Какой металл является самым распространенным в земной коре

Обновлено: 04.10.2024

Кора — это самый внешний слой планеты. Земля состоит из ряда различных элементов, но кора составляет только 1% объема Земли в тонком внешнем слое, который охватывает другие части внутренней планеты, включая мантию, внешнее ядро и внутреннее ядро. Земная кора имеет глубину 40 км и состоит из твердых пород и минералов, которые охлаждались и затвердевали, когда Земля была молодой. В коре можно найти много разных элементов. 10 наиболее распространенных элементов в земной коре в процентах от содержания упомянуты ниже:

10 самых распространенных элементов в земной коре

Кислород — 46,1%
Кремний — 28,2%
Алюминий — 8,23%
Железо — 5,63%
Кальций — 4,15%
Натрий — 2,36%
Магний — 2,33%
Калий — 2,09%
Титан — 0,565%
Водород — 0,140%

1. Кислород (O)

Один из наиболее заметных и важных элементов, составляющих земную кору, — это кислород. Кислород — самый распространенный элемент в земной коре, 461 000 частей на миллион. Это означает, что он составляет примерно 46% земной коры. Во Вселенной в целом Кислород занимает третье место по распространенности. Кислород составляет 21% атмосферы Земли и 90% массы воды. Это, возможно, самый важный элемент для жизни на Земле, и действительно, он составляет примерно две трети компонентов человеческого тела. Кислород — это элемент с высокой реакционной способностью, который также легко соединяется с другими элементами. Из-за этого кислород содержится в большом количестве обычных соединений как на Земле, так и, в частности, в коре. В земной коре очень много силиката, который образован из кремния и кислорода. Кислород также соединяется с железом, образуя железную руду и различные соединения железа, которые составляют большую часть земной коры. Жидкий кислород легко воспламеняется и используется в качестве топлива, в то время как кислород и ацетилен создают пламя, достаточно горячее для сварки и плавления металла. Более того, большая часть органической жизни на Земле нуждается в кислороде для выживания. Это один из основных компонентов большинства живых существ.

2. Кремний (Si)

Как упоминалось в случае силиката, кремний также является важным элементом земной коры. Он составляет около 28% и может быть обнаружен в самых разных минералах и элементарных соединениях, обычно в сочетании с кислородом. Диоксид кремния — одно из наиболее распространенных соединений, состоящее из кремния и кислорода. Диоксид кремния является основным компонентом многих типов твердых кристаллических пород, таких как кварц, аметист, опал и горный хрусталь. Диоксид кремния — это также то, из чего состоит большая часть песка, и большая часть причины, по которой он так часто встречается в земной коре. Песок в основном состоит из минералов и горных пород на основе кремния. Кремний также используется в различных изделиях, созданных человеком, таких как большая часть электроники и микрочипов, а также стекло и кирпич.

3. Алюминий (Al)

Алюминий, третий в списке самых распространенных элементов, составляет примерно 8% земной коры и на самом деле является самым распространенным металлом в коре. Хотя это наиболее часто встречающийся металл, он всегда находится в сложной форме. Наиболее часто встречающиеся соединения — это сульфат алюминия, калия и оксид алюминия.

4. Железо (Fe)

Примерно 5% земной коры состоит из железа. Железо — очень важный элемент на Земле, и на самом деле оно составляет большую часть ядра Земли. Кроме того, из-за своего изобилия оно использовалось людьми в течение тысяч лет, что даже позволяет назвать эпоху железного века. Хотя человечество сильно развилось со времен железного века, железо по-прежнему широко используется в наше время. Из железа и углерода получается сталь — один из наиболее часто используемых металлов во всем, от небольших предметов домашнего обихода до мостов и зданий. Железо также важно для органической жизни. Это ключевая часть человеческой крови и компонент хлорофилла растений.

5. Кальций (Ca)

Кальций составляет около 4% земной коры. Хотя кальций обычно связан с ростом человека в отношении костей и развития, кальций также легко обнаруживается на Земле в различных сложных формах и часто встречается в сочетании с кислородом или водой. Карбонат кальция также является обычным соединением, и его можно найти в различных типах горных пород, таких как мрамор, мел и известняк, а также в ракушках и жемчуге.

6. Натрий (Na)

Натрий, составляющий примерно 2,3% земной коры, занимает 6-е место в списке самых распространенных элементов. Как и многие другие элементы в этом списке, он никогда не бывает свободным в природе, а находится в сложной форме. В изолированной форме он также является высокореактивным элементом. Для человека натрий чаще всего ассоциируется с каменной солью — хлоридом натрия. Поскольку натрий очень хорошо растворим в воде, он является одним из наиболее распространенных растворенных элементов, обнаруживаемых в океане, и действительно, в соленых водоемах часто образуются хлорид натрия или отложения соли, особенно там, где водоем высох. Натрий также является важным элементом для животных и людей и помогает органической жизни поддерживать адекватный баланс жидкости, который, в свою очередь, влияет на нервы и мышечные волокна.

7. Магний (Mg)

Магний является седьмым по распространенности элементом земной коры с содержанием около 2%. Металл встречается не как свободный элемент, а в сочетании с другими элементами, такими как кислород, кальций и углерод. Доломит — пример минерала, содержащего магний.

8. Калий (К)

Примерно 2% земной коры составляет калий. Это не элемент, который встречается в природе в своей одиночной форме, а входит в состав ряда соединений, свободно обнаруживаемых на Земле. Его чистая форма очень реактивна как по отношению к кислороду, так и к водороду, что означает, что он может воспламеняться в воде или на открытом воздухе. Наиболее распространенным соединением калия является хлорид калия, который используется в удобрениях и т.п., и карбонат калия, который используется для мыла и некоторых типов стекла.

9. Титан (Ti)

Титан содержится в таких минералах, как рутил, ильменит и сфен, которые содержатся в земной коре. При 0,6% состава земной коры он гораздо менее распространен, чем элементы, которые занимают места с первого по восьмое в списке. Тем не менее, это важный элемент, который известен как чрезвычайно прочный и очень легкий. Из-за этого люди по-разному используют его, от самолетов до искусственных суставов человека.

10. Водород (H)

Водород на самом деле является самым распространенным элементом в известной вселенной, но он занимает только десятое место по отношению к элементам в земной коре, поскольку чаще всего встречается в виде газа. Водород содержит множество соединений, которые легко найти на Земле как в природе, так и в антропогенных целях. Водород, конечно, является ключевым компонентом воды, H2O, но также входит в общие соединения аммиака, метана, перекиси водорода и даже сахара, которые легко используются людьми.

Алюминий - самый распространенный металл в земной коре

Металлы - это группа простых веществ, которые обладают характерными металлическими свойствами. Некоторые из них ценятся выше золота за удивительные характеристики, которые позволяют использовать их в самых разных сферах. Многие металлы содержатся в составе земной коры в небольших количествах. Но сегодня мы рассмотрим, какой самый распространенный металл в земной коре.

Что мы знаем об алюминии?

Да, именно алюминий является наиболее распространным металлом. Он был открыт в 1825 году датским ученым Эрстедом. Однако еще за 500 лет до нашей эры люди использовали так называемые алюминиевые квасцы. Их применяли в качестве протравы при окрашивании тканей и дублении кожи.

Алюминий, похожий на серебро внешне, изначально ценился очень дорого. Это связано с тем, что его достаточно трудно получить в чистом виде. Да и о том, что это самый распространенный металл в земной коре, известно не было. В 19-м веке, в период с 1855 по 1890 год, удалось получить лишь 200 т чистого металла.

Однако сегодня геологи утверждают, что 8 % коры Земли состоят из алюминя. Он уступает по количеству содержания в земной коре лишь кислороду и кремнию. В свободном виде в природе не встречается.

Алюминий получил широкое применение в странах СССР благодаря разработкам ученых. Найденный метод получения алюминия давал неограниченные возможности для развития алюминиевой промышленности. На его основе активно изготавливали столовую утварь, которую каждый из нас видел на кухнях у бабушек. Первый спутник СССР также был изготовлен из сплава алюминия. Применяют его и в электротехнической промышленности (кабели, цоколи, конденсаторы).

Основные свойства алюминия

Самый распространенный металл в земной коре обладает целым рядом свойств, которые позволяют активно использовать его в составе металлоконструкций. Он легок, мягок и быстро поддается штамповке.

Алюминий обладает высокой коррозийной устойчивостью. При контакте с воздухом он покрывается пленкой, препятствующей его окислению. Он неядовит (если не попадает в организм в большом количестве), обладает высокой электро- и теплопроводностью. Именно он обеспечивает передачу электроэнергии на Земле.

Однако металл не отличается прочностью. Поэтому при изготовлении металлоконструкций зачастую используется сплав алюминия с другими металлами - медью, магнием. Такие сплавы называются дюралюминий.

Электропроводность металла можно сравнить с медью, но он дешевле, поэтому ему нашли более широкое применение. Один из немногих недостатков алюминия - его тяжело паять из-за прочной оксидной пленки. Кстати, он легко воспламеняется и если бы не эта оксидная пленка, он горел бы на воздухе.

Алюминий - драгоценный металл

Интересно, что в 19-м веке алюминий очень ценился. За килограмм металла просили около 3 000 франков. Поэтому ювелиры активно изготавливали украшения на его основе. Ведь металл легко поддается обработке, обладает красивым серебристым оттенком и позволяет придавать изделию любую форму.

Однако уже через несколько лет он стал падать в цене и вскоре вышел из моды. Многие алюминиевые драгоценности не пережили обесценивание металла. Сегодня они - большая редкость.

Совсем недавно алюминий стал главной темой выставки, организованной в Питтсбурге (штат Пенсильвания) в музее Карнеги. Интерес к нему появляется снова. Самый распространенный цветной металл в земной коре сегодня применяется в виде металлической пены. Это новейшая разработка, на основе которой можно изготавливать даже корабельные корпуса.

Вред алюминия

Еще в 1960 году ученые выяснили, что в мозге у людей, страдающих болезнью Альцгеймера, присутствует высокий уровень алюминия. Недавние исследования подтвердили, что металл вызывает ускоренное старение клеток мозга, становится причиной дегенеративных неврологических заболеваний. Низкая усвояемость алюминия дает ложное представление о его безопасности для организма. Но на самом деле длительный прием его небольших доз в конечном итоге вызывает отключение нейронов головного и спинного мозга.

Золото - самый часто встречающийся драгоценный металл

Золото является самым распространенным металлом в земной коре среди благородных. Когда-то людям были известны лишь 2 драгметалла - золото и серебро. Однако позже список расширился. Сегодня благородными являются платиновая группа металлов. В эту группу, помимо платины, входят также ее элементы - родий, осмий, рутений и иридий. Кстати, иридий - самый редкий металл в этой группе. Благородным признан и технеций, однако из-за радиоактивности его не включили в список драгоценных.

Золото, как и другие благородные металлы, обладает рядом уникальных свойств. Оно блестит на открытом воздухе, ему не вредит длительное пребывание в воде, а также воздействие щелочей и кислот, высоких температур. Золото легко поддается обработке, обладает высокой плотностью. Металл встречается в виде самородков, песка и в сочетании с другими элементами. Однако при этом золото уступает многим металлам по прочности и устойчивости. Сегодня это далеко не самый дорогой драгметалл. Цена его составляет $45 за 1 грамм.

Какой металл самый редкий на Земле?

Металлы - это группа простых элементов, которые обладают характерными свойствами. Среди основных их свойств - ковкость, пластичность, блеск, тепло- и электропроводность. Название восходит к латинскому «metallum», что означает «рудник», «минерал», «металл».

Редкие и дорогостоящие

Все металлы твердые, но их прочность разнится. Некоторые можно разрезать кухонным ножом, а другие (хром, например) царапают даже сталь или стекло.

Большая их часть присутствует в природе в виде руд и соединений. Их извлекают из земли во время добычи полезных ископаемых.

Многие металлы имеют собственные уникальные свойства. К примеру, иридий способен уничтожать раковые клетки. Он наполняет их огромной дозой кислорода, которая убивая патогенные элементы, оставляет здоровые нетронутыми.

Интересный факт. Оказывается, что в составе обыкновенного смартфона присутствуют золото, серебро и палладий - дорогостоящие и достаточно редкие металлы. Особенно ценными эти мобильные телефоны кажутся на фоне того, что однажды человечество исчерпает запасы драгоценных элементов на приемлемой для добычи глубине.

В природе встречается множество металлов, но все в разном количестве. Каких-то очень много, других - практически нет. Есть металлы-изотопы, которые получают искусственным путем. Многие из них являются не только редкими, но и безумно дорогими. Итак, какой самый редкий металл на Земле?

Калифорний из Калифорнии

Калифорний (Cf) на сегодняшний день имеет статус самого редкого и дорогого металла на Земле. Находится под номером 98 в таблице Менделеева. Его называют «камнем надежды». Он имеет серебристо-серый цвет и производится путем длительного облучения плутония. Сам плутоний был получен при бомбардировке урана ядрами тяжелого водорода.

Калифорний был выведен группой ученых во главе с Гленном Сиборгом в 1950 г. В природе его, естественно, не существует. Его созданием занималась команда Калифорнийского университета (откуда и получил свое название металл) города Беркли. Сегодня с ним работают лишь 2 лаборатории. Одна находится в России, другая - в США.

Калифорний является изотопом (изотопы получают искусственным путем). При этом стоимость его просто баснословна - до 10 млн. долларов за грамм. Это неудивительно, ведь мировой запас металла составляет всего 8 граммов. Ежегодно удается получить лишь 20-40 грамм калифорния.

Этот металл является радиоактивным и состоит из 17 изотопов. Самым изученным из них считается калифорний-252. Длительность его полураспада составляет целых 900 лет.

Свойства калифорния ошеломляющие. Применяется преимущественно в медицине и в области ядерной физики. Он является мощным источников нейтронов, поэтому его используют для обработки злокачественных опухолей, которых «не берет» лучевая терапия.

Он также используется для изучения космического пространства - как Луны, так и самых дальних звезд и планет. Он применим и для исследования деления ядер. Кроме этого, калифорний является незаменимым помощником во время добычи полезных ископаемых - он позволяет обнаруживать серебро и золото.

Бомбы, изготовленные с добавлением самого редкого в мире металла, считаются очень мощными. 1 грамм калифорния способен обеспечить часовую деятельность небольшого ядерного реактора.

Осмий и осмий-187

Осмий - природный металл. Формально его причисляют к благородным. Осмий имеет красивый серебристо-голубой оттенок. Отличается самой высокой температурой плавления. Ученые долгое время не могли выяснить, при какой температуре плавится этот металл - 3000 или 5000 градусов. Результаты сообщили, что плавить его лучше на поверхности Солнца.

Добыча осмия в природе - длительной процесс, занимающий почти год. Его стоимость на рынке составляет 10 000 долларов за 1 грамм. Однако намного дороже стоит изотоп осмия-187. Его стоимость достигает 200 000 долларов за грамм. Производство изотопа занимает около 9 месяцев. Примечательно, что применения осмию-187 пока не нашли. Но уже покупают.

А есть ли другие?

Калифорний - самый редкий металл на Земле, но есть и другие, природные. Содержание их в земной коре также невелико. Сегодня известно около 40 металлов, очень редко встречающихся в природе. При этом они не формируют месторождений, а соседствуют с другими минералами. Их называют рассеянными. Так, висмут встречается в месторождениях меди, а германий - в углях.

Астат

Астат - самый редкий металл на планете, встречающийся в природных условиях. В земной коре присутствует всего 70 мг астата. Долгое время его считали галогеном (образующим соли в результате реакции с металлами). Но в 2013 году было проведено исследование. Ученые смоделировали свойства астата. Формально, он должен быть металлом, но при этом не выстраивает присущую им кристаллическую решетку. Структура астата должна быть схожа со структурой ртути, но при этом он, вероятно, в нормальных условиях будет не твердым, а жидким.

В лабораториях за все время изучения его свойств удалось получить лишь 0,05 микрограмма самого редкого металла на земле, поэтому его основные характеристики (цвет, плотность) остаются для химиков загадкой.

Астат получают путем облучения висмута с последующим отделением их друг от друга. Все изотопы этого вещества являются активными. Примечательно, что период распада астата составляет чуть больше 8 часов. Это свойство позволяет использовать его в ядерной медицине.

Рений - один из самых редких металлов

Рений - один из самых редких металлов на Земле. При составлении своей таблицы Менделеев предсказал, что вскоре будет обнаружено соединение с весом атома 180. Долгие годы ученые пытались найти таинственный металл. Но лишь в 1925 году этот редкий устойчивый металл обнаружили Ида и Вальтер Ноддак.

До недавнего времени он считался рассеянным. Минералы рения настолько редки, что представляют не промышленную, а научную ценность. Этот металл уникален, его свойства не имеют аналогов. Он используется в процессе создания космической и авиационной техники. Всего 4% рения позволяют добиться невероятной прочности. Такая техника выдерживает высочайшую температуру (до 2 000 градусов), не теряя прочности. Около 70% рения, добываемого в мире, эксплуатирует Япония.

Сегодня спрос на рений, как и другие редкие элементы таблицы Менделеева, растет с каждым днем. Особенно в нем нуждается США. Это объясняет стоимость металла - 800 долларов за 1 грамм неочищенного сырья.

Рений на Южно-Курильских островах

В 90-х годах прошлого столетия в России было обнаружено крупное месторождение рения. Теперь главное - построить завод и наладить его добычу. Месторождение находится прямо в кратере действующего вулкана Кудрявого, что на острове Итурупе (принадлежит к группе Южно-Курильских островов).

Газы вулкана ежегодно выбрасывают на поверхность около 15 тонн рения. Это подтверждает теорию геологов о том, что большинство редких и тяжелых металлов, недоступные нам, находятся в недрах планеты.

Читайте также: