理、化学性质,它们组成了地壳的各种岩石,所以被称为“造岩元素”,又称“常量元素”。而其余80多种元素的总量极少,它们在地壳中的丰度均在0.01%以下,故称之为“微量元素”。
地壳中含量最多的元素是氧元素
氧气是无色无味的透明气体。其活力较强,可以与众多元素组成氧化物。理科学生经常会做生成氧的实验,将二氧化锰添加到过氧化氢(双氧水)溶液中就会生成氧气。此时,二氧化锰只是一个媒介(促进化学反应的物质),基本的反应过程是:H2O2(双氧水)→O2(氧气)+H2O(水)。
空气中大概有21%都是氧气,许多生物都是通过空气中的氧气或者溶解到水中的氧气来呼吸,进而维持生命活动的。一部分氧元素会变成活性氧元素,成为老化、炎症等的诱因。不过,我们的身体也有抵御这种活性氧的机制。
除此之外,氧元素还储存在水里、岩石中的二氧化硅等多种化合物中,是地壳中含量最高的元素。
氧元素为什么有“酸性”?
氧元素是1779年的法国科学家安托万-洛朗·德·拉瓦锡命名的。,这个词的直译意思是“产生酸的物质”。原因是因为硫磺、磷、碳等在燃烧之后溶于水都会产生出酸、而酸中又肯定有氧元素。
不过,氯化氢等不包含氧元素的物质被人类发现了之后,我们才真正意识到“酸性”物质的共性是它们都含有氢元素。不过,这时氧元素在各种语言中的说法早就固定下来了。
有益的氧气与有害的臭氧
在工业中将空气液化之后,根据氧气与氮气的不同沸点可以将两者分离开来。液态氧呈现出淡淡的蓝色,具有一种“顺磁性”,就是说它可以与磁铁产生吸引。在一个密闭容器内,将液态氧与可燃的碳粉、棉花等一同点燃会发生剧烈的爆炸。
氧气除了在制铁和制钢的时候大量使用以外,还可以通过燃烧产生高温火焰,从而作为切断钢材、焊接金1属的用途。这时候主要是氧乙炔燃烧器。此外,也可以在医学上使用。
氧元素的同位素还有臭氧(O3),在我们的大气层中(高度在10~50km的范围内的臭氧层),大概有万分之一的臭氧。臭氧可以帮助我们吸收对生物体有害的紫外线。不过,这几年研究发现,我们的臭氧层正在逐渐变薄,有的地方甚至出现了空洞。同时,值得注意的是,复印机在放电的过程中,会将空气中的氧分子转变为臭氧分子,从而产生出臭氧。臭氧的语源来自于拉丁语,意思是“带有气味的,臭的”。臭氧的氧化能力很强,而且对人体是有害的。
地壳中自然存在的化学元素有90多种,不过,绝大多数元素,包括人类生活所需的许多金属和非金属在内,它们在地壳中的平均含量都十分微小。就算是地壳中含量较高的元素,也无法达到工业生产的要求。不过,这些化学元素在一定的地质条件下可以形成天然化合物或单质,即矿物。矿物在地球上分布广泛,与人们关系密切,是人类生产和生活的重要物质来源之一。
在这些元素中,运用较为广泛的是铜、铁、铝,它们在特定条件下可以形成相应的矿石,并提纯为金属。铁元素在地壳的存量较为丰富,但地壳中的元素无法直接为人所用,目前工业所利用的铁矿石中铁的含量是地壳中铁的含量的6倍至8倍;若是铜,就要把其含量提高到120倍以上才可以利用。铜和铁被大量运用于日常生活的方方面面,而铝却不那么为人熟知,其实,铝在地壳中的含量位列第三,比我们日常见到的铜、铁的含量都要多。但是由于它的化学性质比较活泼,不容易提纯,所以被应用到人类生活领域比铜、铁要晚得多。铝大量分布在地壳中,所有岩石、矿物中都含有一定数量的铝。
另外,不同区域的地壳中,所含化学元素也有所差别。地壳的平均厚度约为17千米,大洋和大陆地壳区别较大:大陆地壳厚,平均厚度约为33千米,地壳岩石中硅、铝、钾、钠成分较多;而大洋地壳较薄,厚度只有5千米到8千米,地壳岩石中硅、铝、铁、镁成分较多。
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