§ 24. Полезные геологические химические соединения. Химический состав земной коры

Химия, 7 класс. Учебник: Оспанова М.К. и др. (Мектеп, 2025). Глава 9: Геологические химические соединения. Страницы 122–127.

Чему научишься

• Называть главные химические элементы земной коры и их долю.
• Объяснять, что такое минерал, и приводить примеры в разных агрегатных состояниях.
• Делить горные породы на магматические, осадочные и метаморфические и объяснять, как они образуются.
• Говорить, где людям нужны разные породы и минералы.

Разминка

• Из чего сделана гора, на которой ты стоял? Из камня. А камень состоит из минералов, а минералы из атомов химических элементов.
• Какие камни ты знаешь? Например, гранит, мрамор, известняк, песчаник, кварц. Сегодня разберёмся, откуда они берутся.
• Алмаз и грифель карандаша — родственники? Да: и то и другое углерод. Разница в строении.

💡 Каждый камень — это химическая запись. В нём зашифрованы элементы, которые собрала природа за миллионы лет.

Разбираемся

Из чего состоит земная кора

Люди изучили земную кору на глубину примерно 15–20 км. Это тонкая «скорлупа» планеты, но в ней найдено множество элементов. Самые распространённые 46, и среди них 8 главных: кислород, кремний, алюминий, кальций, железо, магний, натрий, калий. Вместе они составляют 97,2–98,8 процента массы коры.

📌 Два элемента, кислород и кремний, дают около 75 процентов массы коры. Остальные шесть главных делят между собой ещё около 22–23 процентов.

🌟 Золото, серебро и уран кажутся нам очень важными, но в коре их ничтожно мало, поэтому они и дорогие. А кислород и кремний рядом с тобой всегда: в песке, стекле, глине и кирпиче.

Что такое минерал

Соединения химических элементов в земной коре называются минералами. Слово пришло из латыни: minerale значит «руда».

📌 Минерал — природное однородное тело в земной коре с более или менее постоянным химическим составом и определёнными физическими свойствами.

Минералов известно около 3 тысяч (по учебнику), хотя геологи постоянно находят новые. У большинства в составе два, реже несколько элементов:

• поваренная соль (минерал галит) — натрий и хлор, NaCl;
• магнитный железняк — железо и кислород, Fe₃O₄;
• кварц — кремний и кислород, SiO₂.

А есть самородные минералы, сделанные из одного элемента: алмаз, сера, золото. Их в природе всего около 40.

🌟 Минералы бывают не только твёрдыми. Уголь и песок твёрдые, ртуть и нефть жидкие, а углеводороды и сернистый газ газообразные.

Как различают минералы

Геологи смотрят на блеск, цвет, прозрачность, твёрдость, удельный вес. Для твёрдости придумана шкала из десяти минералов, от самого мягкого (тальк) до самого твёрдого (алмаз). Каждый следующий царапает предыдущие.

💡 Тальк царапается ногтем. Алмаз оставляет царапину почти на любом камне, поэтому его используют в буровых коронках и резцах.

Из тысяч минералов самые частые — всего 40–50 видов. Это породообразующие минералы: кварц, гипс, кальцит и другие. Из них и складываются горные породы.

📕 В учебнике сказано, что самый распространённый минерал на Земле — кварц. Но в земной коре чаще всего встречаются полевые шпаты, а кварц на втором месте. Кварц очень заметен (песок, горный хрусталь, аметист), поэтому кажется «главным».

🌟 Знаешь ли ты? Алмаз единственный драгоценный камень, состоящий только из углерода. Чистый алмаз бесцветен, а цвет ему придают примеси. Есть и опасные минералы: чароит радиоактивен, а киноварь выделяет пары ртути.

Три семьи горных пород

Горные породы бывают по происхождению трёх видов.

Магматические. Они рождаются глубоко под землёй, где очень жарко и давление огромное. Раскалённая жидкая масса, магма (по-гречески «густая мазь»), остывает и кристаллизуется. Примеры: базальт, гранит, обсидиан.

Осадочные. Это породы с поверхности земной коры. Вода, ветер, ледник разрушают другие породы, обломки накапливаются и со временем уплотняются в твёрдый камень. Из песка получается гравий, из глины глинистый сланец, из мела известняк.

Метаморфические. Это уже готовые породы, которые изменили строение и свойства под действием температуры и давления. Из известняка получается мрамор, из глинистого сланца кристаллический сланец, из песчаника кварцит.

📌 Метаморфизм — все изменения, которые происходят в глубоких слоях земной коры и придают горным породам новый облик и состав. Слово значит «превращение».

Цепочки превращений

Метаморфические породы получаются из осадочных. Запомни пары «было, стало».

⚠️ Частая ошибка. Путают минерал и горную породу. Минерал — это один природный «кирпичик» с определённым составом (кварц, кальцит). Горная порода — «стена» из многих минералов (гранит, мрамор).

Камни на службе у человека

Таблица в учебнике показывает, как разные породы используют в строительстве.

💡 Известняк почти полностью состоит из CaCO₃, а он разрушается кислотами. Вот почему кислотные дожди так вредны для памятников и зданий из известняка и мрамора.

🌟 В Казахстане известняк и гранит добывают для строительства, а Каспий и недра Атырау известны нефтью: нефть тоже природное соединение, жидкая «геологическая» смесь.

👨‍👩‍👧 Родителю. Прогуляйтесь по двору или набережной и попробуйте определить, из чего сделаны бордюры, ступени, облицовка зданий. Часто это гранит или известняк. Спросите: «Это магматическая порода или осадочная?»

Проверь, как понял

Проверь себя

• Сколько элементов самых распространённых в земной коре и сколько из них главные? 46 распространённых, из них 8 главных.
• Что дают кислород и кремний вместе? Около 75 процентов массы земной коры.
• Чем самородный минерал отличается от обычного? Он состоит из одного элемента (алмаз, сера, золото), а обычный из двух и более.
• Как образуются осадочные породы? Вода, ветер и ледник разрушают другие породы, обломки накапливаются и уплотняются.
• Что значит слово «метаморфизм»? Превращение: изменение породы в глубине коры под действием температуры и давления.
• Какая порода получается из известняка? Мрамор.

Решаем упражнения

Проверь себя (задания учебника)

№ 1

Опиши химический состав земной коры.

Как думать. Вспомни, на какую глубину она изучена, сколько элементов и какие главные.

Пример ответа. Земную кору изучили на глубину 15–20 км. В ней много химических элементов, самые распространённые 46. Из них восемь главных (кислород, кремний, алюминий, кальций, железо, магний, натрий, калий) составляют около 97–99 процентов массы. Кислород и кремний вместе дают около 75 процентов.

Ответ: 46 распространённых элементов, 8 главных составляют 97,2–98,8 процента массы, а O и Si около 75 процентов.

№ 2

Что такое минералы? Охарактеризуй минералы.

Как думать. Дай определение, а потом расскажи про состав, количество, агрегатное состояние и свойства.

Пример ответа. Минерал — природное однородное тело в земной коре с более или менее постоянным составом и определёнными физическими свойствами. Это соединения химических элементов. Известно около 3 тысяч минералов, у большинства в составе два или несколько элементов (соль NaCl, магнитный железняк Fe₃O₄). Самородные состоят из одного элемента (алмаз, сера, золото), их около 40. Минералы бывают твёрдые (уголь, песок), жидкие (ртуть, нефть) и газообразные (сернистый газ, углеводороды). Различают их по блеску, цвету, прозрачности, твёрдости, удельному весу. Самых распространённых, породообразующих, около 40–50 (кварц, гипс, кальцит).

Ответ: минерал — природное однородное тело с постоянным составом и свойствами; бывают самородные и сложные, твёрдые, жидкие, газообразные.

№ 3

Как делятся горные породы?

Как думать. Делим по происхождению, то есть по тому, как порода образовалась.

Пример ответа. По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (из остывшей магмы), осадочные (из обломков других пород и осадков) и метаморфические (изменённые под действием высокой температуры и давления).

Ответ: магматические, осадочные, метаморфические.

№ 4

Дай характеристику понятиям: а) магматические горные породы; б) осадочные горные породы; в) метаморфические горные породы. Где они применяются?

📕 В учебнике у третьего пункта подпись «б)» повторяется второй раз, но правильно «в)»: пунктов три, это опечатка в нумерации.

Как думать. Для каждого вида: как образуется, примеры, где используют (по таблице).

Пример ответа.

• а) Магматические. Образуются на большой глубине при высокой температуре и давлении, когда кристаллизуется горячий расплав магмы. Примеры: базальт, гранит, обсидиан. Гранит применяют как прочный строительный и облицовочный камень.
• б) Осадочные. Образуются на поверхности коры из обломков других пород под действием воды, ветра, ледника, потом уплотняются. Примеры: гравий, глинистый сланец, известняк, песчаник. Известняк и песчаник идут на строительство.
• в) Метаморфические. Это изменившие свойства и строение породы: известняк превращается в мрамор, глинистый сланец в кристаллический, песчаник в кварцит. Мрамор применяют для облицовки и в строительстве, сланец для кровли.

Ответ: см. характеристики выше: магматические — из магмы (гранит), осадочные — из осадков (известняк), метаморфические — изменённые породы (мрамор, сланец).

№ 5

Рассмотри образцы горных пород и заполни таблицу в тетради: тип породы, цвет, блеск, твёрдость, прозрачность для кварца, каменной соли, каменного угля, мрамора, мела.

Как думать. Образцов у нас нет, поэтому даём типичные свойства. На уроке сверь с настоящими образцами.

Решение.

Ответ: таблица заполнена выше (значения типичные; сверь с образцами на уроке).

Задания-загадки

№ 6

Загадка 1. Металл-исключение: жидкий при обычных условиях, 1 л весит больше 13 кг, твердеет при −39 °C, при 357 °C превращается в ядовитый пар, часто наполняет термометры. Что это?

Как думать. Единственный жидкий металл при комнатной температуре. Плотность (13 кг в литре, то есть более 13 г/см³) тоже подсказывает.

Решение. Все признаки (жидкий, очень тяжёлый, плавится при −39 °C, ядовитые пары, термометры) подходят ртути, Hg.

Ответ: ртуть.

💡 Ртуть опасна, поэтому разбитый ртутный градусник нельзя трогать руками и пылесосить. Сообщи взрослым и вызови специальную службу.

№ 7

Загадка 2. Немецкий путешественник XVI века писал: «Камень этот разрывается на тонкие листы, а потом из него делают окна». Из чего делали окна на Руси?

Как думать. Нужен минерал, который расслаивается на прозрачные тонкие пластинки.

Решение. Такое свойство у слюды: она легко расщепляется на тонкие прозрачные листочки. Из неё и делали «слюдяные» окна.

Ответ: из слюды.

№ 8

Загадка 3. Незнакомец подарил римскому императору чашу из серебристого лёгкого металла, который «получен из глины». Что это за металл и что за «глина»?

Как думать. Лёгкий серебристый металл, добываемый из распространённой «глины» (оксида), — алюминий.

Решение. Это алюминий. «Глиной» называли глинозём (оксид алюминия Al₂O₃), из которого получают алюминий, он содержится в глинах и бокситах. Бокситы — руда алюминия (§ 25).

Ответ: алюминий, а «глина» — глинозём (оксид алюминия Al₂O₃, бокситы).

🌟 Легенда гласит, что император Тиберий приказал казнить мастера, боясь, что алюминий обесценит золото и серебро. Историки сомневаются в правдивости, но история красивая.

№ 9

Загадка 4. Серебристо-белая скатерть, подаренная Петру I промышленником Демидовым, не горела в огне и была сделана из несгораемого минерала, который делится на тонкие серебристые волокна. Из чего она?

Как думать. Негорючий минерал из тонких волокон — асбест.

Решение. Асбест не горит и расщепляется на тонкие гибкие волокна, из них ткали огнестойкие ткани.

Ответ: из асбеста.

📌 Сегодня известно, что пыль асбеста опасна для лёгких, поэтому его применение ограничено.

№ 10

Загадка 5. В сказке Андерсена 24 солдатика были одинаковыми, а 25-й одноногий: его отливали последним, и металла не хватило. Из какого материала он был сделан?

Как думать. Вспомни сказку «Стойкий оловянный солдатик».

Решение. Герой сказки Андерсена — оловянный солдатик. Олово легко плавится, его удобно отливать в формы.

Ответ: из олова.

Шпаргалка

• Минералы различают по блеску, цвету, прозрачности, твёрдости.
• Минерал — «кирпичик», горная порода — «стена» из минералов.
• Известняк → мрамор, глинистый сланец → кристаллический сланец, песчаник → кварцит.
• Известняк и мрамор разрушаются кислотными дождями.
• Алмаз единственный драгоценный минерал из одного углерода.

Мини-тест