元素の周期表

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地球の自然界における元素の存在・産出状態

地球の自然界には約90種の元素があり，鉱物などのさまざまな化合物を形成しています。
地球は半径約6400kmの球体で，地下数～数10km（平均16kmまでの深さ）までの地殻という表層部・それより深い地下2900kmまでのマントル・さらにそれより深い核という内部構造で，それぞれの構成元素の割合は大きく異なっています。
地球は46億年前に微惑星（隕石であるコンドライト）がぶつかりあってでき，できた当初はドロドロに溶けた均質なマグマのかたまりでしたが，固まってくるとこのような構造になりました。

※元素の存在率は文献により若干，違いがある。
※他の惑星ではこの元素の存在比率は大きく異なる。

・地殻（地下数～数10kmまでの表層部，平均して16kmまでの深さ）の元素
地殻は酸素（O）とケイ素（Si）で全体の約75％が占められ，これは石英やケイ酸塩鉱物（長石類・雲母類・角閃石類・輝石類など）という，酸素とケイ素を主成分とする鉱物が集まってできているからです。アルミニウム（Al）・鉄（Fe）・カルシウム（Ca）・ナトリウム（Na）・マグネシウム（Mg）・カリウム（K）などの多くもケイ酸塩鉱物に含まれ，これら８種の元素で全体の約99％が占められ，われわれの身の回りの石の多くもこれらが主成分です。なお，ケイ酸塩鉱物以外として，鉄は酸化鉄である鉄鉱石（主に赤鉄鉱 Fe₂O₃），カルシウムは炭酸カルシウムである石灰岩（主に方解石 CaCO₃）としてもいくらかは存在しています。
そのほかの約80種の元素は合わせても１％程度で，身近な銅（Cu）・鉛（Pb）・亜鉛（Zn）などの有用金属もこの約１％に含まれます。なお，リチウム（Li）・チタン（Ti）・クロム（Cr）・バナジウム（V）などは産業で需要が多い反面，存在量が少なく，特に「レアメタル」と呼ばれています。そして，金（Au）・銀（Ag）などは非常に存在量が少なく「貴金属」と呼ばれ，白金（Pt）・パラジウム（Pd）は「レアメタル」であると同時に「貴金属」です。

・マントル（地殻より深く，約2900kmまでの部分）の元素
マントルも酸素（O）とケイ素（Si）が多く，それらが全体の約67％を占めていますが，地殻とは違い，アルミニウム（Al）・カルシウム（Ca）がかなり少なく，特にナトリウム（Na）・カリウム（K）は微量しかなく，鉱物としては石英・長石類はほとんど存在しません。そのかわり，マグネシウム（Mg）に非常に富み，地下400kmまでの深さの部分（上部マントル）は，かんらん石や輝石などのマグネシウムを主とするケイ酸塩鉱物が多いです。これらの鉱物は，かんらん岩を構成しています。そして地下400kmより深い部分（下部マントル）は特に圧力が高いため，それらの酸素・ケイ素・マグネシウムなどの原子は密な配列をなし，かんらん石・輝石などとは違う密度の高い別の鉱物になっています。なお炭素（C）は地殻では石墨などになりますが，地下180km以深（約６万気圧以上）のマントルではダイヤモンドになります。

・核（地下約2900kmより深い部分）の元素
核は，鉄（Fe）約90％と，ニッケル（Ni）など約10％からなり，その鉄－ニッケル合金が主な構成物質で，地殻やマントルに多い酸素（O）やケイ素（Si）などはわずかしかありません。この核の物質は地球に落下する鉄隕石と同じものです。なお，貴金属である白金（Pt）・パラジウム（Pd）・金（Au）などは，地殻やマントルでは非常にわずか（平均して10億分の１程度）ですが，核ではそれよりずっと豊富に存在し，平均して100万分の１程度含まれています（鉄隕石は，地球と似たような惑星が宇宙空間で他の天体と衝突して破壊され，その核が分離したものが後に地球に落下したもの）。

地球における各種元素の存在状態

元素の周期表では同じ族の元素（同族元素／縦位置が同じ元素）同士が似たような化学的性質があり，自然界でも同族元素どうしが似たような環境のもとに一緒に集まり，同じ岩石や鉱物などに含まれる傾向があります。

凡例）