Е.В. Савинкина, Г.П. Логинова, С.С. Плоткин - История химии. Элективный курс (1118120), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Развитие неорганической химии3.3.3. Изобретение спичекКакими нехимическими способами можно добывать огонь?Возможность получения огня сыграла огромную роль в развитии шавилизапии, и в частности, в развитии химии. Долгоевремя люди добывали огонь трением сухих деревянных палочек друг о друга. Выделявшегося при трении тепла было достаточно для воспламенения сухого дерева. В Древней Грецииогонь сохраняли и переносили с помощью факелов. Несколькосот лет назад для добычи огня стали использовать огниво, состоящее из кремня — горной породы на основе диоксида кремния, природного пирофорного вещества (например, пирита) илегковоспламеняющегося материала (ветоши, трута, огарка).Затем появились свечи, а также специальные фонари, светильники и горелки, позволявшие получать устойчивое пламя.Первое устройство, которое позволяло легко добывать огоньпри комнатной температуре, было изобретено И.
В. Дёберейнером, изучавшим каталитические свойства платины. В 1823 г.он сконструировал «огниво», действие которого было основанона воспламенении струи водорода, направленной на губчатуюплатину.В 1827 г. появились первые спички — фосфорные, головка \которых была покрыта смесью белого фосфора, бертолетовойсоли и клея. Однако белый фосфор ядовит, а бертолетова сольлегко воспламеняется. Поэтому в 30-х годах XIX в. перешлик производству серных спичек, в состав которых вместо фосфора входила сера. Спички загорались при трении о твердуюповерхность.
Для воспламенения спичек использовали такжехаднцентрированную серную кислоту; такие спички стали называть макальными.Изобретателем современных спичек стал немецкий химикРудольф Бёттгер, предложивший в 1848 г. наносить горючиесоставы и на головку спички, и на боковую поверхностьспичечного коробка. Зажигательная масса спичек состоит ив!окислителей, горючего вещества (например, серы), клея изамедлителей горения. В состав намазки на боковой поверхности спичечного коробка входит неядовитый красный фосфор.Первое промышленное производство спичек было осуществлено в Швеции, именно поэтому такие спички стали называть«шведскими». После того как в 1904 г.
К. Ауэр фон Вельсбахоткрыл пирофорный сплав церия и железа, появились кремневые зажигалки.3.3.Прикладная неорганическая химия79Вопросы1. Почему спички появились лишь в XIX в., а зажигалки —в XX в.?2. Какие устройства для добычи огня в наше время являютсянаиболее перспективными?3.3.4. Искусственные неорганические материалыК каким классам химических соединений можно отнестинеорганические соединения, являющиеся основой для создания различных материалов?Важнейшим достижением неорганической химии можносчитать создание новых материалов, не существующих в природе. Неорганические материалы (металлы, керамика, стекло,строительные материалы) известны с древних времен и широко применяются в быту.Многие неорганические вещества используются как конструкционные материалы в строительстве и для изготовлениямашин и механизмов.
В XX в. были созданы неорганическиематериалы с особыми оптическими, акустическими, электрическими (проводники, сверхпроводники, диэлектрики), магнитными и теплофизическими свойствами. В отдельную группуиногда выделяют неорганические материалы с сенсорнымисвойствами, применяемые в различных датчиках.В 1929 г. были разработаны составы и способы получениянекоторых твердых сплавов на основе карбида вольфрама.В СССР такой сплав назвали «победит». Такие материалыстали применять для изготовления металлорежущих инструментов.В 1953 г. в Швеции впервые были получены синтетическиеалмазы.
В нашей стране они появились в I960 г. Для полученияалмазов из графита и других углеродсодержащих материаловнеобходима не только высокая температура (до 2000 °С), но иочень высокое давление — до 100 тысяч атмосфер. Превращение графита в алмаз проходит легче в присутствии расплавленных металлов (железа, кобальта, хрома и др.). Ювелирныеалмазы таким образом получить не удается — размеры образующихся кристаллов обычно не превышают миллиметра, однакосинтетические кристаллы широко используются в технике.Позднее было предложено наращивать алмазные пленки на80Часть 3. Развитие неорганической химииКурнаков Николай Семенович (1860-1941) — русский физикохимик, один из основоположниковфизико-химического анализа.
Развивая теориюсплавов и растворов, сформулировал представления о бертоллидах и дальтонидах. Организатор отечественных металлургических производств платиновых металлов, алюминия, магния.алмазных затравках в ходе разложения углеродсодержащихвеществ при 1000 °С и пониженном давлении.Были синтезированы и другие сверхтвердые материалы,твердость которых соизмерима с твердостью алмаза. Не встречающийся в природе нитрид бора (боразон), имеющий такуюже кристаллическую решетку, как алмаз, лишь немного уступает ему по твердости. Он не разрушается до 1200 °С, в товремя как алмаз загорается уже при 700 °С.Монокристаллы кремния и германия нашли применение вкачестве полупроводниковых материалов. Полупроводниковыесвойства были найдены и у многих других простых веществ исоединений. Среди полупроводников немало соединений переменного состава, не подчиняющихся закону Пруста.
Их существование экспериментально доказал в начале XX в. Н.С. Курнаков. Он назвал их бертоллидами (а соединения постоянногосостава — дальтонидами).Использование сверхнизких температур позволило открытьнеобычное свойство вещества — сверхпроводимость. В 1911г.голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес (1853-1926) обнаружил, что у ртути при температуре ниже 4,2 К (около—269 °С) полностью исчезает электрическое сопротивление.Позднее сверхпроводящие свойства при сверхнизких температурах были найдены у других металлов и некоторых соединений. В 1974 г, было синтезировано соединение NbeGe, котороестановится сверхпроводником при 23,2 К.В 1986 г. в керамическом материале на основе оксидов меди,лантана и бария немецкий физик И. Г.
Беднорц и швейцарскийфизик К. А. Мюллер обнаружили явление сверхпроводимости3.4. Новые классы неорганических соединений81при более высокой температуре, равной 30 К. Соединениятакого типа были впервые получены в нашей стране еще в1979 г., однако тогда их сверхпроводящие свойства не былинайдены. Это открытие дало толчок поиску новых оксидныхвысокотемпературных сверхпроводников.
В настоящее времяизвестны соединения, которые переходят в сверхпроводящеесостояние при температуре около 160 К (-113 °С).В 1987 г. Беднорц и Мюллер за открытие высокотемпературной сверхпроводимости были удостоены Нобелевской премиипо физике. К сожалению, кислородсодержащие сверхпроводники структурно неустойчивы. Кроме того, пока не решены технологические проблемы, мешающие их практическомуприменению. Однако дальнейшие работы по исследованиюсверхпроводимости продолжаются. Новым стимулом к такимисследованиям в нашей стране может стать присуждение в2003 г. Нобелевской премии по физике за вклад в теориюсверхпроводимости Алексею Алексеевичу Абрикосову и Виталию Лазаревичу Гинзбургу.Вопросы1.
Почему необычные свойства многих неорганических материалов были обнаружены только в XX в.?2. Какое влияние оказали на развитие химии и технологиинеорганических материалов другие области химии (органическая, аналитическая, физическая)?3.4. Новые классы неорганическихсоединенийНа какие классы принято делить неорганические соединения?В XX в. были значительно усовершенствованы способы получения и исследования неорганических соединений. Былиразработаны методы с применением высоких и низких давлений и температур, электрических, магнитных и гравитационных полей, ионизирующего излучения.
Число химическихэлементов достигло 114, а число неорганических соединений —сотен тысяч. Были открыты соединения новых классов итипов, о существовании которых в середине X I X в. даже неподозревали.82Часть 3. Развитие неорганической химии3.4.Новые классы неорганических соединений833.4.1. Комплексные соединенияДля каких классов и типов неорганическихнеприменимо понятие валентности?соединенийКоличественные законы и химический анализ давали возможность довольно точно определять состав химических соединений.
Однако даже в конце XIX в. не удавалось определитьстроение многих неорганических соединений. Попытки использовать учение о валентности, успешно применяемое в органической химии, в отношении неорганических соединений не имелиуспеха. Особые трудности возникали при изучении соединений,полученных не из элементов, а из более сложных составныхчастей (оксидов, гидроксидов, солей и т. д.). Такие соединенияполучили название координационных или комплексных (илипросто комплексов).Историки химии не могут назвать точную дату первогосинтеза комплексного соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
