Medan de "heta" kärnprocesserna i rymden - plasmatillståndet, nukleogenes (elementprocessen) inuti stjärnorna etc. - huvudsakligen berör fysik. - nytt område kunskap, som fick betydande utveckling under andra hälften av 1900-talet. främst på grund av framgångarna med astronautik. Tidigare genomfördes studier av kemiska processer i yttre rymden och sammansättningen av kosmiska kroppar främst genom strålning från solen, stjärnorna och delvis de yttre skikten av planeter. Denna metod gjorde det möjligt att upptäcka elementet på solen redan innan det upptäcktes på jorden. Den enda direkta metoden för att studera kosmiska kroppar var fassammansättningen av olika meteoriter som föll på jorden. Således ackumulerades betydande material, vilket är av grundläggande betydelse för vidare utveckling. Utvecklingen av astronautik, flygningar av automatiska stationer till solsystemets planeter - Månen, Venus, Mars - och slutligen öppnade människans besök på månen helt nya möjligheter. Först och främst är detta en direkt studie av månen med deltagande av kosmonauter eller genom att ta prover med automatiska (mobila och stationära) fordon och leverera dem till jorden för vidare studier i kemiska laboratorier. Dessutom gjorde fordon med automatisk härkomst det möjligt att studera förhållandena för dess existens i och på ytan av andra planeter i solsystemet, främst Mars och Venus. En av de viktigaste uppgifterna är studien utifrån sammansättning och fördelning av kosmiska kroppar, önskan att förklara deras ursprung och historia på kemisk basis. Största uppmärksamhet ägnas åt problemen med prevalens och distribution. Förekomsten i rymden bestäms av nukleogenesen inuti stjärnorna. Solens kemiska sammansättning, solsystemets markplaneter och meteoriter är tydligen praktiskt taget identiska. Bildandet av kärnor är förknippat med olika kärnprocesser i stjärnor. Därför har olika stjärnor och stjärnsystem i olika stadier en annan kemisk sammansättning. Stjärnor med särskilt starka spektrallinjer av Ba eller Mg eller Li etc. är kända Fasfördelningen i kosmiska processer är extremt varierande. Aggregatet och fastillståndet i rymden vid olika stadier av dess omvandlingar påverkas på många sätt: 1) ett stort område, från stjärn till absolut noll; 2) ett stort utbud, från miljoner i termer av planeter och stjärnor till kosmiska; 3) djupt penetrerande galaktisk och solstrålning med olika sammansättning och intensitet; 4) strålning som åtföljer omvandlingen av instabil till stabil; 5) magnetiska, gravitationella och andra fysiska fält. Det har fastställts att alla dessa faktorer påverkar sammansättningen av planeterns yttre skorpa, deras gasskal, meteorit, rymden etc. Samtidigt gäller fraktioneringsprocesser i rymden inte bara atomkomposition, utan också isotopkomposition. Bestämning av isotopiska sådana som uppstår under påverkan av strålning möjliggör djup penetration i historien om bildningsprocesser för planeter, asteroider, meteoriter och för att fastställa åldern för dessa processer. På grund av extrema förhållanden i yttre rymden inträffar processer och tillstånd påträffas som inte är karakteristiska för jorden: plasmatillståndet för stjärnor (till exempel solen); kondensation av He, Na, CH4, NH3, etc. flyktig i stora planeter vid mycket låg; bildandet av rostfritt i rymden när det är på månen; kondritstruktur av steniga meteoriter; bildandet av komplexa organiska föreningar i meteoriter och förmodligen på planets yta (t.ex. Mars). I det interstellära rummet finns de i extremt små och många element, liksom (, etc.) och slutligen finns det en syntes av olika komplex (som härrör från primär sol H, CO, NH3, O2, N2 , S och andra enkla föreningar under jämviktsförhållanden med deltagande av strålning). Alla dessa organiska ämnen i meteoriter, i det interstellära rummet, är optiskt inaktiva.
Med utvecklingen av astrofysik och vissa andra vetenskaper, möjligheterna att få information relaterad till. Så, sökningar i det interstellära mediet utförs med metoder för radioastronomi. I slutet av 1972 upptäcktes mer än 20 arter i det interstellära rummet, inklusive flera ganska komplexa organiska arter som innehåller upp till 7. Det konstateras att de observerade dem är 10-100 miljoner gånger mindre än. Dessa metoder gör det också möjligt att, genom att jämföra radiolinjerna för isotopvarianter av en (till exempel H 2 12 CO och H 2 13 CO), undersöka isotopkompositionen för den interstellära och kontrollera riktigheten hos befintliga ursprungsteorier .
Av utomordentlig betydelse för kunskapen om rymden är studiet av en komplex flerstegsprocess med låg temperatur, till exempel övergången från sol till solida planeter i solsystemet, asteroider, meteoriter, åtföljd av kondenstillväxt, tillväxt (en ökning av massa, "tillväxt" av vilken som helst genom att tillsätta partiklar från utsidan, till exempel från ett gas-dammmoln) och agglomererade primära aggregat (faser) med en samtidig förlust av flyktiga ämnen i yttre rymden. I rymden, vid relativt låga (5000-10000 ° C), faller gradvis fasta faser med olika kemisk sammansättning (beroende på), som kännetecknas av olika bindningsenergier, oxidationspotentialer etc., gradvis ut ur kylningen. Till exempel i kondriter , silikat, metall, sulfid, kromit, fosfid, karbid och andra faser, som agglomererar någon gång i sin historia till en stenmeteorit och förmodligen på samma sätt i markplaneter.
Vidare i planeterna, processen för differentiering av det fasta ämnet, nedkylning till skal - metallkärnan, silikatfaserna (mantel och skorpa) och - redan som ett resultat av den sekundära uppvärmningen av planeterna genom värmen av radiogeniskt ursprung, släpptes under förfallet av radioaktivt och eventuellt andra element. Denna smältningsprocess och vulkanism är karakteristisk för månen, jorden, Mars, Venus. Den är baserad på den universella zonprincipen, som skiljer den smälta (till exempel skorpan och) från planetenas eldfasta mantel. Till exempel når den primära sol CaSiO 3 + CO 2 ett jämviktstillstånd där den innehåller 97% CO 2 vid 90 atm. Exemplet med månen antyder att sekundära (vulkaniska) inte hålls av en himmelkropp om dess massa är liten.
Kollisioner i yttre rymden (antingen mellan meteoritpartiklar eller under raid av meteoriter och andra partiklar på planets yta), på grund av de enorma kosmiska rörelseshastigheterna, kan orsaka värme och lämna spår i strukturen hos fasta rymdkroppar och bildandet av meteoritkratrar. Mellan kosmiska kroppar händer. Till exempel, enligt minsta uppskattning, minst 1 × i andra, men i allmänhet - till en förändring av den isotopiska eller atomsammansättningen ”, 1971, s. elva; Aller L. Kh., Trans. från engelska, M., 1963; Seaborg G. T., Valens E. G., Elements of the Universe, trans. från engelska, 2: a upplagan, M., 1966; Merrill P. W., rymdkemi, Ann Arbor, 1963; Spitzer L., Diffus materia i rymden, N. Y. 1968; Snyder L. E., Buhl D., Molecules in the interstellar medium, "Sky and Telescope", 1970, v. 40, s. 267, 345.
Bovyka Valentina Evgenievna
Ladda ner:
Förhandsvisning:
Kommunal budgetutbildningsinstitution
gymnasiet № 20 i Krasnodar
Sprida kemiska element på jorden och i rymden. Bildandet av kemiska element i processen för primär nukleosyntes och i det inre av stjärnor.
Fysikabstrakt
Slutförd av en student:
10 "B" klass MBOU gymnasium nr 20, Krasnodar
Bovyka Valentina
Lärare:
Skryleva Zinaida Vladimirovna
Krasnodar
2016
- Rummets kemi, som studerar rymdens kemi.
- Några termer.
- Den kemiska sammansättningen av planeterna i solsystemet och månen.
- Den kemiska sammansättningen av kometer, meteoriter.
- Primär nukleosyntes.
- Andra kemiska processer i universum.
- Stjärnor.
- Interstellärt medium
- Lista över använda resurser
Rymdkemi. Vad studerar rymdens kemi?
Ämnet för att studera rymdkemi är den kemiska sammansättningen av kosmiska kroppar (planeter, stjärnor, kometer, etc.), det interstellära rummet, liksom de kemiska processer som förekommer i rymden.
Rymdkemin handlar främst om de processer som inträffar under atomens molekylära interaktion mellan ämnen, och fysik är involverad i nukleosyntes inuti stjärnor.
Några termer
För att underlätta uppfattningen av följande material krävs en ordlista med termer.
Stjärnor - lysande massiva gasbollar, i vars djup reaktioner av syntes av kemiska element äger rum.
Planet - Himmelskroppar som kretsar i banor runt stjärnor eller deras rester.
Kometer - rymdkroppar, som består av frysta gaser, damm.
Meteoriter - små kosmiska kroppar som kommer till jorden från det interplanetära rymden.
Meteora - fenomen i form av ett lysande spår som orsakas av en meteoroid som kommer in i jordens atmosfär.
Interstellärt medium - sällsynt materia, elektromagnetisk strålning och magnetfält som fyller utrymmet mellan stjärnorna.
De viktigaste komponenterna i interstellär materia: gas, damm, kosmiska strålar.
Nukleosyntes - processen att bilda kärnor av kemiska element (tyngre än väte) under kärnfusionsreaktioner.
Den kemiska sammansättningen av planeterna i solsystemet och månen
Solsystemets planeter är himmellegemer som kretsar kring en stjärna som kallas solen.
Solsystemet består av åtta planeter: kvicksilver, Venus, jorden, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus.
Låt oss titta på varje planet separat.
Kvicksilver
Solens närmaste planet i solsystemet, den minsta planeten. Diameteren på kvicksilver är cirka 4870 km.
Kemisk sammansättning
Kärnan på planeten är järn, ferromagnetisk. Järnhalt \u003d 58%
Atmosfären består enligt vissa uppgifter mest av kväve (N2 blandat med koldioxid (CO2 ), enligt andra - från helium (He), neon (Ne) och argon (Ar).
Venus
Solsystemets andra planet. Diameter ≈ 6000 km.
Kemisk sammansättning
Kärnan är järn, manteln innehåller silikater och karbonater.
Atmosfären är 97% koldioxid (CO2 ), resten är kväve (N2), vatten (H2O) och syre (02).
Jorden
Den tredje planeten i solsystemet, den enda planeten i solsystemet med de mest gynnsamma förhållandena för livet. Diametern är cirka 12 500 km.
Kemisk sammansättning
Kärnan är järn. Jordskorpan innehåller syre O2 (49%), kisel Si (26%), aluminium Al (4,5%) samt andra kemiska grundämnen. Atmosfären är 78% kväve (N2 ), 21% från syre (O2 ) och 0,03% från koldioxid (CO2 ), resten är inerta gaser, vattenånga och föroreningar. Hydrosfären består mestadels av syre O2 (85,82%), väte H2 (10,75%) och andra element. Alla levande saker inkluderar alltid kol (C).
Mars
Mars är den fjärde planeten i solsystemet. Diameter ca 7000 km
Kemisk sammansättning
Kärnan är järn. Jordskorpan innehåller järnoxider och silikater.
Jupiter
Jupiter är den femte planeten från solen. Den största planeten i solsystemet. Diametern är över 140 000 km.
Kemisk sammansättning
Kärnan är komprimerat väte (H2 ) och helium (He). Atmosfären innehåller väte (H2), metan (CH4 helium (He), ammoniak (NH3 ).
Saturnus
Saturnus är den sjätte planeten från solen. Den har en diameter på cirka 120 000 km.
Kemisk sammansättning
Det finns inga data om kärnan och jordskorpan. Atmosfären består av samma gaser som Jupiters atmosfär.
Uranus och Neptun
Uranus och Neptunus är den sjunde respektive åttonde planeten. Båda planeterna har en ungefärlig diameter på 50 000 km.
Kemisk sammansättning
Det finns inga data om kärnan och barken. Atmosfären bildas av metan (CH4 helium (He), väte (H2 ).
Måne
Månen är en satellit av jorden, dess råvarubas. Månjorden kallas regolit, den innehåller kiseloxid (IV), aluminiumoxid och oxider av andra metaller, mycket uran, inget vatten.
Den kemiska sammansättningen av kometer, meteoriter
Meteoriter
Meteoriter är järn, järnsten och sten. Oftast är det stenmeteoriter som faller till jorden. I genomsnitt finns det 16 stenar för varje järnmeteorit.
Den kemiska sammansättningen av järnmeteoriter är 90% järn (Fe), 8,5% nickel (Ni), 0,6% kobolt (Co) och 0,01% kisel (Si).
Stenmeteoriter består huvudsakligen av syre (02 (41%) och kisel (Si) (21%).
Kometer
Kometer är solida kroppar som omges av ett skal av gas. Kärnan består av fryst metan (CH4) och ammoniak (NH3 ) med mineralföroreningar. Många radikaler och joner har hittats i gaskometer. De senaste observationerna utfördes för Hale-Bopp-kometen, som inkluderade vätesulfid, vatten, tungt vatten, svaveldioxid, formaldehyd, metanol, myrsyra, cyanväte, metan, acetylen, etan, fosterit och andra föreningar.
Primär nukleosyntes
För att överväga primär nukleosyntes, låt oss vända oss till tabellen.
Universums ålder | Temperatur, K | Materiens tillstånd och sammansättning |
0,01 s | 10 11 | neutroner, protoner, elektroner, positroner i termisk jämvikt. Siffran n och p är desamma. |
0,1 s | 3*10 10 | Partiklarna är desamma, men förhållandet mellan antalet protoner och antalet neutroner är 3: 5 |
10 10 | elektroner och positroner förintar, p: n \u003d 3: 1 |
|
13,8 s | 3*10 9 | Deuterium D- och Helium-kärnor börjar bildas4 Nej, elektroner och positroner försvinner, det finns fria protoner och neutroner. |
35 minuter | 3*10 8 | Antalet D och Not ställs in i förhållande till antalet p och n 4 He: H + ~ 24-25 viktprocent |
7 * 10 5 år gammal | 3*10 3 | Kemisk energi är tillräcklig för att bilda stabila neutrala atomer. Universum är transparent för strålning. Ämnet dominerar strålningen. |
Kärnan i primär nukleosyntes reduceras till bildandet av deuteriumkärnor från nukleoner, från nukleoner av deuterium och nukleoner - heliumkärnor med ett massantal på 3 och tritium och från kärnor3 Inte, 3 H och nukleoner - kärnor4 Inte.
Andra kemiska processer i universum
När höga temperaturer (i omständliga utrymmen kan temperaturen nå storleksordningen flera tusen grader) alla kemiska ämnen börjar bryta ner i komponenter - radikaler (CH3 C 2 , CH, etc.) och atomer (H, O, etc.)
Stjärnor
Stjärnor skiljer sig åt i massa, storlek, temperatur och ljusstyrka.
De yttre lagren av stjärnor består huvudsakligen av väte, liksom helium, syre och andra grundämnen (C, P, N, Ar, F, Mg, etc.)
Subdwarf-stjärnor består av tyngre element: kobolt, skandium, titan, mangan, nickel etc.
I atmosfären hos jättestjärnor finns inte bara atomer av kemiska grundämnen utan också molekyler av eldfasta oxider (till exempel titan och zirkonium), liksom några radikaler: CN, CO, C2
Den kemiska sammansättningen av stjärnor studeras med spektroskopisk metod. Således hittades järn, väte, kalcium och natrium i solen. Helium hittades först i solen och senare i atmosfären på planeten Jorden. För närvarande har 72 element hittats i solens spektra och andra himmellegemer, alla dessa element har hittats på jorden.
Energikällan för stjärnor är termonukleära fusionsreaktioner.
I det första skedet av en stjärnas liv omvandlas väte till helium i dess inre.
4 1 H → 4 He
Sedan omvandlas helium till kol och syre
3 4 Han → 12 C
4 4 Han → 16 O
I nästa steg är kol och syre bränslet, och element från neon till järn bildas i alfaprocesser. Ytterligare reaktioner vid infångning av laddade partiklar är endotermiska, därför slutar nukleosyntesen. På grund av stopp av termonukleära reaktioner störs jämvikten i järnkärnan, gravitationskompression börjar, en del av energin som spenderas på järnkärnans sönderfall till α-partiklar och neutroner. Denna process kallas gravitationskollaps och tar cirka 1 s. Som ett resultat av en kraftig ökning av temperaturen i stjärnhöljet uppstår termonukleära reaktioner vid förbränning av väte, helium, kol och syre. En enorm mängd energi släpps ut, vilket leder till explosion och spridning av stjärnans material. Detta fenomen kallas en supernova. Under en supernovaexplosion frigörs energi, vilket ger partiklarna en stor acceleration, neutronflöden bombarderar kärnorna i elementen som bildades tidigare. I processen med att fånga neutroner med efterföljande β-strålning sker syntes av kärnor av element som är tyngre än järn. Endast de mest massiva stjärnorna når denna etapp.
Under kollapsen bildas neutroner från protoner och elektroner enligt schemat:
1 1 p + -1 0 e → 1 0 n + v
En neutronstjärna bildas.
En supernovakärna kan förvandlas till en pulsar - en kärna som roterar med en period av en bråkdel av en sekund och avger elektromagnetisk strålning. Dess magnetfält når kolossala dimensioner.
Det är också möjligt att det mesta av skalet övervinner explosionens kraft och faller på kärnan. Genom att få ytterligare massa börjar neutronstjärnan krympa för att bilda ett "svart hål".
Interstellärt medium
Det interstellära mediet består av gas, damm, magnetfält och kosmiska strålar. Absorptionen av stjärnstrålning sker på grund av gas och damm. Dammet i det interstellära mediet har en temperatur på 100-10 K, temperaturen på den interstellära gasen kan variera från 10 till 107 K och beror på densitet och värmekällor. Interstellär gas kan vara antingen neutral eller joniserad (H2 0, H 0, H +, e -, He 0).
Den första kemisk förening i rymden upptäcktes 1937 med spektroskopi. Denna förening var CH-radikalen, några år senare hittades cyanogen CN och 1963 upptäcktes hydroxyl OH.
Med användning av radiovågor och infraröd strålning i spektroskopi har det blivit möjligt att studera de "kalla" områdena i rymden. Först upptäcktes oorganiska ämnen: vatten, ammoniak, kolmonoxid, vätesulfid och sedan organisk: formaldehyd, myrsyra, ättiksyra, acetaldehyd och myralkohol. 1974 hittades etylalkohol i rymden. Sedan upptäckte japanska forskare metylamin CH3-NH2.
Strömmar av atomkärnor - kosmiska strålar - rör sig i det interstellära rummet. Cirka 92% av dessa kärnor är vätekärnor, 6% - helium, 1% - kärnor av tyngre element. Man tror att kosmiska strålar genereras av supernovaexplosioner.
Utrymmet mellan kosmiska kroppar är fyllt med interstellär gas. Den består av atomer, joner och radikaler, och damm är också en del av den. Förekomsten av sådana partiklar har bevisats som: CN, CH, OH, CS, H2 O, CO, COS, SiO, HCN, HCOOH, CH3 OH och andra.
Partikelkollision kosmisk strålning, solvind och interstellär gas leder till bildandet av olika partiklar, inklusive organiska.
När protoner kolliderar med kolatomer bildas kolväten. Hydroxyl OH bildas av silikater, karbonater och olika oxider.
Under verkan av kosmiska strålar i jordens atmosfär, isotoper som kol med ett massantal på 1414 C, beryllium, vars massnummer är 1010 Var och klor med massnummer 3636 Cl.
En isotop av kol med ett massantal på 14 ackumuleras i växter, koraller, stalaktiter. Berylliumisotop med ett massantal på 10 - i bottensediment av hav och hav, polaris.
Samspelet mellan kosmisk strålning och kärnorna i markbundna atomer ger information om de processer som äger rum i rymden. Dessa frågor hanteras av modern vetenskap - experimentell paleoastrofysik.
Till exempel protoner av kosmiska strålar, kolliderar med kväve molekyler i luften, bryter molekylen i atomer, och en kärnreaktion inträffar:
7 14 N + 1 1 H → 2 2 4 He + 4 7 Be
Som ett resultat av denna reaktion bildas en radioaktiv isotop av beryllium.
I ögonblicket av kollision med atomer i atmosfären slår en proton ut neutroner från dessa atomer, dessa neutroner interagerar med kväveatomer, vilket leder till bildandet av en väteisotop med ett massantal av 3 - tritium:
7 14 N + 0 1 n → 1 3 H + 6 12 C
Tritium, som genomgår β-sönderfall, matar ut en elektron:
1 3 H → -1 0 e + 2 3 He
Detta bildar en lätt isotop av helium.
Den radioaktiva isotopen av kol bildas under fångsten av elektroner av kväveatomer:
7 14 N + -1 0 e → 6 14 C
Förekomsten av kemiska element i rymden
Tänk på överflödet av kemiska element i Vintergatan. Data om förekomsten av vissa element erhölls genom spektroskopi. För en visuell representation använder vi tabellen.
Kärnladdning | Element | Massfraktion i delar per tusen |
Väte | ||
Helium | ||
Syre | 10,4 |
|
Kol | ||
Neon | 1,34 |
|
Järn | ||
Kväve | 0,96 |
|
Kisel | 0,65 |
|
Magnesium | 0,58 |
|
Svavel | 0,44 |
För en mer visuell representation, låt oss vända oss till cirkeldiagrammet.
Som du kan se i diagrammet är det vanligaste elementet i universum väte, det näst vanligaste är helium och det tredje är syre. Massfraktionen av andra element är mycket mindre.
Förhandsvisning:
Om du vill använda förhandsgranskningen av presentationer skapar du ett konto ( konto) Google och logga in på det: https://accounts.google.com
Bildtexter:
Förekomsten av kemiska element på jorden och i rymden. Bildande av kemiska element i processen för primär nukleosyntes och i djupet av stjärnor. Avslutad av elev 10 "B" klass MBOU gymnasium №20 Bovyka Valentina Handledare: Skryleva ZV
Rymdkemi är vetenskapen om den kemiska sammansättningen av kosmiska kroppar, det interstellära rummet, liksom de kemiska processerna som äger rum i rymden.
Nödvändiga termer Stjärnor är lysande massiva gasbollar, i vars djup reaktioner av syntes av kemiska element äger rum. Planet - himmellegemer som kretsar i banor runt stjärnor eller deras rester. Kometer är kosmiska kroppar som består av frysta gaser och damm. Meteoriter är små kosmiska kroppar som faller på jorden från det interplanetära rymden. Meteorer är fenomen i form av ett lysande spår som orsakas av en meteoroid som kommer in i jordens atmosfär. Det interstellära mediet är den sällsynta materien, den elektromagnetiska strålningen och det magnetiska fältet som fyller utrymmet mellan stjärnorna. De viktigaste komponenterna i interstellär materia: gas, damm, kosmiska strålar. Nukleosyntes är processen att bilda kärnor av kemiska element (tyngre än väte) under kärnfusionsreaktioner.
Mercury Venus Earth Mars
Jupiter Saturnus Uranus Neptunus
Månen är en satellit av jorden, dess råvarubas.
Meteoritkomet
Primär nukleosyntes Universens ålder Temperatur, K Tillstånd och sammansättning av materia 0,01 s 10 11 neutroner, protoner, elektroner, positroner i termisk jämvikt. Siffran n och p är desamma. 0,1 s 3 * 10 10 Partiklarna är desamma, men förhållandet mellan antalet protoner och antalet neutroner är 3: 5 1 s 10 10 elektroner och positroner förintar, p: n \u003d 3: 1 13,8 s 3 * 10 9 Deuteriumkärnor D börjar bildas och helium 4 Han, elektroner och positroner försvinner, det finns fria protoner och neutroner. 35 min 3 * 10 8 Mängden D och He ställs in i förhållande till antalet p och n 4 He: H + ≈ 24-25 viktprocent 7 * 10 5 år 3 * 10 3 Kemisk energi är tillräcklig för att bilda stabila neutrala atomer. Universum är transparent för strålning. Ämnet dominerar strålningen.
De viktigaste reaktionerna som förekommer i stjärnornas inre 4 1 H → 4 He 3 4 He → 12 C 4 4 He → 16 O +1 1 p + -1 0 e → 1 0 n + v
De viktigaste reaktionerna som uppstår på grund av komponenterna i det interstellära mediet 7 14 N + 1 1 H → 2 2 4 He + 4 7 Be 7 14 N + 0 1 n → 1 3 H + 6 12 C 1 3 H → -1 0 e + 2 3 He 7 14 N + -1 0 e → 6 14 C
Överflödet av kemiska element i Vintergatan
Lista över använda resurser http://wallpaperscraft.ru/catalog/space/1920x1080 http://www.cosmos-online.ru/planets-of-the-solar-system.html http://www.grandars.ru/ shkola /estestvoznanie/merkuriy.html http://www.grandars.ru/shkola/estestvoznanie/venera.html http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/69/Earth_Eastern_Hemisphere.jpg http: // spacetime . ru / img / foto / planeta-mars_big.jpg http://www.shvedun.ru/images/stat/jp/jp.jpg http://spacegid.com/wp-content/uploads/2012/12/1995 - 49-f.jpg http://v-kosmose.com/wp-content/uploads/2013/12/4_179_br.jpg http://v-kosmose.com/wp-content/uploads/2013/11/Neptune_Full_br . jpg https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e1/FullMoon2010.jpg/280px-FullMoon2010.jpg http://www.opoccuu.com/tunm01.jpg https: // i. ytimg .com / vi / 06xW4UegYZ0 / maxresdefault.jpg http://terramia.ru/wp-content/uploads/2013/01/Nocturne-Eruption.jpg http://galspace.spb.ru/index61.file/ic. jpg
Kosmokemi (från Cosmos and Chemistry
vetenskapen om den kosmiska kroppens kemiska sammansättning, lagarna om förekomsten och fördelningen av kemiska element i universum, processerna för kombination och migration av atomer under bildandet av kosmisk materia. Den mest studerade delen av K. - Geokemi ,
K. studerar övervägande "kalla" processer på nivån av atom-molekylära interaktioner mellan ämnen, medan "heta" kärnprocesser i rymden - plasmas tillstånd av materia, nukleogenes (processen för bildning av kemiska element) i stjärnor och andra - är främst intresserade av fysik. K. är ett nytt kunskapsområde som har fått en betydande utveckling under andra hälften av 1900-talet. främst på grund av framgångarna med astronautik. Tidigare genomfördes studier av kemiska processer i yttre rymden och sammansättningen av kosmiska kroppar huvudsakligen genom spektralanalys (se spektralanalys) av solens, stjärnornas och delvis de yttre skikten av planetens atmosfärer. Denna metod gjorde det möjligt att upptäcka elementet helium i solen redan innan det upptäcktes på jorden. Den enda direkta metoden för att studera kosmiska kroppar var analysen av den kemiska och fassammansättningen av olika meteoriter som föll på jorden. Således ackumulerades betydande material, vilket är av grundläggande betydelse också för den vidare utvecklingen av kosmonautik. Utvecklingen av astronautik, flygningar av automatiska stationer till solsystemets planeter - Månen, Venus och Mars - och slutligen människans besök på månen öppnade helt nya möjligheter för kosmonautik. Först och främst är detta en direkt studie av Månens stenar med deltagande av astronauter eller genom att ta jordprover med automatiska (mobila och stationära) enheter och leverera dem till jorden för vidare studier i kemiska laboratorier. Dessutom gjorde fordon med automatisk härkomst det möjligt att studera materia och förhållandena för dess existens i atmosfären och på ytan av andra planeter i solsystemet, främst Mars och Venus. En av de viktigaste uppgifterna för kosmisk forskning är att studera utvecklingen av kosmiska kroppar på grundval av sammansättningen och förekomsten av kemiska element, önskan att förklara deras ursprung och historia på kemisk basis. Den största uppmärksamheten ägnas åt problemet med förekomst och distribution av kemiska element. Överflödet av kemiska element i rymden bestäms av nukleogenes inuti stjärnorna. Solens kemiska sammansättning, solsystemets markplaneter och meteoriter är tydligen praktiskt taget identiska. Bildandet av kärnor av kemiska element är förknippat med olika kärnprocesser i stjärnor. Därför har olika stjärnor och stjärnsystem olika kemiska sammansättningar i olika stadier av deras utveckling. Stjärnor med särskilt starka spektrallinjer av Ba eller Mg eller Li etc. är kända Fasfördelningen av kemiska element i kosmiska processer är extremt varierande. Det sammanlagda och fasläget för materia i rymden vid olika stadier av dess transformationer påverkas på många sätt: 1) ett enormt temperaturintervall, från stjärn till absolut noll; 2) ett stort utbud av tryck, från miljontals atmosfärer under förhållandena för planeter och stjärnor till det kosmiska vakuumet; 3) djupt penetrerande galaktisk och solstrålning med olika sammansättning och intensitet; 4) strålning som åtföljer omvandlingen av instabila atomer till stabila atomer; 5) magnetiska, gravitationella och andra fysiska fält. Det har fastställts att alla dessa faktorer påverkar materiens sammansättning av planeterns yttre skorpa, deras gashöljen, meteoritmaterial, kosmiskt damm, etc. Vidare gäller processerna för fraktionering av materia i rymden inte bara atom, utan också isotopisk komposition. Bestämning av isotopiska jämvikter som uppstår under påverkan av strålning gör det möjligt att tränga djupt in i historien om bildningsprocesserna för planeter, asteroider, meteoriter och att fastställa åldern för dessa processer. På grund av extrema förhållanden i yttre rymden inträffar processer och tillstånd av materia som inte är karakteristiska för jorden inträffar: plasmatillståndet för materia i stjärnor (till exempel solen); kondens av He, Na, CH4, NH3 och andra flyktiga gaser i atmosfären av stora planeter vid mycket låga temperaturer; bildandet av rostfritt järn i rymdvakuum vid explosioner på månen; kondritisk struktur av ämnet i stenmeteoriter; bildandet av komplexa organiska ämnen i meteoriter och förmodligen på planets yta (till exempel Mars). I det interstellära rummet finns atomer och molekyler av många grundämnen, såväl som mineraler (kvarts, silikater, grafit, etc.) i extremt små koncentrationer, och slutligen en syntes av olika komplexa organiska föreningar (som härrör från de primära solgaserna). H, CO, NH3, O2, N2, S och andra enkla föreningar i jämviktsförhållanden med deltagande av strålning). Alla dessa organiska ämnen i meteoriter, i det interstellära rummet, är optiskt inaktiva. Med utvecklingen av astrofysik (se Astrofysik) och vissa andra vetenskaper har möjligheterna att få information relaterad till kosmos utvidgats, så att sökningar efter molekyler i det interstellära mediet utförs med hjälp av metoder för radioastronomi (se Radioastronomi). I slutet av 1972 upptäcktes mer än 20 typer av molekyler i det interstellära rummet, inklusive flera ganska komplexa organiska molekyler som innehåller upp till 7 atomer. Det har fastställts att deras observerade koncentrationer är 10-100 miljoner gånger mindre än koncentrationen av väte. Dessa metoder gör det också möjligt, genom att jämföra radiolinjer av isotopiska arter av en molekyl (till exempel H2 12 CO och H 2 13 CO), att undersöka isotopkompositionen av interstellär gas och kontrollera riktigheten av befintliga teorier om ursprunget av kemiska element. Av utomordentlig betydelse för kunskapen om rymdkemi är studiet av den komplexa flerstegsprocessen med kondensering av plasmamaterial vid låg temperatur, till exempel övergången av solmaterial till det fasta materialet i solsystemets planeter, asteroider, meteoriter, åtföljda av kondenstillväxt, tillväxt (massaökning, "tillväxt" av något ämne genom tillsats av partiklar från utsidan, till exempel från ett gasdammmoln) och tätning av primära aggregat (faser) med samtidig förlust av flyktiga ämnen i yttre rymdens vakuum. I rymdvakuumet, vid relativt låga temperaturer (5000-10000 ° C), utfälls successivt fasta faser med olika kemisk sammansättning (beroende på temperatur), som kännetecknas av olika bindningsenergier, oxidationspotentialer etc. från kylplasman. Exempel: i Chondrite skiljer man silikat, metall, sulfid, kromit, fosfid, karbid och andra faser, som agglomererar någon gång i sin historia till en stenmeteorit och förmodligen på samma sätt till substansen på markbundna planeter. Vidare i planeterna sker processen för differentiering av fast, kylande material till skal - metallkärnan, silikatfaserna (manteln och skorpan) och atmosfären - redan som ett resultat av den sekundära uppvärmningen av planetmaterialet med värmen från radiogeniskt ursprung som frigörs under förfallet av radioaktiva isotoper av kalium, uran och torium och eventuellt andra föremål. En sådan process för smältning och avgasning av materia under vulkanism är karakteristisk för månen, jorden, Mars, Venus. Den är baserad på den universella principen för zonsmältning, som skiljer lågsmältande ämne (till exempel skorpan och atmosfären) från den eldfasta substansen i planetmanteln. Till exempel har den primära solmängden förhållandet Si / Mg≈1, planetskorpsmaterialet smält från manteln på planeterna är Si / Mg≈6,5. Säkerheten och naturen hos de yttre skalen på planeter beror främst på planeternas massa och deras avstånd från solen (till exempel Mars med låg effekt och den kraftfulla atmosfären i Venus). På grund av Venus närhet till solen uppstod en "växthuseffekt" i dess atmosfär från CO 2: vid temperaturer över 300 ° C i Venus atmosfär når processen CaCO3 + SiO2 → CaSiO 3 + CO 2 en jämviktstillstånd, vid vilket den innehåller 97% CO2 vid ett tryck av 90 bankomat. Exemplet med månen antyder att sekundära (vulkaniska) gaser inte hålls av en himmelkropp om massan är liten. Kollisioner i yttre rymden (antingen mellan partiklar av meteoritmateria eller under raid av meteoriter och andra partiklar på planets yta) på grund av de enorma kosmiska rörelsehastigheterna kan orsaka en termisk explosion och lämna spår i strukturen av fast ämne rymdkroppar och bildandet av meteoritkratrar. Materie utbyts mellan rymdkroppar. Till exempel, enligt minsta uppskattning, minst 1․10 4 t kosmiskt damm, vars sammansättning är känd. Bland stenmeteoriterna som faller till jorden finns det så kallade. basaltisk achondrit s ,
i sammansättning är de nära ytan stenar av månen och jord basalter (Si / Mg ≈ 6.5). I detta avseende uppstod en hypotes att deras källa är månen (ytan av dess skorpa). Dessa och andra processer i rymden åtföljs av bestrålning av materia (galaktisk och högenergi solstrålning) vid många stadier av dess transformation, vilket i synnerhet leder till omvandling av vissa isotoper till andra, och i allmänhet - till förändring av materiens isotopiska eller atomsammansättning. Ju längre och mer varierade processer som ämnet var inblandat i, desto längre i kemisk sammansättning är det från den primära stjärnkompositionen. Samtidigt gör den isotopiska sammansättningen av kosmisk materia (till exempel meteoriter) det möjligt att bestämma kompositionen, intensiteten och moduleringen av galaktisk strålning tidigare. Resultaten av forskning inom området K. publiceras i tidskrifterna Geochimica et Cosmochimica Acta (N. Y., sedan 1950) och Geochemistry (sedan 1956). Lit.: Vinogradov AP, högtemperatur protoplanetära processer, "Geokhimiya", 1971, v. elva; Aller L. Kh., Förekomsten av kemiska element, trans. från engelska, M., 1963; Seaborg G. T., Valens E. G., Elements of the Universe, trans. från engelska, 2: a upplagan, M., 1966; Merrill P. W., rymdkemi, Ann Arbor, 1963; Spitzer L., Diffus materia i rymden, N. Y. 1968; Snyder L. E., Buhl D., Molecules in the interstellar medium, "Sky and Telescope", 1970, v. 40, s. 267, 345. A.P. Vinogradov.
Stor sovjetisk encyklopedi. - M.: Sovjetiska uppslagsverk. 1969-1978 .
Synonymer:Se vad "kosmokemi" är i andra ordböcker:
Kosmokemi ... Stavning ordbok-referens
Han studerar den kemiska sammansättningen av kosmiska kroppar, lagarna om överflöd och fördelning av element i universum, utvecklingen av den isotopiska sammansättningen av element, kombinationen och migrationen av atomer under bildandet av kosmisk materia. Forskning om kemikalier ... ... Big Encyclopedic Dictionary
Nus., Antal synonymer: 1 kemi (43) ASIS synonymordbok. V.N. Trishin. 2013 ... Synonymordbok
Vetenskapen som studerar förekomst och distribution av kem. element i rymden: yttre rymden, meteoriter, stjärnor, planeter i allmänhet och deras individuella delar. Geological Dictionary: i två volymer. M.: Nedra. Redigerad av K. N. Paffengolts och ... Geologisk uppslagsverk
Den här artikeln bör vara wikified. Snälla, ordna det enligt reglerna för artikelformatering ... Wikipedia
Vetenskap om kem. rymdens sammansättning. kroppar, lagarna om förekomst och distribution av element i universum, processer för kombination och migration av atomer under bildandet av kosmiska. i va. Bildandet och utvecklingen av K. är främst förknippad med verk av V.M. Goldschmidt, G ... Kemisk uppslagsverk
Han studerar den kemiska sammansättningen av kosmiska kroppar, lagarna om överflöd och fördelning av element i universum, utvecklingen av den isotopiska sammansättningen av element, kombinationen och migrationen av atomer under bildandet av kosmisk materia. Forskning om kemikalier ... ... encyklopedisk ordbok
kosmokemi - kosmoso chemija statusas T sritis chemija apibrėžtis Mokslas, tiriantis cheminę kosmoso objektų sudėtį. atitikmenys: angl. kosmisk kemi rus. kosmokemi ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
- (från rymden och kemin) kemivetenskapen. rymdens sammansättning. organ, prevalenslagar och distribution av kemikalier. element i universum, om syntesen av kemkärnor. element och förändringar i den isotopiska sammansättningen av element, om processerna för migration och interaktion av atomer under ... Big Encyclopedic Polytechnic Dictionary
Vad är det vanligaste ämnet i universum? Låt oss ta itu med denna fråga logiskt. Det verkar vara känt, detta är väte. Väte H utgör 74% av massans massa i universum.
Vi kommer inte att gå in i det okända djungeln här, vi kommer inte att överväga Dark Matter och Dark Energy, vi kommer bara att prata om vanlig materia, om de vanliga kemiska elementen som finns i (för närvarande) 118 celler i det periodiska systemet.
Väte som det är
Atomväte H 1 är vad alla stjärnor i galaxer är gjorda av, detta är huvuddelen av vår välbekanta materia, som forskare kallar baryonisk. Baryonisk materia består av vanliga protoner, neutroner och elektroner och är synonymt med ordet ämne.
Men monatomiskt väte är inte riktigt ett kemiskt ämne i vår kära, markbundna förståelse. Det är ett kemiskt grundämne. Och med substans menar vi vanligtvis någon form av kemisk förening, dvs. förening av kemiska element... Det är uppenbart att den enklaste kemiska substansen är kombinationen av väte med väte, dvs. vanligt gasformigt väte H2, som vi känner, älskar och som vi fyller zeppelin luftskepp, från vilka de sedan exploderar vackert.
Två volymer väte H2 fyller de flesta gasmoln och nebulosor i rymden. När de, under påverkan av sin egen tyngdkraft, samlas i stjärnor sprider den stigande temperaturen kemisk bindning, omvandlar den till atomväte H1, och den ständigt ökande temperaturen tar bort en elektron e - från en väteatom, som omvandlas till en vätejon eller bara en proton sid +. I stjärnor är all materia i form av sådana joner, som bildar materiens fjärde tillstånd - plasma.
Återigen är det kemiska väte inte så intressant, det är för enkelt, låt oss leta efter något mer komplext. Föreningar som består av olika kemiska element.
Det näst vanligaste kemiska grundämnet i universum är helium. han, dess i universum är 24% av den totala massan. I teorin är det vanligaste svårt kemisk det måste finnas en kombination av väte och helium, men problemet är helium - inert gas... Vanligt och inte ens mycket normala förhållanden helium kommer inte att kombineras med andra ämnen och med sig själv. Genom listiga knep kan han tvingas ingå kemiska reaktionermen sådana föreningar är sällsynta och varar vanligtvis inte länge.
Så du måste leta efter väteföreningar med de näst vanligaste kemiska elementen.
Deras andel är endast 2% av universums massa, när 98% är nämnda väte och helium.
Litium är inte det tredje mest populära Li, som det kan verka, titta på det periodiska systemet. Det näst vanligaste elementet i universum är syre. Osom vi alla känner, älskar och andas som en färglös och luktfri O 2-kiselgur. Mängden syre i rymden överträffar långt alla andra element från de 2% som återstod minus väte och helium, i själva verket hälften av resten, dvs. cirka 1%.
Detta betyder att den vanligaste substansen i universum visar sig vara (vi härledde detta postulat logiskt, men detta bekräftas också av experimentella observationer) det vanligaste vattnet H2O.
Det finns mer vatten (oftast fryst i form av is) i universum än någonting annat. Minus väte och helium, naturligtvis.
Allt består av vatten, bokstavligen allt. Vårt solsystem består också av vatten. Tja, i betydelsen av solen består den naturligtvis huvudsakligen av väte och helium, från vilken gasjättplaneter som Jupiter och Saturnus samlas. Men resten av materialet i solsystemet är inte koncentrerat i steniga planeter med en metallkärna som jorden eller Mars och inte i det steniga bältet av asteroider. Huvuddelen av solsystemet i det isiga skräpet som finns kvar från dess bildning består av iskometer, de flesta asteroider i det andra bältet (Kuiper-bältet) och Oortmolnet, som ligger ännu längre bort.
Till exempel den berömda tidigare planet Pluto (nu dvärgplaneten Pluto) 4/5 bitar is.
Det är tydligt att om vattnet är långt ifrån solen eller någon stjärna, fryser det och förvandlas till is. Och om den är för nära, avdunstar den, blir den vattenånga, som transporteras bort av solvinden (en ström av laddade partiklar som släpps ut av solen) till avlägsna regioner i stjärnsystemet, där den fryser och återigen blir till is.
Men runt vilken stjärna som helst (jag upprepar, runt vilken stjärna som helst!) Det finns en zon där detta vatten (som återigen, jag upprepar, är det mest utbredda ämnet i universum) befinner sig i den flytande fasen av själva vattnet.
Det bebodda området runt stjärnan, omgivet av områden där det är för varmt och för kallt
Flytande vatten i universum till helvetet. Runt någon av de 100 miljarder stjärnorna i vår Vintergatan finns det zoner som kallas Bebyggd zon, där det finns flytande vatten, om det finns planeter, och de borde vara där, även om inte för varje stjärna, då för var tredje eller till och med var tionde.
Jag säger mer. Is kan smälta inte bara från stjärnlys. I vårt solsystem finns det många satellitmånar som kretsar kring gasjättar, där det är för kallt från brist på solljus, men på vilka respektive planets kraftfulla tidvattenkrafter verkar. Det har bevisats att flytande vatten finns på Saturnusmånen Enceladus, det antas att det ligger på Jupiters månar Europa och Ganymedes, och förmodligen många andra platser.
Vattengejser på Enceladus, fångad av den passerande Cassini-sonden
Även på Mars spekulerar forskare att det kan finnas flytande vatten i underjordiska sjöar och grottor.
Tror du att jag nu kommer att börja prata om det faktum att eftersom vatten är den vanligaste substansen i universum, så hej andra livsformer, hej utomjordingar? Nej, tvärtom. Jag tycker det är roligt när jag hör uttalanden från några alltför angelägna astrofysiker - "leta efter vatten, hitta liv." Eller - "det finns vatten på Enceladus / Europa / Ganymedes, vilket betyder att det måste finnas liv där." Eller - i Gliese 581-systemet upptäcktes en exoplanet i den bebodda zonen. Det finns vatten, vi utrustar snabbt en expedition på jakt efter liv! "
Det finns mycket vatten i universum. Men enligt modern vetenskaplig data är livet på något sätt inte särskilt bra.
Det finns inget i den jordiska miljön som omger oss som, även i avlägsen utsträckning, liknar ett supergles interstellärt medium. Det lättaste ämnet anses vanligtvis vara luft. Men jämfört med vilken interstellär nebulosa som helst verkar luften vara ovanligt tät.
En kubikcentimeter rumsluft har en massa nära ett milligram; massan av Orion-nebulosan i samma volym är 100.000.000.000.000.000 (10 17) gånger mindre. Detta nummer är inte lätt att läsa. Men det är ännu svårare att visualisera en så stor grad av sällsynthet av materia.
Densiteten hos interstellära gasnebulosor (10-20 g / cm 3) är så försumbar att ett gasmoln med en volym på 100 kubik kilometer kommer att ha en massa på ett milligram!
I teknik strävar de i vissa fall efter att få ett vakuum - ett mycket sällsynt tillstånd av gaser. Genom ganska komplexa tweaks är det möjligt att minska tätheten i rumsluften med 10 miljarder gånger. Men även ett sådant "tekniskt tomrum" är fortfarande en miljon gånger tätare än någon gasnebulosa!
Det finns så många molekyler i rumsluften att de hela tiden måste kollidera med varandra. Ingen av dem kan flyga mer än en tusendels centimeter för att inte kollidera med någon av sina grannar. Det finns mycket mer utrymme i gasnebulosor. Var och en av atomerna kan säkert flyga miljontals kilometer hit, utan rädsla för kollision med en annan atom.
Inte bara på jorden utan också inom solsystemet vet vi inte om formationer som, i deras sällsynthet, skulle kunna konkurrera med gasnebulosor. Även kometer verkar lika täta som stål bredvid nebulosor jämfört med luft. Tätheten av gaser i kometternas huvuden är tusentals gånger större än densiteten för interstellära nebulosor.
Det kan verka konstigt varför ett sådant sällsynt medium på fotografier verkar vara ett kontinuerligt och till och med tätt ljusmoln, medan luften är så transparent att den knappast förvränger bilden av universum som ses genom den. Anledningen är naturligtvis i storleken på nebulosorna. De är så enorma att det inte är lättare att föreställa sig volymen de upptar än deras obetydliga densitet.
I genomsnitt har nebulosor diametrar uppmätta i ljusår eller till och med tiotals ljusår. Det betyder att om jorden reduceras till storleken på ett nålhuvud, så ska Orion-nebulosan i denna skala avbildas som ett moln på ett jordklot! Trots den försumbara tätheten av dess ingående gaser skulle substansen i Orion-nebulosan fortfarande vara tillräckligt för att "göra" flera hundra sådana stjärnor som vår sol.
Vi kommer från Orion-nebulosan på ett avstånd som ljuset färdas på 1800 år. Tack vare detta ser vi det i sin helhet. Om resenärer i framtiden befinner sig inne i Orion-nebulosan under interstellära flygningar, kommer det inte att vara lätt att märka - den här anmärkningsvärda nebulosan, sett "inifrån", verkar nästan helt transparent.
Glödet från gasnebulosor kan orsakas av olika orsaker. I de fall när stjärnan intill nebulosan är mycket varm (med en yttemperatur på mer än 20 000 K) avger nebulosatomerna den energi som mottas från stjärnan och glödprocessen har karaktären av luminiscens. Å andra sidan kolliderar ständigt rörliga gasmoln ibland med varandra och kollisionsenergin omvandlas delvis till strålning. Naturligtvis kan dessa skäl agera tillsammans.
Så kortvarig som densiteten hos gasformiga nebulosor är det interstellära mediet tio tusen gånger mer sällsynt. Håller med om att namnet "ingenting synligt" passar det interstellära gasmediet mycket mer än kometer.