3.1.3. Физико-химические факторы Химические свойства элементов определяют их способность об- разовывать природные соединения. К числу важнейших физико-химиче- ских констант, тесно связанных со строением электронной оболочки атомов, относятся ионный радиус и валентность иона. Способность эле- ментов вступать в соединения друг с другом можно охарактеризовать че- рез химическое сродство и энергетические константы. Ионный радиус в значительной степени характеризует подвижность химического элемента. В принципе чем он меньше, тем подвижнее гидра- тированные ионы. Ничтожно мал радиус водорода, что обусловливает высокую подвижность Н+ в водных растворах и его способность внедрять- ся в кристаллические решетки минералов. Миграционную способность определяет также валентность иона. Для металлов с ростом валентности наблюдается образование менее раствори- мых соединений. Одновалентные металлы дают обычно легкорастворимые соединения (NoаС1, МNoа„50,, К,‚СО,). Слабее растворимы соединения двух- валентных металлов (Саб0О ,, СаСО,, МеСО,) и еще менее — трехвалентных (Ке+ и А1°+). Существует немало исключений из этого (например, СаС1, и Ме50, — легкорастворимые соли, АвС! — труднорастворимая соль). Геоэнергетическая теория не всегда объясняет закономерности мигра- ции химических элементов в подвемных водах, ибо подвижность ионов также определяется и другими факторами и процессами (биогеохимические процессы, сорбция и т. д.). Растворимость химических соединений относится к прямым факторам формирования состава подземных вод. Особенно важна растворимость солей и газов. Ионно-солевой состав подземных вод создают немногие простые или тидратированные соли. На комплексные ионы и недиссодиированные молекулы в пресных водах приходится, как правило, небольшая доля минерализации. Чаще всего встречаемые сочетания главных компонентов отличаются различной растворимостью (рис. 3.1, табл. 3.1), которая ха- рактеризует зависимость ионно-солевого состава от степени минерализа- ции воды. Конкретное сочетание — химических элементов в растворе в значительной сте- пени определяется величиной минерали- :“Ё';‘,'_Шжсо“;“ш“ш'; вёд)е зации. С повышением минерализации мо- (знаменатель, г д)‘ сОааоЕ › вО лекулы растворенного вещества сближа- понентов при теиперату/'ре=20°с- ем' Таблица 3.1 ются и сильнее взаимодействуют друг давлении { кг, с другом, что благоприятствует образо- о2 я ванию — нейтральных — молекул (Саб0%, — Шон | а- | 8% |[Нб0; | ©; Ме$80%, СаСО?, МаНСО?) и сложных ионов типа МаСО;, МNoаб0;, К50;› СаНСО, 264 | 163 | 88 | 477 менсо$ No° — | 3н9 | 187 | 96 | 198 Как отмечают Р. М. Гаррелс и к+ 255 | 40 | 250 | 525 Ч. Л. Крайст (1968), данные химическо- 300 | 41 | 294 | 814 го анализа, выраженные в виде свобод- ы 353 252 0,27 ных ионов (см. табл. 3.1), представляют ме &А | 337 | — | 0,27 вполне удовлетворительную модель толь- 427 | 2.98 | 138 | 0,065 2+ ко для растворов с ионной силой менее Са° 598 | 2,95 |”166 |0,065 0,1 (пресные и солоноватые воды). В соле- ы ё , Примечание. МЕ(НСО),), ных водах и рассолах должна учитывать соединение непрочное, при ц“реп'а:_ Ё ся возможность образования частиц, ПоО- нии или стоянии разлагается © выделе- - е С 3 6 добных нейтральным молекулам и комп- мс МЕО о Ы © В лексным ионам.