ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 4367

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

226 

брюшного  тифа,  дифтерии,  стрептококка  и  стафилококка.  Ионы  серебра  прони-
кают внутрь клетки бактерии, образуют нуклеаты и клетка отмирает. Они угнета-
ют  образование  аминокислот  опухолевой  ткани.  Аналогично  действуют  ионы 
ртути и меди. В ферментных системах серебро блокирует тиоловые группы.  

Заболевания,  вызванные  избытком  серебра:  аргирия  –  процесс  отложения 

кристалликов металлического серебра в коже и она темнеет, как при загаре. Пато-
логии  это  заболевание  не  вызывает.  Токсичная  доза  серебра  в  организме  60  мг, 
летальная – 1,3–6,2 г. 

Растения-концентраторы:  огурцы,  капуста,  грибы,  зеленые водоросли,  по-

лынь, тысячелистник, шалфей.  

Используется  в  фотографии,  ювелирном  деле,  для  получения  зеркал,  в 

электронике. 

КАДМИЙ

 

Токсичный серебристый металл. Число изотопов с учетом ядерных изоме-

ров  31.  В  природе  известны  8  стабильных  изотопов,  из  них  ведущие 

114

Cd

 

(28,72%), 

112

Cd

 (24,13%)  Периоды полураспадов радионуклидов  – дни, часы. Ра-

диус 

Cd

2+

 – 103, 

Cd

+

 – 114, атомный – 148,9 пм. Основная линия в атомном спек-

тре – 643,847 нм. 

Кларк  кадмия  в  земной  коре –  0,11∙10

-4

%  (1,7

.

10

-5

)  ,  почве  – 5∙10

-5

  ,  золе 

растений – 1∙10

-6

 %, речных водах – 0,1 мкг/л. 

Валентность  кадмия  2,  его  ион  симметричен  и  устойчив  типа  палладия. 

Кадмий замещает цинк в решетках минералов. Известны минералы кадмия: гри-
нокит в соединении с серой и отавит – с карбонатами. Ион сильной поляризации, 
поэтому активно сорбируется коллоидами почв и в небольшом количестве выно-
сится в океан. Возможно эндокриптное удержание кадмия минералами кальция. 

Известно 8 минералов кадмия. Основное их количество встречается среди 

сульфидов цинка. В гранитах может быть до 1,6 г/т кадмия, в осадочных породах 
– 0,21 г/т. 

Геохимические  барьеры  кадмия:  щелочной,  восстановительный  серо-

водородный.  Мигрирует  в  окислительной  и  восстановительно-глеевой  гео-
химических обстановках. 

В  организме  человека  содержится  50  мг  кадмия.  Суточное  потребление  с 

пищей  –  0,15  мг.  Период  полувыведения  –  6,3  года.  Концентрируется  в  костях,  
печени  и  почках.  Образует  устойчивые  потенциально  токсичные  комплексы  с 
биосоединениями с сульфидной группой (RS). Токсикозу 

Cd

  противостоит  вита-

мин D. 

Заболевания,  вызванные  избытком  кадмия:  боли  в  мышцах,  деформация 

скелета,  нарушения  функции  легких,  почек,  разнообразные  опухоли.  Токсичная 
доза – 3–330 мг, летальная – 1,5–9 г. Канцерогенный элемент. 

Растения-концентраторы:  рапс,  салат,  шпинат,  шампиньоны.  Кадмий  пре-

обладает в корнях. В растениях 

Cd

 и 

Zn 

синергисты и могут взаимозамещаться во 

многих ферментах. Кадмий подавляет всасывание цинка. 

Используется в производстве сплавов, красок, аккумуляторных батарей. 


background image

 

227 

ИНДИЙ

 

Редкий,  рассеянный,  токсичный  металл.  Устойчив  к  воздействию  воды  и 

воздуха. Растворяется в кислотах. Число изотопов с учетом ядерных изомеров 59. 
В природе наиболее распространен радионуклид 

115

In

 (95,7 %)  с периодом  полу-

распада 6·10

14

 лет с β и γ типом распада и стабильный 

113

In

 (4,3 %). Радиус In

3+

– 

92, In

+

– 132, атомный – 162,6 пм. Основная линия в атомном спектре – 451,131 нм. 

Кларк  индия  в  земной  коре   0,049·10

–4

%  (1,5

.

10

-5

),    золе  растений –  0,1%, 

речных  водах – 1,4 мкг/л. 

В  геохимии  известны  ионы  трехвалентного  индия  сильной  поляризации, 

поэтому  температура  плавления  низкая  и  ряд  соединений  летучи.  Встречается  в 
цинковой обманке, халькопирите, сульфостаннатах свинца и сурьмы. Накаплива-
ется  во  вторичных  соединениях  алюминия  и  оксида  железа.  Элемент  рассеян  в 
разнообразных минералах. Улавливание ионов индия возможно путем полярного 
изоморфизма ионами меньшей активности и сходными по объему:  цинком, мар-
ганцем, двухвалентными железом и медью. В гипергенных условиях рассеивается 
больше,  чем  в  гипогенных,  изредка  накапливаясь  в  галмее,  ярозите,  охрах.  Изо-
морфно  замещает  цинк  и  свинец.  Цинковая  обманка  и  некоторые  сульфосоли  с 

Pb,  Zn,  Sn,  Sb

  являются  главнейшими  источниками  этого  элемента.  Максимум 

концентрации характерен для  станнина (950 г/т) и сфалерита (365 г/т). 

Геохимический барьер индия кислородный. Частично мигрирует в сильно-

кислой среде. 

В организме человека содержится 11–20 мг индия. Период полувыведения 

48 суток. Концентрируется в коже, мышцах и скелете. 

Используется  в  предохранительных  устройствах,  полупроводниках  (

InAs, 

InSb

). 

ОЛОВО

 

Токсичный, мягкий, пластичный металл. Число изотопов с учетом ядерных 

изомеров  37, среди них 10 стабильных. Радионуклиды в природе не встречаются 
и имеют короткий период полураспада. Радиус 

Sn

2+

– 93, 

Sn

4+

– 74, атомный – 140,5 

пм. Основная линия в атомном спектре – 283,999 нм.  

Кларк 

Sn

  в  земной  коре –  2,2·10

–4

%  (2,3

.

10

-4

),  почве  – 1·10

–3

,  золе  расте-

ний – 5· 10

–4

%, речных водах – 0,5 мкг/л. 

Геохимическое сходство у олова с 

Si, 

изоморфизм с 

Si

4+

, сродство к 

O

2

S, 

F, Cl

. Соединения 

Sn

2+

  растворимы в воде, а  

SnO

2

 и 

SnO

 практически нератвори-

мы. 

Олово – элемент двойственной природы в геохимии, дает ионы типа купро 

с активной поляризацией и высокой прочностью связи электронных оболочек. По 
строению близок к свинцу, по пропуску оболочки в слое 

N (f)

 примыкает к цирко-

нию и молибдену. Отсюда его связь с цирконием и молибденом в гранитных оста-
точных  магмах,  а  также  с  типичными  сульфидными  комплексами  (цинком  и 
свинцом).  В  природе  оно  четырехвалентное,  металлические  свойства  выражены 
слабо. 

Диоксид олова (

SnO

2

выпадает в осадок при низких и  средних значениях 

рН,  легко  образует  золи  и  гели,  подобно  кремнезему.  В  сильно  щелочной  среде 
растворяется с образованием станнатов. Он относится к слабым основаниям. Ио-


background image

 

228 

ны олова имеют вид: 

Sn

4+, 

[SnO

3

]

2-

, [SnS

3

]

2-

, [SnO

4

]

4-

, [SnS

4

]

4-

, [SnS

6

]

8-

При низких  

рН  происходит  разложение  комплексов,  при  высоких  –  их  растворение.  Олово 
осаждается всеми кислотами. 

Прото- и мезокристаллизация ведут к накоплению олова в остаточном рас-

плаве, при охлаждении которого олово разделяется на две части – пегматитовую и 
пневматолитовую. Классические месторождения олова связаны с пневматолитами 
– кварцевыми жилами и кварцевым грейзеном. Если кислотность понижена воз-
действием  карбонатных  пород,  происходит  задержка  в  осаждении  оловянного 
камня.  Контактные  месторождения  олова  занимают  промежуточное  положение 
между кварцевыми пневматолитами и сульфидными жилами. 

В гипергенных условиях олово образует россыпи при выветривании поро-

ды,  что  приводит  к  накоплению  касситерита.  Большой  удельный  вес,  особый 
блеск и цвет служат типичными внешними признаками этого минерала. 

Известно  77  минералов  олова.  Преобладают  халькогениды,  основной  – 

касситерит (

SnO

2

). 

Геохимические барьеры олова: кислородный, механический. Элемент сла-

бо подвижный в любой обстановке.  

В  организме  человека  содержится  14  мг  олова.  Суточное  потребление  с 

пищей – 0,2–3,5 мг и 38 мг при регулярном употреблении консервированной пи-
щи. Период полувыведения – 56–400 суток. Частично поступает с пылью воздуха. 
Аккумулируется в печени, почках, скелете, мышцах. С возрастом накапливается в 
организме. Интоксикация организма начинается при содержании 250 мг/кг. Высо-
котоксичное и хорошо растворимое метилированное олово (

CH

3

)

4

Sn

, образуется в 

анаэробных загрязненных водах. Токсичная доза – 2 г. 

Используется в сплавах, смазках, пайке, как добавка к полимерам. 

 

.СУРЬМА 

Токсичный, редкий металл. Число изотопов с учетом ядерных изомеров 40. 

Известно два стабильных изотопа 

121

Sb

  (57,3%)  и 

123

Sb

  (42,7%),  период  полурас-

пада искусственных радионуклидов короткий с β и γ типом распада. Радиус Sb

5+

 – 

62, Sb

3+

 – 89, атомный – 182 пм. Основная линия в атомном спектре – 231,147нм. 

Кларк сурьмы в земной коре – 0,2·10

–4

% (3

.

10

-5

),  почве – 0,9 мг/кг, речных 

водах – 1 мкг/л. 

Сурьма  обладает  амфотерными  свойствами  с  валентностями  3  и  5.  При-

родные  соединения  принадлежат  к  различным  группам:  самородная  сурьма  и 
сплавы  с  серебром  и  мышьяком,  сульфиды,  оксиды,  соли  сурьмяной  кислоты. 
Сурьма  относится  к  низкотемпературным  элементам  и  ее  выпадение  в  рудных 
жилах  происходит  в  геофазах  с  интервалом  температур  200–50

о

С  гидротермаль-

ных процессов. В чисто сурьмяных первичных месторождениях образуется анти-
монит (

Sb

2

S

3

). 

В эндогенных условиях транспортируется гидротермальными рас-

творами в комплексных соединениях в виде тиокислот типа 

Na

3

SbS

3

  и  галогени-

дах, обладающих высокой летучестью. 

В зоне гипергенеза сурьмяные руды окисляются, образуя кермезит, оксиды 

и охры. Большая часть сурьмы остается на месте, так как слабо мигрирует. 

Известно  150  минералов.  Преобладают  гипогенные  сульфиды.  Основной 

минерал  –  антимонит 

Sb

2

S

(71,4%),  бертьерит 

FeSb

2

S

4

  (57,0),  гудмундит 

FeSbS

 


background image

 

229 

(57,8), тетраэдрит 

Cu

12

Sb

4

S

13

 (35,4%). В окисленных рудах присутствуют валенти-

нит 

Sb

2

O

3

  (83,5%),  сенармонтит 

Sb

2

O

3

  (83,5),  сервантит 

Sb

2

O

4

  (79,2),  кермезит 

Sb

2

S

2

O

 (75,0%). В кислых породах сурьмы больше, чем в щелочных.  

Геохимические  барьеры  сурьмы:  кислородный,  сорбционный.  Элемент 

слабо подвижный в любой среде.  

В  организме  человека  содержится    8  мг  сурьмы.  Суточное  потребление  с 

пищей – 48 мкг (усваивается 1–15%). Период полувыведения 40–730 суток. 

Sb

(V) 

менее токсичен, чем 

Sb

(III). Соединения 

Sb

(III) имеют большее сродство к эрит-

роцитам, 

Sb

(V) –  плазме крови. Концентрируется в почках, скелете, крови, воло-

сах,  щитовидной  железе.  Сурьма  блокирует  тиоловые  группы,  оказывает  мута-
генное действие.  

Заболевания,  вызванные  избытком  сурьмы:  пневмония,  фиброз  костного 

мозга,  рак  легких.  При  острой  интоксикации  –  лихорадка,  снижение  ар-
териального давления, дерматит, экзема. Токсичная доза 100 мг. 

Загрязняют  сурьмой  предприятия  черной  и  цветной  металлургии,  про-

изводство цемента, кирпича, сжигание угля. 

Концентрирует сурьму капуста. В растениях ведет себя аналогично фосфо-

ру. Повышенные дозы фосфора препятствуют поступлению сурьмы в растения. В 
наземных  растениях  содержание 

Sb

  составляет  0,06  мг/кг  сухой  массы.  Концен-

трируется в корнях и вегетативных органах. 

Используется  для  придания  прочности  другим  металлам,  в  аккумуля-

торных батареях, подшипниках. 

ТЕЛЛУР

 

Рассеянный, токсический металл, на воздухе не горит, не взаимодействует 

с водой и 

HCl

, растворим в 

HNO

3

. Число изотопов теллура с учетом ядерных изо-

меров 39. Наиболее распространен в природе стабильный 

128

Те

 (31,73%) и два ра-

дионуклида – 

130

Те

 (33,97%) с периодом полураспада 2,4∙10

21

 лет и 

123

Те

 (0,89%) с 

периодом полураспада 1,3∙10

13

  лет.  Радиус  Те

4+

  –  97,  Те

6+

  –  56,  атомный  –  143,2 

пм. Основная линия в атомном спектре – 200,202 нм.  

Кларк  теллура  в  земной  коре  предположительно 0,5∙10

–6

%  (3∙10

–7

),  гид-

росфере – 3∙10

–7

%.  

Теллур резко отличается от серы и селена. В соединениях типа 

H

2

Te 

он да-

ет чисто металлические соединения. Из кислородных соединений более устойчив 

ТеО

2

.    Теллур  образует  минералы  с  ограниченным  числом  халькофильных  эле-

ментов большого атомного веса: золотом, ртутью, свинцом, висмутом, серебром, 
медью, никелем, платиной. 

Выделение соединений теллура относится к геофазам I и К. Теллуриды тя-

желых  металлов  выпадают  после  кристаллизации  сульфосолей.  Теллураты,  тел-
луриты выпадают в геофазу L, как чисто вторичные образования. В природе рас-
пространена ассоциация золото – висмут – теллур.  

Основное  соединение  теллурит  (

ТеО

2

)  встречается  редко.  Получают  при 

очистке  меди  из  анодного  шлама.  Концентрируется  в  золоторудных  ме-
сторождениях. 

Теллур извлекают попутно при переработке сульфидных медных, отчасти 

свинцовых руд, а также золото-серебро-теллуровых руд. Более 2/3 мирового про-


background image

 

230 

изводства получают при переработке халькопирита. Среднее содержание теллура 
в халькопирите –37 г/т, галените –20, пирите –23 г/т. Активные запасы 

Te

 заклю-

чены в медных (более половины мировых запасов и добычи), свинцово-цинковых, 
никелевых, а также некоторых месторождениях благородных металлов. 

Золото-теллуридные  месторождения  приурочены  в  основном  к  вулка-

ническим  депрессиям  или  кальдерам  и  характеризуются  минералогически  слож-
ным телескопированным оруденением. При окислении сульфидных минералов 

Те

 

осаждается с гидроксидами железа. 

Известно более 110 минералов теллура. Преобладают теллуриды и сульфо-

теллуриды. Основная часть их приходится на различные соединения с 

Bi

 и благо-

родными металлами, а остальная – на 

Cu, Fe, Ni, Co, Pb

 и др.  

Геохимический барьер теллура – кислородный. Мигрирует частично в ще-

лочной среде. 

В организме человека содержится 600 мг теллура. Суточное потребление с 

пищей – 0,6 мкг. Период полувыведения – до 38 суток. Аккумулируется в печени, 
почках, легких, мышцах. 

Заболевания,  вызванные  избытком  теллура:  выпадение  волос.  Токсичная 

доза – 0,25 мг, летальная – 2 г. 

Концентратор теллура – чеснок. 
Используется  в  сплавах,  в  электронике,  для  получения  химических  ре-

активов, катализаторов. 

ИОД

 

Тяжелый    неметалл.  Число  изотопов  с  учетом  ядерных  изомеров  37. 

Наиболее  распространен  стабильный 

127

I

  (100%).  Искусственные  радионуклиды 

быстро распадаются (часы, дни), исключая 

129

I

 с периодом полураспада 1,6∙10

7

 лет 

с β и γ типом распада. Радиус 

I

 – 220, ковалентный – 133,3 пм. Основная линия в 

атомном спектре – 804,374 нм. 

Кларк иода в земной коре –  0,14∙10

–4

% (4,7

.

10

-5

), почве – 5∙10

–4

 , золе рас-

тений – 5∙10

–3

 %, речных водах – 7 мкг/л. 

Иод  характеризуется  высокой  поляризуемостью,  образует  сильный  анион 

по  своим  кислотным  свойства.  Энергия  решеток  минералов  с  этими  анионами 
наименьшая  из  всех  известных  в  геохимии.  Он  образует  комплексные  анионы  – 
иодаты [

IO

3

]

, [

IO

4

]

. Известны соединения иода с серебром, медью, ртутью, каль-

цием, натрием, магнием, свинцом, аммонием. Большая часть его находится в рас-
сеянном состоянии. Элемент накапливается лишь в последних низкотемператур-
ных фазах геохимических процессов и приурочен к остаточным соляным водам и 
озерам,  в  продуктах  жизнедеятельности  водных  растений,  в  нефтяных  водах  и 
грязевых  вулканах,  в  пустынных  областях.  Соли  иода  легко  растворимы,  за  ис-
ключением его соединений с медью, серебром, свинцом. 

Известно 9 минералов иода. Преобладают иодиды меди, серебра и брома. 

Основной источник иода – минерализованные подземные иодо-бромные и иодные 
воды, а также воды нефтяных и газовых месторождений.  

Геохимический  барьер  иода:  органогенный.  Элемент  исключительно  по-

движный в любой геохимической обстановке.