Najbardziej zewnętrzna powierzchnia Ziemi nazywana jest litosferą lub skorupą. Ta sztywna warstwa zawiera zarówno oceany, jak i lądy. Większość pierwiastków znajduje się tylko w śladowych ilościach w skorupie ziemskiej, ale kilka jest ich obficie.
Pierwiastki i Związki
Istnieją 92 naturalnie występujące pierwiastki, od wodoru po uran, a skorupa ziemska zawiera prawie wszystkie z nich.
Przypomnijmy, że pierwiastek jest substancją, której nie można dalej rozbić środkami chemicznymi. Atomy danego pierwiastka mają w jądrze taką samą liczbę protonów. W układzie okresowym pierwiastki są wymienione za pomocą symbolu, takiego jak O dla tlenu.
Kiedy łączą się dwa lub więcej pierwiastków, powstaje związek. Przykładem jest tetratlenek krzemu, SiO4, związek tlenu i krzemu.
Tlen: najbardziej obfity pierwiastek w skorupie ziemskiej
Tlen, O2, jest zdecydowanie najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej w 46,6 procent, prawie połowa masy skorupy.
Tlen to wysoce reaktywny pierwiastek, który może łączyć się z wieloma innymi pierwiastkami, tworząc związki. Łatwo łączy się z krzemem (Si), tworząc minerały krzemianowe lub z żelazem (Fe), tworząc różne związki rud żelaza.
Krzem: drugi co do wielkości pierwiastek w skorupie ziemskiej
Krzem, Si, jest metaloidem, drugim najobficiej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej i odpowiada za 28 procent masy skorupy.
W połączeniu z tlenem tworzy materiały krzemianowe, takie jak dwutlenek krzemu, SiO2. Piasek składa się głównie z dwutlenku krzemu, a kwarc i inne skały krystaliczne powstają z innych materiałów krzemianowych. Krzem jest również niezbędnym materiałem do produkcji elektroniki i chipów komputerowych.
Aluminium: najbardziej obfity metal po transformacji
Aluminium, Al, jest trzecim najczęściej występującym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej z 8,1 procent masy skorupy.
Całe ziemskie aluminium łączy się z innymi pierwiastkami, tworząc związki i nigdy nie występuje jako samotny pierwiastek. Tlenek glinu (Al2O3), wodorotlenek glinu (Al (OH)3) i siarczan glinowo-potasowy (KAl (SO4)2) są powszechnymi związkami glinu. Aluminium i stopy aluminium mają wiele zastosowań, od folii kuchennej po produkcję rakiet.
Żelazo: metal przejściowy
Żelazo, Fe, jest czwartym najczęstszym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej, liczącym ponad 5 procent masy skorupy.
Żelazo pozyskiwane jest głównie z minerałów hematytu i magnetytu. Ze wszystkich obecnie rafinowanych metali 90 procent to żelazo, głównie do produkcji stali, stopu węgla i żelaza. Żelazo jest również ważnym składnikiem odżywczym w ludzkim ciele.
Wapń: najwięcej metali ziem alkalicznych w skorupie ziemskiej
Wapń, Ca, jest najobficiej występującym pierwiastkiem ziem alkalicznych w skorupie ziemskiej i stanowi około 3,6 procent skorupy ziemskiej.
Ten piąty najobficiej występujący pierwiastek w skorupie ziemskiej jest pierwiastkiem reaktywnym, który łatwo tworzy związki z tlenem i wodą i nie występuje w naturze jako wolny. Producenci stosują związki wapnia w wielu zastosowaniach, w tym w płytach gipsowo-kartonowych, kredzie i paście do zębów.
Sód: najwięcej metali alkalicznych w skorupie ziemskiej
Sód, Na, jest najpowszechniejszym metalem alkalicznym w skorupie ziemskiej i składa się 2,8 procent skorupy ziemskiej.
Szósty najobficiej występujący pierwiastek jest najlepiej znany jako część związku tworzącego sól kuchenną, chlorek sodu (NaCl). Sód jest wysoce reaktywny i nie występuje jako samotny pierwiastek. Jest składnikiem wielu przydatnych związków, takich jak soda oczyszczona, soda kaustyczna i boraks. Lampy sodowe wytwarzają jasne żółto-pomarańczowe światło i są szeroko stosowane do oświetlania dróg i parkingów.
Potas: Metal alkaliczny
Potas, K, nadrabia 2,6 procent skorupy ziemskiej i jest siódmym najczęstszym elementem.
Ten niezwykle reaktywny pierwiastek nigdy nie występuje w naturze jako wolny i tworzy liczne związki. Niektóre związki potasu są wykorzystywane do produkcji nawozów, mydeł, detergentów i niektórych rodzajów szkła.
Magnez: Metal ziem alkalicznych
Magnez, ósmy najobficiej występujący pierwiastek w skorupie ziemskiej, składa się z około 2,1 procent masy skorupy.
W naturze magnez występuje tylko w związkach, a nie jako samotny pierwiastek. Magnez ma wiele zastosowań: w domu może być stosowany jako środek zobojętniający i przeczyszczający oraz jest podstawowym składnikiem soli Epsom. W przemyśle stop magnezowo-aluminiowy jest wykorzystywany do budowy samolotów i innych zastosowań, w których wymagane są mocne, lekkie metale.