ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фосфор из "Неорганические полимеры" Германий — хрупкое, твердое вещество серебристого цвета с металлическом блеском. Кристаллы германия имеют ковалентную решетку типа решетюч алмаза. Плотность германия 5,32, т. пл. 958°, т. кип. 2700°. В кристалле германия каждый атом соединен четырьмя простыми ковалентными связями (хр -гибридизация) с четырьмя соседними атомами, расположенными в углах правильного тетраэдра на расстоянии 2,43 А. Из таких тетраэдров, соединенных всеми четырьмя вершинами, и построен кристалл германия. [c.109] Германий получают из тщательно очищенных гало-геиидов германия, например четыреххлористого германия. Галогенид гидролизуют в двуокись ОеОо, которую затем восстанавливают водородом при 600—700°. Далее германий очищают зонной плавкой. [c.109] Германий хороший полупроводник. Его широко используют для изготовления диодов, транзисторов, фотоэлементов и термометров сопротивлений, а также в инфракрасной технике, так как он пропускает инфракрасные лучи и не боится влаги, в отличие от галогенидов щелочных металлов, обчно употребляемых для этих целей. [c.109] Олово полиморфно. Его р-форма— серебристый металл, медленно тускнеющий на воздухе плотность 7,298, т. пл. 232°, т. кип. 2270°. Выше 13,7° р-форма стабильна, но при охлаждении переходит в а-модификацию, или серое олово — неорганический полимер с ковалентной решеткой типа алмаза. Серое олово — полупроводник с очень низкой энергией активации полупроводимости. В решетке а формы каждый атом олова связан с четырьмя соседними атомами, находящимися на расстоянии 2,8 А, ковалентными сг-связями, направленными под тетраэдрическим углом 109° 28. [c.110] Таким образом, свойства полимеров, казалось бы самые экзотические, имеют не только познавательный интерес. И если (Внести в наши рассуждения небольшой элемент фантастики, то можно сказать, что многие неорганические полимеры, апример силаны, германы, гидриды бора и алюминия, мало устойчивые в атмосфере Земли, возможно, играют огромную роль на других планетах, где условия резко отличаются от наших. Можно даже допустить, что там они являются веществами, несущими функции, аналогичные функциям некоторых биополимеров а Земле, и, может быть, даже служат носителями жизни. [c.111] Выделяющиеся пары фосфора конденсируются под слоем воды в белый фосфор. В газообразном состоянии при 1600° существуют двухатомные Рг молекулы фосфора, аналогичные молекулам азота. При более низкой температуре в парах и в белом фосфоре содержатся четырехатомные тетраэдрические молекулы Р4 (рис. 22), где каждый атом фосфора связан ковалентными связями с тремя другими атомами и каждый из них имеет неподеленную пару злектронав. [c.111] Процесс полимеризации ускоряется при аагреве, под действием света и в присутствии следов йода. [c.112] Красный фосфор получают из белого, длительное время выдерживая последний без доступа воздуха при 275— 340°. Полимерный красный фосфор намного устойчивее мономерного белого. Он не ядовит, не воспламеняется при нагреве на воздухе до 240°, не растворяется ни в одном из известных растворителей. При 500—600° красный полимер начинает медленно разлагаться и испаряться, из сконденсировавшихся паров вновь образуется белый фосфор. Свойства красного фосфора во многом зависят от условий получения, что, по-видимому, связано с изменением надмолекулярной структуры и степени полимеризации полимера. Кроме того, макромолекулы могут иметь различные концевые группы. Чаше на концах макромолекул находится О или ОН, но иногда галогены или ОК. [c.112] При нагреве (460—550°) и в присутствии зародышей кристаллизации полимер может переходить в кристаллические полиморфные модификации. [c.113] Фиолетовый кристаллический полимер получается при медленной (30 суток) ко1нденсации паров фосфора, нагретых до 550° на горячей поверхности (545°) или при выдержке в течение нескольких едель аморфного красного полимера при 550°. Полимер плавится при 593° его плотность 2,34. [c.113] Кубическая кристаллическая форма полимера образуется при агреве красного фосфора до 600°. Конденсируя пары фосфора, нагретые выше 1000°, на поверхности, охлаждаемой жидким азотом, или облучая белый фосфор ультрафиолетом при —190°, можно получить коричневый фосфор. Эта модификация устойчива лишь при очень глубоком охлаждении уже при температуре выше —100° коричневый фосфор превращается в смесь красного (20%) и белого (80%) фосфора. Можно предположить, что коричневый фосфор представляет собой полимер красного фосфора, набухший в незаполимеризо-ванном белом фосфоре. [c.113] Наиболее упорядоченная полимерная форма фосфора— это черный фосфор, слоистый полимерный аналог графита. Он известен в двух модификациях аморфный черный фосфор (плотность 2,25) при нагреве выше 220° и давлении 13 тыс. атм переходит в кристаллическую форму (плотность 2,69). Черный фосфор можно получать при более низком давлении (12 тыс. атм) путем полимеризации белого фосфора при 190° и даже при нормальном давлении смесь равных количеств белого фосфора и ртути нагревается (370°) в течение недели в присутствии следов кристаллического черного фосфора. [c.113] Черный фосфор — самая стабильная форма фосфора Его можно раскалывать на воздухе, обрабатывать он с большим трудом воспламеняется при поджигании. Так же, как и графит, черный фосфор проводит ток его сопротивление при 0° равно 0,711 ом-см менее упорядоченные полимеры фосфора (красный и фиолетовый) являются изоляторами. Кристаллы черного фосфора построены из волнистых слоев атомов каждый из слоев соединен с тремя соседними на расстоянии 2,27 А (рис. 23). При нагреве до 550° черный фосфор переходит в красный. [c.113] Таким образом, все модификации фосфора —это гомополимеры различного строения — цепные и слоистые, кристаллические и аморфные. [c.114] Вернуться к основной статье