Acasă | Despre noi | feedback-ul
Conceptul de element chimic a apărut în știința chimică ca urmare a efortului omului de a descoperi primul element al naturii. A durat mai mult de două mii de ani. Cu toate acestea, numai în secolul al XVII-lea, Boyle a pus bazele conceptului modern de element chimic ca un simplu organism, limita descompunerea chimică a substanței, care trece neschimbat de un organism compozit la altul. Cu toate acestea, chimiștii au făcut greșeli în izolarea elementelor chimice pentru un întreg secol. Faptul este că, după ce au formulat conceptul de element chimic, chimistul încă nu cunoștea niciunul dintre ele. Într-un efort de a obține elementele în forma lor pură, au folosit metoda universală de calcinare considerată la acel moment - scara a fost luată ca un element. Deci, atunci metalele cunoscute - fier, cupru, plumb - au fost luate pentru corpuri complexe constând dintr-un element corespondent și un corp universal - phlogiston. Cu toate acestea, teoria phlogistonului, care a fost falsă în realitate, sa dovedit a fi motorul multor studii care în cele din urmă au condus la concluzii corecte.
Această concluzie a fost făcută de D.I. Mendeleev, care a demonstrat că proprietățile unui element chimic depind de localizarea unui element dat într-un sistem periodic, determinat de încărcarea nucleului atomului. În secolul XX, fizica a ajutat la stabilirea structurii complexe a atomului oricărui element chimic. Un atom este un singur sistem cuantic-mecanic format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și o carcasă electronică încărcată negativ. Limpezit structura orbitalii electroni atomilor tuturor elementelor și nivelului electronic extern rolul special al atomului, numărul de electroni, care depinde de reactivitatea elementului. Cel mai activ din punct de vedere chimic sunt elemente având o greutate atomică și minimum 6-7 electroni la un nivel electronic extern (fluor, clor, oxigen): ele tind să termine cochilia de electroni, atașarea numărul lipsă de electroni; precum și metalele care au o masă atomică mare și au 1 până la 2 electroni la un nivel electronic extern (bariu, cesiu), încercând să le dea pentru finalizarea lor. Aceasta este baza conceptului de valență - capacitatea unui atom de a forma o legătură chimică.
În primul rând, cercetarea în acest domeniu vizează studierea și utilizarea silicatelor, care constituie 97% din masa crustă a pământului. Prin urmare, este destul de natural pentru oamenii de știință să creadă că silicatul trebuie să devină principala materie primă pentru producerea tuturor materialelor de construcție și a produselor semifinite în fabricarea ceramicii care poate concura cu metalele.
Atenția chimistului la aceste două tipuri de materiale nu este întâmplătoare: metalele și ceramica reprezintă 90% din baza materială și tehnică modernă de producție. Lumea produce anual aproximativ 600 de milioane de tone de metal - mai mult de 150 de kilograme pe locuitor al planetei. Aproximativ aceeași cantitate este produsă și ceramică împreună cu cărămidă. Cu toate acestea, fabricarea metalelor costă sute și mii de ori mai scumpe decât ceramica. Diferența în valoarea lor până de curând, nimeni nu era deosebit de îngrijorat, deoarece fiecare material avea propriul său scop strict definit. Dar astăzi, datorită chimiei, există tot mai multe oportunități pentru înlocuirea metalelor cu ceramică. Două circumstanțe sunt esențiale aici:
producția de ceramică este mult mai ușoară din punct de vedere tehnologic și mai profitabilă din punct de vedere economic, și, cel mai important, ceramica este un material structural mai potrivit în comparație cu metalul.
Avantajul evident al ceramicii este că densitatea acesteia este cu 40% mai mică decât densitatea metalelor, ceea ce permite, respectiv, reducerea masei pieselor ceramice. Iar atunci când este utilizat la fabricarea ceramicii noi elemente chimice - zirconiu, titan, bor, germaniu, crom, molibden, wolfram, etc. -. Să fie pregătit produse ceramice cu proprietăți predeterminate. Așadar, s-au sintetizat ceramică recent refractară, rezistentă la căldură și cu un set de proprietăți electrofizice prestabilite.
Pentru prima dată în lume în anii '60 în această țară a fost obținut un material superhard - F-hexan, care este unul dintre soiurile de nitrura de bor având o temperatură de topire de 3200 de grade Celsius și o duritate aproape de diamant duritate. Îi lipsește fragilitatea inerentă ceramicii. Astfel de ceramică este produsă prin metoda presării pulberilor pentru a obține formele și dimensiunile necesare, ceea ce face inutilă prelucrarea produselor.
Un alt avantaj al ceramicii înainte de metale este supraconductivitatea la punctul de fierbere al azotului (-195,8 ° C). Punerea în practică a supraconductibilitate la temperaturi ridicate deschide perspective uriașe pentru crearea de motoare grele și generatoare, sisteme de transport, levitație magnetică, dezvoltarea acceleratoare electromagnetice de super-putere, etc.
Cu toate acestea, o revoluție autentică în teoria elementelor chimice a fost făcută prin chimia compușilor de organofluorină. A deschis o lume nouă de substanțe organice. Faptul este că fluorocarburile au stabilitate excepțională chiar și în medii foarte agresive de acizi și baze, activitate specială de suprafață, abilitatea de a absorbi oxigenul și peroxizii. Prin urmare, produsele din fluorocarbon sunt acceptate ca material pentru fabricarea organelor interne umane (de exemplu, supape de inimă, vase de sânge, etc.).
Sinteza de materiale unice face un nou studiu toate elementele chimice și a stoca datele pentru noi concepte de elemente chimice.