ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы СИНТЕЗ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ из "Практикум по химии твердых веществ" Химические превращения твердых веществ, зависящие от химического состава и строения последних, отражают их реакционную способность — склонность вступать с большей или меньшей скоростью в различные реакции. Эти превращения позволяют судить, во-первых, о природе твердых веществ и их свойствах во-вторых, о путях направленного синтеза твердых веществ и материалов на их основе, обладающих заданными свойствами в-третьих, об областях практического использования твердых тел различной природы (полупроводники, диэлектрики, металлы) и структуры (монокристаллы, поликристалл1-ь ческие и аморфные), а также композиционных материалов. [c.5] Специфика твердого состояния накладывает свои особенности на структурно-химические характеристики твердого вещества в целом. Поэтому прежде чем рассматривать реакции твердых веществ, необходимо иметь представление об их химическом строении. [c.5] Бутлеров обосновал в химии понятие о химическом строении молекул. Особенно важное в случае молекул сложного состава, оно с тех пор постоянно наполняется физико-химнче-ским содержанием, и в настоящее время бутлеровский подход хорошо согласуется с квантово-химическими представлениями. Жизнеспособность моделей химического строения определяется их работоспособностью, т. е. непротиворечивым использованием их для описания химических свойств вещества. В этом плане твердые вещества, очевидно, не должны быть исключением. [c.5] Вместе с тем вещества в твердом состоянии имеют и общие черты, специфичные для этой области химии (наличие поверхности, механохимическис явления и др.), которые следует принимать во внимание при разработке модели химического строения. Нужно заметить, что эта задача неразрывно связана с необходимостью более глубокого осмысления таких общехимических понятий, как индивидуальное вещество, химическое соединение, стехиометрические закономерности для веществ в твердом состоянии в отличие от таковых для низкомолекулярных соединений и линейных полимеров. Поэтому описанные ниже усилия и успехи в создании модели химического строения твердого вещества следует рассматривать как первоначальные сама модель в современном ее состоянии еще далека от того, чтобы отразить все многообразие структур и химических превращений твердых веществ. [c.6] При разработке модели химического строения твердых веществ были привлечены и развиты некоторые представления химии высокомолекулярных соедпиеиий и химии поверхностных явлений, в частности 1) состав и пространственное строение твердых веществ определяются взаимным расположением атомов или других структурных единиц, которые в зависимости от их химической природы образуют цепи, слои, каркасы и другие аморфные или кристаллические ст[)уктуры различного строения 2) атомы, молекулы или другие структурные единицы твердого вещества, расположенные па его поверхности, являются функциональными группами данного твердого вещества 3) поверхностные реакции протекают в соответствии с законами стехиометрии, эквивалентного замещения (присоединения) одних поверхностных атомов на другие (теория поверхностных соединений, развитая для активных твердых тел). Однако принципиальной основой для создания новой модели явилось представление об остовном строении твердых веществ. [c.6] Мысль об остовном строении твердых веществ, обладающих поглотительной способностью и каталитическим действием, была впервые сформулирована В. Б. Алесковским (1953 г.) в остовной гипотезе. [c.6] При возрастании г величина /д уменьшается все в меньшей степени и после достижения размера, равного гм, приближается к некоторому постоянному значению /д п/ам = onst. Это означает, что при любых размерах, превышающих гм, твердые тела данного состава в хорошем приближении можно рассматривать как надмолекулы одного и того же индивидуального твердого вещества. Следовательно, в первом приближении различие в величинах молекулярной массы макроскопических твердых тел не имеет значения. И мы имеем дело с макроскопическими телами, свойства которых одинаковы и определяются лишь их составом и строением. [c.8] Если [д njrm, то твердое тело данного состава следует рассматривать как индивидуальное вещество — отдельное твердое соединение. [c.8] Состав твердого вещества при прочих равных условиях взаимосвязан с его химическим строением и изменяется с изменением массы (размеров) частиц твердого тела. Состав вещества fiN-rnM. будем характеризовать отношением M/N, равным молярному отношению компонентов min, где N — атомы остова, М — инородные атомы, отличающиеся по своей природе от атомов N. [c.9] Таким образом, любое твердое вещество, сколь угодно сложное по составу, можно выразить формулой А Вт (п и т — число структурных единиц А и группировок В в частице). Поскольку в нашей модели группировки В являются концевыми, то они оказываются структурно-чувствительными элементами твердых веществ, т. е. по отношению В/А при равных значениях п можно составить представление о строении сравниваемых веществ. [c.10] Определим также функциональность групп В (/п) как число валентностей, использованных ими для связывания со структурными единицами А (/в=1, например, для —С1, —ОН /в = 2 для = NH, =С0 f = 3 для =Ti—С1 и др.). Тогда в веществе А Вт при /в=1 атомные группы В будут располагаться иа концах цепи (Фд = 2) в слоистых (Фл=3) —на периметре (/) плоскости, образованной атомами А и каркасных (Фл = 4) — на поверхности (s) трехмерной частицы. [c.11] Изменение состава веществ различного строения с увеличением числа структурных единиц в частице. [c.12] Вернуться к основной статье