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地壳中含量最多的元素

发表于 2021-12-26 10:40:23
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地壳是行星的最外层。地球由许多不同的元素组成,但地壳仅占地球体积的 1%,形成一层薄薄的外层,包裹着内行星的其他部分,包括地幔、外核和内核。地壳有 25 英里或 40 公里深,由坚固的岩石和矿物组成,这些岩石和矿物在地球年轻时冷却并凝固。在地壳中可以找到许多不同的元素。下面提到了地壳中 10 种最丰富的元素(根据 CRC Handbook of Chemistry and Physics,第 97 版)按丰度百分比计算:

地壳中最丰富的 10 种元素
1.氧气- 46.1%
2.硅- 28.2%
3.铝- 8.23%
4.铁- 5.63%
5.钙- 4.15%
6.钠- 2.36%
7.镁- 2.33%
8.钾- 2.09%
9.钛- 0.565%
10.氢- 0.140%

1. 氧气 (O)
构成地壳的最突出和最重要的元素之一是氧。氧是地壳中含量最丰富的元素,含量为百万分之 461,000。这意味着它约占地壳的 46%。在整个宇宙中,氧气的丰度排名第三。氧气占地球大气的 21% 和水质量的 90%。它可以说是地球上生命最重要的元素,实际上它约占人体成分的三分之二。氧是一种反应性很强的元素,也很容易与其他元素结合。因此,特别是在地球和地壳中的大量常见化合物中都发现了氧。在地壳中,有大量的硅酸盐,它是由硅和氧形成的。氧还与铁配对以产生铁矿石和构成地壳大部分的各种铁化合物。液氧高度易燃,可用作燃料,而氧气和乙炔会产生足够热的火焰,可用于焊接和金属熔化。更重要的是,地球上的大多数有机生命都需要氧气才能生存。它是大多数生物的主要成分之一。

2. 硅(Si)
正如在硅酸盐的情况下所提到的,硅也是地壳中发现的重要元素。它占地壳的 28% 左右,可以在多种矿物质和元素化合物中找到,通常与氧结合。二氧化硅是这些化合物中最常见的一种,由硅和氧组成。二氧化硅是石英、紫水晶、蛋白石和水晶等多种硬结晶岩石的主要成分。二氧化硅也是大多数沙子的成分,也是它在地壳中如此常见的很大一部分原因。沙子主要由硅基矿物和岩石组成。硅还用于各种人造产品,例如大多数电子产品、微芯片以及玻璃产品和砖块。

3.铝(Al)
铝在最丰富的元素列表中排名第三,约占地壳的 8%,实际上是地壳中含量最高的金属。虽然它是最常见的金属,但它总是以化合物形式存在,而不是原始状态。最常见的化合物是硫酸铝钾和氧化铝。

4.铁(Fe)
大约 5% 的地壳是铁。铁是地球上非常重要的元素,它实际上构成了地球核心的大部分。此外,由于它的丰富性,它已被人类使用了数千年,甚至被命名为铁器时代的一个时代。尽管自铁器时代以来人类有了很大的发展,但铁在现代仍然是一种主要使用的金属。铁和碳结合可以制成钢,这是从小家居用品到桥梁和建筑物中最常用的金属之一。铁对有机生命也很重要。它是人体血液的重要组成部分,是植物叶绿素的组成部分。

5. 钙(Ca)
钙约占地壳的 4%。虽然钙通常与骨骼和发育相关的人类生长有关,但在地球中也很容易以各种化合物形式发现钙,并且经常与氧气或水结合。碳酸钙也是一种常见的化合物,可以在多种岩石类型中找到,例如大理石、白垩和石灰石,以及贝壳和珍珠。

6. 钠(Na)
钠约占地壳的 2.3%,在最丰富的元素列表中排名第 6。与此列表中的许多元素一样,它在自然界中从未被发现是游离的,而是以复合形式存在的。当它处于隔离形式时,它也是一种高反应性元素。对于人类来说,钠通常与岩盐联系最紧密——氯化钠。由于它极易溶于水,钠是海洋中最常见的溶解元素之一,实际上盐水体经常产生氯化钠或盐沉积物,尤其是在水体干涸的地方。钠也是动物和人类的必需元素,有助于有机生命维持足够的体液平衡,进而影响神经和肌肉纤维。

7. 镁 (Mg)
镁是地壳中第 7 位最常见的元素,丰度约为 2%。该金属不是作为游离元素出现,而是与其他元素(如氧、钙和碳)结合出现。白云石是含镁矿物的一个例子。

8. 钾 (K)
大约 2% 的地壳是钾元素。它不是在自然界中以单独形式存在的元素,而是存在于地球中自由发现的许多化合物中。它的纯净形式对氧气和氢气都具有高度反应性,这意味着它可以在水中或露天燃烧。当然,钾可以在钾肥和各种矿物质中找到,例如肉质、钾盐或杂卤石。最常见的钾化合物是用于肥料等的氯化钾,以及用于肥皂和某些类型玻璃的碳酸钾。

9.钛(Ti)
钛可以在金红石、钛铁矿和钆等矿物中找到,这些矿物可以在地壳中找到。它占地壳总成分的 0.6%,远不如列表中第 1 到第 8 位的元素丰富。尽管如此,它仍然是一个重要的元素,并且以非常坚固和非常轻而著称。正因为如此,它被人类以多种方式使用,从飞机到人造人体关节。

10. 氢气 (H)
氢实际上是已知宇宙中最丰富的元素,但它在地壳中的元素中仅排在第十位,因为它最常见的是气体。氢有许多在地球上很容易在自然界和人类制造中发现的化合物。氢当然是水、H2O 中的关键成分,但也是常见的化合物氨、甲烷、过氧化氢甚至糖中的成分,所有这些都可以被人类轻松使用。

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