Неорганическая химия кремний и его соединения

В XX в. начала приоткрываться завеса над обширной областью, прилегающей к границе органической и неорганической химии В 1899 г. английский химик Фредерик Стенли Киппинг (1863— 1949) занялся изучением органических соединений, содержащих кремний — самый распространенный после кислорода элемент земной коры. Киппинг посвятил изучению кремния более сорока лет и синтезировал множество органических соединений, содержащих один или несколько атомов кремния. Как выяснилось, можно получать бесконечно длинные цепи, состоящие из чередующихся атомов кремния и кислорода. [c.143]

Настоящая книга представляет собой учебник по второй, специализированной, части курса для студентов строительных институтов и факультетов. Примерно половина ее (главы И, П1, IV) посвящена неорганической химии, причем в соответствии с программой внимание сосредоточено здесь на элементах и соединениях, представляющих интерес для строительного дела. Выделены для более подробного рассмотрения лишь следующие элементы ( и их соединения) магний, кальций, алюминий, углерод, кремний и менее подробно хром, марганец железо и никель. Остальные элементы рассматриваются лишь в общих обзорах по группам периодической системы. [c.3]

Кремний и некоторые его соединения. Углерод — основной элемент в органической химии, кремний — таковой в неорганической химии. Главная масса-земной коры состоит из силикатных пород, в которых, кроме кремния, находятся кислород, часто алюминий и другие элементы. Конечный продукт так называемого выветривания горных пород — обычный кварцевый песок SiO а. Из смеси его с магнием или алюминием при нагревании получают аморфный кремний [c.292]

Кристаллические решетки, в узлах которых находятся отдельные атомы, называются атомными. Атомы в таких решетках соединены между собой прочными ковалентными связями. Примером может служить алмаз — одна из модификаций углерода. Алмаз состоит из атомов углерода, каждый из которых связан с четырьмя соседними атомами. Координационное число углерода в алмазе 4. Структура алмаза показана на рис. 11.1. В решетке алмаза, как и в решетке хлорида натрия, молекулы отсутствуют. Весь кристалл следует рассматривать как гигантскую молекулу. В неорганической химии известно большое число веществ с атомной кристаллической решеткой. Они имеют высокие температуры плавления (у алмаза свыше 3500°С), прочны и тверды, практически нерастворимы в жидкостях. Атомная кристаллическая решетка характерна для твердого бора, кремния, германия и соединений некоторых элементов с углеродом и кремнием. [c.79]

Реми Г. Кремний и его соединения (Глава из неорганической химии). [c.72]

Как уже упоминалось, в ходе практикума учащиеся должны овладеть практическими приемами и навыками экспериментальной работы по синтезу и очистке неорганических соединений и закрепить теоретические знания по неорганической химии, полученные в классе. В соответствии с этим в практикум целесообразно включить работы по следующим разделам курса неорганической химии 1 Очистка неорганических веществ различными способами. 2. Кислород. Практическое обращение с баллонами. 3. Водород. Работа с аппаратом Киппа. 4. Получение оксидов, гидроксидов, кислот, солей. 5. Галогены. 6. Растворы. 7. Изучение свойств электролитов. 8. Изучение процессов электролиза солей. 9. Сера. 10. Азот и фосфор. 11. Углерод, и кремний. 12. Мет ы. [c.28]

Кремнийорганические полимерные соединения начали применяться в промышленности лишь 10 лет назад. Наши знания и наш опыт основываются пока на нескольких десятках известных нам кремнийорганических полимеров. Можно не сомневаться в том, что в самое ближайшее время число технически ценных кремнийорганических полимеров резко возрастет, а наше народное хозяйство получит новые ценные материалы на их основе. Но наука движется дальше, и уже сейчас в лабораториях синтезируют полимеры, у которых цепи молекул построены не только из атомов кремния и кислорода, но содержат также атомы и других элементов — алюминия, титана, магния, олова, хрома, бора, что сближает их с силикатами. Эти полимеры позволяют уменьшить различие в свойствах, существующее пока между органическими полимерами и неорганическими силикатными веществами. Надо более решительно вторгаться в эту мало изученную область между органической и неорганической химией. В этой области можно найти новые вещества, обладающие свойствами, которые нельзя создать синтезом органических полимеров или чисто неорганических веществ. [c.8]

В то же время и в той, и в другой области химии кремния господствовали представления о мономерном строении многих кислородных соединений кремния и о возможности существования связи 51 = 0. Поэтому и в научных публикациях по неорганической и органической химии кремния, а также в руководствах и учебниках постоянно встречались структуры типа [c.10]

Интенсивное развитие химии элементоорганических соединений, синтез обширных классов органических соединений бора, кремния, фосфора, фтора и других неметаллов и металлов, а также многоэлементных соединений с несколькими гетероэлементами в молекуле потребовали разработки быстрых, достаточно универсальных, а главное, точных и надежных методов определения элементов. Одним из таких методов является абсорбционная спектрофотометрия. Спектрофотометрические методы получили широкое распространение в неорганическом анализе [254, 278—287]. Однако работ, посвященных применению этих методов для микроанализа органических соединений, мало. Литература по анализу многих элементоорганических соединений вообще отсутствует. Между тем спектрофотометрические методы отвечают жестким требованиям элементного анализа органических соединений благодаря таким особенностям, как 1) высокая чувствительность, позволяющая работать с миллиграммовыми навесками вещества в широком диапазоне концентраций определяемого элемента 2) большая избирательность, позволяющая проводить определение одного или нескольких элементов в присутствии большого числа других элементов 3) возможность получения результатов, характеризующихся высокой воспроизводимостью и правильностью. Наконец, если учесть большую производительность при выполнении серийных анализов, доступность и дешевизну реактивов и приборов, то целесообразность применения спектрофотометрии для анализа элементоорганических соединений делается очевидной. [c.159]

Химия неорганических соединений многообразна и сложна. Последнее время происходит процесс ее дифференциации с выделением в самостоятельные научные направления химии отдельных элементов (бора, кремния, фтора и т. д.). Одновременно наблюдается все большее слияние органической и неорганической химии, в частности, в комплексных соединениях многочисленные органические молекулы и анионы органических кислот образуют химические связи с металлами и неметаллами. [c.188]

Более точное описание неорганических или органических соединений кремния содержится в ряде книг и обзорных статей [1—4, 6—11 ], в которых излагаются различные аспекты этого большого раздела химии. [c.183]

Как уже отмечалось, наибольшей прочностью у кремния обладают одинарные а-связи Si—F, Si—О и Si—С1. Но в природных соединениях кремний всегда связан только с кислородом. Все другие связи кремния в природных условиях разрушаются, так как соединения со связями Si—О являются наиболее выгодными в термодинамическом смысле. Но в неорганической химии важны не только кислородные соединения кремния. Большое значение имеют, например, соединения со связями Si—F, Si—С1, Si—Н, Si—Si, Si— . [c.336]

Направление научных исследований расчет молекулярных орбит электронная корреляция применение квантовой механики к изучению проблем в области валентности, спектроскопии и межмолекулярных сил ИК-спектры и ЯМР высокого разрешения кинетика и механизм неорганических окислительно-восстановительных реакций реакционная способность связи углерод — металл амиды металлов и неметаллов кинетика реакций в газовой фазе, реакций гидрирования и полимеризации неорганические полимеры органические соединения бора, фосфора, кремния, германия, олова влияние у-излучения на металлорганические соединения калориметрия металлорганических соединений рентгеноструктурный анализ природных веществ химия производных ацетилена, алкалоидов, терпенов и стероидов биосинтез метаболитов плесени моделирование системы энзимов. [c.273]

За последние 15—20 лет бурное развитие химии кремнеорганических соединений привело к ее выделению в самостоятельную отрасль химической науки и технологии. Промежуточное положение, которое занимают между органическими и неорганическими соединениями органические производные кремния, обусловливают их своеобразие. Ценные технические свойства кремнеорганических полимеров — полисилоксанов определяют все более расширяющееся применение их в качестве высокотермостойких жидкостей, смол и эластомеров, надежных электроизоляционных материалов и гидрофобизующих составов. [c.346]

Высокомолекулярные соединения, в которых перемещение макромолекул крайне затруднено, характеризуются значениями вязкости в 100 Па-с и выше. Такие вещества практически теряют текучесть и воспринимаются как твердые тела по агрегатному состоянию. Иногда их называют аморфными твердыми тела-м и, подчеркивая этим их отличие от истинно твердых тел — кристаллических. Однако не следует забывать, что по фазовому состоянию они являются жидкими и потому, хотя и неощутимо, могут течь. Так, например, старинные оконные стекла, являющиеся неорганическим полимером диоксида кремния, за много лет становятся несколько толще внизу. Подобное состояние высокомолекулярных соединений в химии полимеров называется стеклообразным или застеклованным. Макромолекулы полимера в застеклованном состоянии связаны друг с другом густой сеткой поперечных межмолекулярных связей, что препятствует их правильной упаковке с образованием кристаллической структуры. [c.87]

Значение углерода в органической химии определяется его способностью образовывать связи углерод — углерод, делающие возможным существование сложных молекул с самыми разными свойствами. Значение кремния в неорганическом мире определяется другой особенностью этого элемента — известно лишь очень немного соединений, в которых атомы кремния связаны между собой ковалентными связями, причем эти соединения играют незначительную роль. Характерная особенность силикатных минералов заключается в том, что они построены из [c.512]

Фридрих Велер (1800—1882) —немецкий химик, с 1831 г. профессор Технической школы в Касселе, с 1836 г. до конца жизни профессор Геттингенского университета. Открыл циановую кислоту, оказавшуюся тождественной но составу гремучей кислоте. Получил мочевину иа неорганического соединения (цианата аммония). Исследовал совместно с Либихолг мочевую кислоту и ее производные. Впервые получил алюминий нагреванием хлорида алюминия с калием. Аналогичным способом получил бериллий и иттрий. Открыл метод получения фосфора, кремния в свободном состоянии и ого соединений. Осуществил получение карбида кальц1гя и ацетилена. Автор учебных руководств по органической и неорганический химии. Избран членом-корресаондентом Петербургской Академи наук (1853). [c.157]

Таким образом, во всех рассмотренных структурах нельзя выделить обособленные молекулы в кристаллической решетке. Такие кристаллические решетки, в которых отсутствуют дискретные молекулы, называются координационными решетками. Для большинства неорганических веществ (более 95%) характерны именно координационные решетки. К ним относятся условно ионные , металлические и ковалентные решетки. К условно ионным решеткам принадлежит решетка хлорида натрия, металлическим — решетка натрия и ковалентным — решетки кремния и сульфида цинка. Это деление, основанное на преобладающем типе химической связи, условно. В реальных кристаллах сосуществуют различные типы химической связи, и можно рассматривать решетки ионно-ко-валентные, ковалентно-металлические и т. п. На рис. 5 для сравнения приведены элементарные ячейки м.о. 1екулярных решеток иода (а) и диоксида углерода (б). Их важнейшей особенностью в отличие от предыдущих типов кристаллов является то, что в узлах кристаллической решетки находятся не атомы, а молекулы. При этом расстояния между атомами в молекуле меньше, чем межмолекулярные расстояния в кристалле, в то время как в координационных решетках все расстояния одинаковы. Однако молекулярные решетки не характерны для твердых неорганических веществ. В неорганической химии молекулы являются типичной формой существования химического соединения в наро- и газообразном состоянии. [c.19]

Основные научные работы относятся к аналитической и неорганической химии. Разработал практически важные методы определения калия, цинка, фтора в плавиковом шпате, апатитах, фосфоритах и др. Предложил (1967—1969) метод изучения гетерогенных систем с малорастворимыми компонентами (метод остаточных концентраций Тананаева). Исследовал фтористые соединения актинидов, редких и других элементов, что позволило ему выявить ряд закономерностей в изменении свойств комплексных фторметаллатов. Разработал методы получения сверхчистых кремния, германия и других полупроводниковых элементов. Установил закономерности образовашш смещанных ферроцианидов в зависимости от природы входящих в их состав тяжелого и щелочного металлов и разработал ферроцианид-ный метод извлечения рубидия и цезия из растворов калийных солей, создал ряд неорганических ионообменников, красителей и др. Провел физико-химические иссле- [c.484]

Основные научные работы посвящены минералогии силикатов и физико-химическому исследованию силикатных систем, полупроводни-ковы.х и ферритных материалов. Один из основоположников неорганического материаловедения. Осуществил синтез и исследовал свойства монокристаллов окиси алюминия — рубинов (1949), синтезировал монокристаллы сложных окисных соединений. Установил оптимальный фазовый состав ферритных материалов, термические режимы и оптимальную газовую среду обжига, а также основные кристаллохимические параметры синтезируемых ферритов. Автор учебника Химия кремния и физическая химия силикатов (совместно с К. С. Евстропьевым, 2-е изд. 1956). Один из организаторов выпуска и соавтор справочника Физико-химические системы силикатной технологии (2-е изд. 1954). [c.497]

По своему характеру химические лаборатории очень разнообразны. Они могут предназначаться для органических синтезов, аналитических работ, физико-химических исследований. Многие лаборатории имеют специальный профиль работы. Например, есть лаборатории, ведущие исследования в области химии бериллия, химии кремния, химии фтора, лаборатории, занимающиеся рентгеноструктурным анализом, изучением фосфорорганических соединений, специализирующиеся на органическом и неорганическом катализе, лаборатории, изучающие полупроводниковые материалы и т. д. Дать какие-либо общие рекомендации по их устройству невозможнр. Можно сделать только несколько общих замечаний. С точки зрения безопасности постоянно ведущихся работ с вредными, ядовитыми, огнеопасными, взрывчатыми, радиоактивными веществами, а также безопасности работ, связанных с применением высоких давлений, высокого вакуума, высокого напряжения, необходимо, чтобы все исследования такого рода проводились в лабораториях, специально для этого оборудованных. В лабораториях, предназначенных для работы с газами высокой токсичности или имеющими неприятный запах, должна быть более мощная вентиляция. В таких лабораториях следует сделать приток воздуха несколько меньше, чем отток вытягиваемого воздуха при этом создается небольшой вакуум, недостающий воздух будет посту-пать-в лабораторию из коридора и этим исключается возможность проникновения токсических газов в другие помещения. [c.19]

За последние 15—20 лет резко возрос интерес к химии элементоорганических соединений. Интерес к этой области, занимающей пограничное положение между неорганической и органической химией, вызван как запросами практики (органические производные фосфора, свинца, кремния и др.), так и тем, что элсмситооргапическне соединения являются благодарны.м материалом для изучения многих теоретических вопросов химии. [c.5]

Имеются значительные разногласия в номенклатуре металлоорганических соединений, а литература по оловоорганическим соединениям в этом отношении ие является исключением. В обзоре, включая таблицы, авторы стремились следовать системе номенклатуры, принятой в настоящее время в hemi al Abstra t s [17]. Хотя названия кремний- и германийорганических соединений строятся по номенклатуре органических соединений и требуют окончаний силан и герман , для олово-и свинцовоорганических соединений в настоящее время используется номенклатура неорганической химии и окончания станнан и [c.10]

Чтобы лучше понять свойства кремнийорганических соединений, следует прежде всего познакомиться с простейшими соединениями кремния с ковалентной связью, такими, как гидриды и галогениды, хотя по классической тeмaтккe они считаются неорганическими соединениями. Впрочем, согласно современным воззрениям, неправильно проводить резкую грань между органической и неорганической химией. Аналогично тому, как органическая химия охватывает все соединения углерода, кроме карбонатов и карбидов, можно считать, что химия кремнийорганических соединений охватывает все соединения кремния с ковалентной связью, кроме силикатов и силицидов [А10, АП], которые (согласно Воронкову) безусловно относятся к неорганическим соединениям кремния. [c.37]

Было бы, однако, неправильным полагать, что в других разделах химии, в частности в неорганической, нет новых больших открытий и достижений. Развитие атомной промышленности, переход к реактивным двигателям в авиаций, потребности ракетной техники вызвали ловы-шенный интерес к синтезу химически стойких материалов, хладагентов, керамических и металлокерамических частей, способных сохранять высокую прочность и другие физико-химические качества при высоких температурах. Это привлекло внимание химиков-неоргаников к исследованию огнеупоров, синтезу новых тугоплавких веществ. Широкое изучение таких видов высокоэнергети-ческого топлива, как гидразин, ряда соединений бора и его производных, также привело в последнее время к быстрому росту новых, весьма перопективных ветвей неорганической химии кремнийорганической, фтороргани-ческой и бороргаяической химии. Бурный рост радиотехники и радиоэлектроники способствовал развитию химии полупроводников. Причем современная электроника требует создания полупроводниковых материалов с такими свойствами, которыми не обладают классические полупроводниковые элементы, такие, как германий, кремний, селен. [c.116]

Из большого числа известных в пастояш,ее время кремнийорганических соединений значительный теоретический и прикладной интерес представляют соединения, содержащие связи кремний—водород и их производные. Эти соединения обладают повышенной реакционной способностью и позволяют получать простыми методами вещества с разнообразными и чрезвычайно ценными свойствами [1]. Разработка методов синтеза гидридсиланов и изучение их взаимодействия с различными классам й органических и неорганических реагентов являются до сих пор актуальными задачами химии кремния. [c.278]

Многое из только что разобранного близко к органической химии, а поэтому автор должен для компенсации рассмотреть более близкий к неорганической химии класс аминодиборанов. Соединения, о которых пойдет речь, получаются при замене углерода кремнием. Чтобы получить силиламинодибораны, исходят из четвертичных силиламинов, поскольку, по-видимому, первичные силиламины не существуют. Прежде всего мы нашли, что (51Нз)зЫ вообще не реагирует с дибораном здесь атом азота не способен делить свою собственную пару электронов с группой борина. Автор полагает, что причиной такого явления может быть притягивание электронов атома азота атомами кремния. Этого и следовало ожидать, так как в случае, когда атом типа кремния образует а-связи, имеются места с низкой электронной плотностью в направлении, где нет связи такие места можно описать как внешние орбиты, на которых могут находиться электроны. Мы вынуждены представить эти орбиты как гибридные, возникшие главным образом за счет З -волновой функции, которая имеет максимальные точки на линиях, делящих пополам четыре квадранта. Таким образом пара электронов азота может образовать систему и-связей с атомами кремния. Атом азота в таком случае находится в центре равностороннего треугольника, образованного этими атомами кремния [34]. [c.157]

История металлоорганических соединений началась, как обычно полагают, со знаменитых исследований Р. Бунзена, посвященных какодилу (СНз)4А82 (1841 г.). Несомненно, однако, Что с органическими производными металлов приходилось сталкиваться еще задолго до этого, но они не были опознаны. Бунзен считал, что найденное им интересное соединение метильных групп с мышьяком представляет собой хороший пример органического элемента (который в настоящее время обычно называют радикалом), и тем самым он внес существенный вклад в теорию химического строения. В течение последующих 30 лет был сделан еще ряд столь же важных открытий, как, например, открытие органических соединений ртути, кадмия, цинка, олова, свинца, кремния и многих других элементов, что значительно пополнило наши познания о них. Прежде всего определение первых точных атомных весов этих элементов было значительно облегчено изучением их алкильных соединений. Следует напомнить, что в прошлом столетии, когда совершенство весовых методов анализа уже позволяло точно определять пайные веса, существовала все же путаница между пайными и атомными весами, так как не были известны главные или характеристичные валентности элементов. В этой путанице нельзя было разобраться при помощи обычных методов неорганической химии в том случае, если рассматриваемый элемент, как это часто бывает, образует два или большее число хлоридов или окислов. В то же время каждый элемент из числа металлов образует, как было установлено, только одно летучее соединение с этиль-ными или метильными группами (если он вообще образует подобные соединения), и это единственное этильное или метиль-ное производное можно очистить перегонкой до любой желательной степени. Затем, определив содержание углерода и водорода при помощи хорошо разработанных аналитических методов сожжения, можно однозначно установить число нормальных валентностей металла и отсюда прийти к не вызывающему сомнений выбору атомного веса. Надежно установленные атомные [c.11]

После периода некоторого затишья (1875—1895 гг.) химия металлоорганических соединений на рубеже двух столетий обогатилась серией блестящих открытий в области химиотерапии и органического синтеза. Достаточно вспомнить имена Эрлиха, Гриньяра и Шленка, чтобЪ представить себе этот золотой век и тот неизгладимый след, который он оставил в органической, неорганической и физиологической химии. В качестве хотя бы одного примера этого приведем органические соединения кремния в свое время это был один из темных уголков химии, пока применение Киппингом методов Гриньяра к синтезу этих соединений не открыло новой области химии кремнийорганических соединений и привело в конечном итоге к созданию новой отрасли промышленности, выпускающей кремнийорганические полимеры — силиконы. С таким же успехом можно указать и на значение работ Шленка для развития промышленности синтетического каучука, а также на то влияние, которое оказали органические соединения ртути и мышьяка на современную медицинскую практику. Спустя некоторое время развитие химии металлоорганических соединений получило еще один совершенно неожиданный толчок извне речь идет о требованиях, предъявляемых к горючему для двигателей внутреннего сгорания. Ряд поразительных умозаключений привел Т. Мидгли к выводу, что явление стука в этих двигателях обусловлено скорее строением молекул горючего, чем конструкцией системы электрического зажигания, как думали ранее. В дальнейшем в результате ряда испытаний было показано, что органические соединения Свинца и теллура являются весьма эффективными средствами для изменения химизма сгорания топлива так началось промышленное производство тетраэтилсвинца, применяемого в качестве добавки к бензину. В 1920 г. трудно было представить себе вещество, менее способное когда-либо приобрести промышленное значение, однако уже в 1936 г. производство тет- [c.12]

Однако разделение полимеров па стабильные, консервативные , чисто неорганические полимеры и пластичные, многоликие , органические, хотя и верно в основном, но относительно. На границе органической и неорганической химии разви лась мощная и полнокровная химия элементоорганических соединений, ставшая самостоятельным разделом химии. Таким же образом и в области высокомолекулярных соединений элементоорганические полимеры рассматриваются самостоятельно. Введение в органические полимеры элементов неорганогенов III и следующих периодов, а также фтора позволяет сообщать им некоторые свойства неорганических полимеров. Кремний- и фторорганические полимеры завоевали прочное и признанное место среди синтетических материалов конструкционного назначения. [c.72]

В последние годы химия гетероциклических соединений и ге-тероатомных полимеров, особенно полимеров, скелет которых построен из атомов кремния, фосфора, серы, алюминия или углерода, связанных с кислородом, серой и азотом, сделала замечательные успехи. К этому классу соединений относятся соединения самых различных типов, начиная от классических органических и кончая чисто неорганическими . К настоящему времени для многих из этих соединений накоплен огромный материал о методах синтеза, механизме реакций, характере связей, термодинамике равновесия и о химии полимеров. Быстрое развитие этой области химии в значительной степени определяется требованиями, предъявляемыми к полимерным материалам авиационной и космической техникой. [c.7]

Книга рассчитана на научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских учреждений, аспирантов и студентов старпшх курсов вузов и факультетов химического и химико-технологического профиля, работаюхцих в области неорганической, органической и биологической химии кремния, фосфора и серы, химии элементоорганических соединений и их практического использования. [c.2]

Развитие химии элементоорганических соединений дало нам способы получения таких полимеров, у которых в образовании основной цепи или ответвлений от нее участвуют, кроме органических веществ, состоящих главным образом из углерода, водорода и кислорода, также неорганические элементы — такие, как кремний, фосфор, бор, алюминий, титан... Материалы из таких соединений Л5П1-ше, чем обычные органические полимеры, сопротивляются воздействию нагрева и пригодны для работы при температурах в 400—600°. [c.56]