Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Хімія силікатів



План:


Введення

Хімія силікатів - розділ фізичної хімії, що припускає вивчення фізичного і хімічної будови, структури, складу, фізичних і хімічних властивостей речовин, в основі яких лежить кремній, в поєднанні з киснем та іншими елементами на 90% становить земну кору. Основним завданням цієї науки є дослідження речовин найбільш поширених в природі і, відповідно - в практиці. Останнє зумовлює такі дослідження: або розробку на основі вивчення силікатів аналогів різних мінералів, або - зовсім нових речовин, з тих чи інших якостей переважаючих будь-які існуючі в природі - створення таких найважливіших матеріалів, як цемент, кераміка, скло, вогнетриви, емалі, покриття, барвники, що використовуються в будівництві, металургії, в хімічної, оптичної, радіо-та електротехнічної, авіаційної, медичної, космічній та інших галузях промисловості.

В узагальненому сенсі хімія силікатів зайнята дослідженням солей кремнієвих кислот. Роль катіонів в силікатах грають елементи 2-го, 3-го і 4-го періодів Періодичної системи. У природі силікати представлені у вигляді мінералів, входять до складу більшості гірських порід, що складають основну частину земної кори. Хімія силікатів проводить фундаментальні дослідження великого класу хімічних сполук -


1. Історія

Саме поняття цього розділу фундаментальної науки - області хімії, що вивчає даний клас сполук, виникло порівняно недавно - з формуванням загальної класифікації, номенклатури неорганічних речовин. Тим не менш, саме силікати були першими речовинами і матеріалами неорганічного походження, з якими довелося зіткнутися в своїй практиці людині, що подветждает вивчення артефактів первісної культури Ашельського періоду - перші крем'яні інструменти і знаряддя, зброя - рубила, сокири, ножі, наконечники стріл та інші предмети побуту, оскільки вони, ці матеріали. як уже зазначено, є найпоширенішими в природі, але і найбільш доступними для примітивної обробки - кремнеземні з'єднання, на 90% складових кору земної кулі, але і перші рукотворні матеріали - перші порівняно складні у технологічному відношенні вироби та матеріали є силікатами: різновиди кераміки, значна частина стекол і смальт, емалей, і багато інших неорганічні стеклообразниє речовини, в твердотільному аморфному стані. З розвитком цивілізацій поширення використання цих матеріалів відповідно розширювалося і вдосконалювалося.

Таким чином і вивчення цих речовин - емпіричне дослідження їх будови, складу і властивостей, виходячи з розуміння тих чи інших якостей матеріалів, налічує кілька тисяч років - будь гончарний виріб, кераміка - це силікатне речовина.

У той же час, для будь-яких процесів, що припускають вплив високих температур, агресивних середовищ, таких, які не здатні витримувати без істотних змін будь-які інші речовини, альтернативою можуть бути тільки силікати. Наприклад, жоден пілотований космічний апарат не здатний буде подолати взаємодія з щільними шарами атмосфери без захисту з тугоплавких покриттів, які також створюються виключно на основі найбільш тугоплавких силікатних з'єднань або композитів з їх включенням.


2. Наука про силікатах

Тим не менш, теоретична сторона вивчення цих речовин має першорядне значення - як і у всіх інших областях природознавства, фундаментальні наукові дослідження є основою для плідного, усвідомленого розвитку експериментальної науки, а в подальшому - практичної реалізації отриманих висновків і даних.

Наука ця на сучасному етапі може мати розвиток тільки в поєднанні з фізичними методами - методами фізики силікатів.

Першим, хто в Росії займався вивченням силікатів, був Михайло Васильович Ломоносов, причому ці дослідження проводилися ним з використанням методів заснованої ним фізичної хімії - фізико-хімічними методами. Його досліди в межах заснованої ним же науки про скло - це перше в історії, в сучасному розумінні науково-дослідної теорії та практики, вивчення силікатів. [1]

У цій області працював Д. І. Менделєєв, для якого першим значним самостійною працею стало саме вивчення силікатів - ортіта, піроксену і умбри, що привернуло увагу вченого до залежності, яка стала приводом до розгляду ізоморфного ряду, і що, в числі інших гіпотез, привело його в подальшому до формування основ періодичного закону - це була його перша публікація [2].

Одним з перших учених, які дали розуміння і струнке обгрунтування хімії силікатів був французький хімік і фізик А. Л. Ле Шательє. І хоча більша частина його досліджень має відношення до прикладних наукових питань, саме останні стали основою і дали поштовх сістематіческм фундаментальним дослідженням хіміко-технологічних процесів. Почавши в 1880 році вивчення технології випалу та затвердіння цементу, він зміг дати пояснення цих складних процесів. Виходячи з даних досліджень, Анрі Ле Шательє сформував основу теорії затвердіння цементу - теорії "кристалізації". Вченим був опублікований перший в цій області праця - монографія "Кремнезем і силікати". Переведення її на російську мову був здійснений професором І. Ф. Пономарьовим, який у листуванні з автором усвідомлював розуміння багатьох питань, пов'язаних з кристалізацією цементу. До того часу професор І. Ф. Пономарьов вже був одним з провідних фахівців у галузі хімії силікатів. а згодом, в 1948 році, він, разом з основним ініціатором, академіком Іллею Васильовичем Гребєнщиковим та іншими вченими, став засновником Інституту хімії силікатів. У 1980-і роки дослідна база цієї установи, завдяки старанням академіка М. М. Шульца, його директора в ту пору (1972-1998), збільшилася втричі - було побудовано нову будівлю [3] [4] [5].

Прямо чи опосередковано з хімією силікатів пов'язані дослідження дуже багатьох вчених Росії, в тому числі і тих, чия основна діяльність значно відстає від цього напряму науки як такого. Фізикою і хімією силікатів займалися: Д. І. Менделєєв, Г. Г. Тамман, І. В. Гребєнщиков, Н. Н. Качалов, П. Ф. Антіпіна, П. П. Будников, С. А. Щукарев, Е. Ф. Гросс, Е. А. Порай-Кошиць, Н. А. Торопов, К. С. Евстропьев, А. А. Аппен, В. П. Барзаковскій, С. К. Дуброво, В. А. Іоффе, М. М. Шульц, Т. А. Фаворська, Б. В. Барбарін, Ю. Г. Соколов, Б. Н. Долгов, Е. К. Келлер, Ю. В. Морачевський, Р. Г. Гребенщиков, В. Б. Алесковскій, В. В. Гусаров, В. Є. Швайко-Швайковський, П. Ф. Румянцев, А. І. Бойкова, О. Є. Квятковський, А. Н. Лазарєв, Н. С. Андрєєв, В. Н. Филипович, Н. П. Харитонов, В. В. Моісеєв, О. В. Мазурін, В. А. Кротик, І. І. Черемісін, С. В. Чуппіна, І. І. Китайгородський, А. І. Китайгородський, Г. А. Смоленський, В. В. Кафаров, І. В. Тананаєв, Р. Б. Добротін, Н. Г. Суйковская, М. Г. Воронков, В. А. Колесова, Р. Ш. Малкович, Ф. Я. Галахов, В. Б. Глушкова, Н. Є. Пріхідько, С. П. Жданов та багато інших [3] [4] [5] [6].

В даний час хімія силікатів увазі дослідження дуже великого сегменту в колі речовин найширшого діапазону властивостей і, відповідно - застосування. В арсеналі методів, які використовує ця наука - більшість фізико-хімічних - термодинамічні, мас-спектрометричні, рентгенофазового, методи ЯМР та інші.

Силікатні матеріали мають застосування в багатьох областях - від медицини, будівництва, виробництва барвників і покриттів до військової та космічної техніки.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Хімія
Хімія
Силени (хімія)
Кластер (хімія)
Гібридизація (хімія)
Ефір (хімія)
Підстава (хімія)
Конденсація (хімія)
Ізоморфізм (хімія)
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru