Неограническая химия

Содержание.

Введение………………………………………………………………..3

I.1. Неорганическая химия — основа новых материалов……………….5

I.2. История развития неорганической химии……………………...………7

I.3. Практическое применение неорганической химии……………………14

Заключение…………………………………………………………….17

     Список  использованной литературы …………………………..…….18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

     Что такое химия? Химия является высокоупорядоченной - постоянно развивающейся системой знаний о веществах, имеющей определенное социальное назначение и свое место  в ряду других наук.

Под системой химии подразумевается объединение  всех химических знаний в концептуальные системы, которые находятся между  собой в отношениях иерархии, т.к. каждая концептуальная система - это определенный уровень знаний.

     Особое  место в этом уровне знаний занимает неорганическая химия. Большая часть знаний, на которых базируется неорганическая химия, получена довольно давно, но во второй половине прошлого века она вдруг оказалась в тени фантастических достижений органической химии и химии живых систем. Практически у всех создалось ощущение, что неорганическая химия — в глубоком застое. Этому в немалой степени способствовали и университетские профессора, излагавшие предмет почти в неизменном виде на протяжении десятилетий. Между тем ситуация в последние годы существенно переменилась. Интенсивное развитие электроники, фотоники, сенсорики и спинтроники потребовало новых материалов со специальными свойствами, что привело к ренессансу неорганической химии.

Неорганическая  химия гораздо сложнее органической химии. Последняя — это фактически химия одного элемента, а у неорганики их в арсенале почти сто. Именно это даёт простор для создания самых разных материалов с разными свойствами.

     В Периодической системе элементов  уже почти исчезли „застойные“  зоны, практически все элементы активно  применяются в новых материалах. Пример тому — использование самых молодых(по времени открытия) химических элементов, таких, как рений, технеций и франций, не говоря уже о плутонии, америции и других актинидах.

Переход от химических элементов к материалам исключительно сложен, здесь не помогают даже методы комбинаторной химии, поскольку возможно множество сочетаний различных химических элементов. Например, только для элементов, имеющих стабильные изотопы, таких сочетанийбольше 7×10²³. Это число увеличится на много порядков, если учесть, что большинство современных материалов создают, используя метастабильные состояния веществ. Дело в том, что 99,9% неорганических материалов находятся в неравновесном состоянии, то есть с ними что-топроисходит во времени (например, металл окисляется). Этот процесс превращения может быть очень медленным, поэтому кажется, что материал стабилен и неизменен. Чем отличается стабильное состояние от метастабильного? Если зафиксировать все параметры, которые характеризуют состояние системы, то только одно-единственное будет термодинамически стабильным, а множество других — метастабильными. Таких метастабильных состояний бесконечно много даже для одного вещества, имеющего фиксированный состав, а свойства у этих состояний разные.

     В этой ситуации метод случайного перебора композиций не может быть эффективным — надо с умом использовать закономерности неорганической химии. К сожалению, несмотря на славные традиции её развития в России, в последние 10–20 лет фронт отечественных исследований значительно сузился из-за крайне ограниченных экспериментальных возможностей многих научных групп(нет современных электронных микроскопов, синхротронных источников излучения,сквид-магнетометров, ЯМР-спектрометров высокого разрешения и т. д.).. Это тем более печально, что в прошлом российские учёные внесли существенный вклад в развитие неорганической химии, — достаточно вспомнить Д.И. Менделеева, И.С. Курнакова, Л.А. Чугаева, И.И. Черняева, а также А.В. Новосёлову, И.В. Тананаева, В.И. Спицина. 
 
 

I.1. Неорганическая химия — основа новых материалов

     Неорганическая  химия, наука о химических элементах и образуемых ими простых и сложных веществах, за исключением органических соединений.

Понятие "неорганическая химия" (минеральная химия) появилось первоначально для обозначения веществ минерального происхождения.

Основные  задачи современной Неорганической химии: изучение строения, свойств и  химических реакций простых веществ  и соединений, взаимосвязи строения со свойствами и реакционной способностью веществ, разработка методов синтеза  и глубокой очистки веществ, общих  методов получения неорганических материалов.

Важнейшие разделы неорганической химии - теоретическая, синтетическая и прикладная неорганическая химия. По изучаемым объектам ее подразделяют на химию отдельных элементов, химию групп элементов в составе периодической системы (химия щелочных металлов, щелочноземельных элементов, галогенов, халькогенов и др.), химию определенных соединений тех или иных элементов (химия силикатов. пероксидных соединений и др.), химию элементов, объединенных в группы по исторически сложившимся признакам (например, химия редких элементов), химию близких по свойствам и применению веществ (химия тугоплавких веществ, интерметаллидов, полупроводников, энергонасыщенных соединений, благородных металлов, неорганических полимеров и др.). Самостоятельный раздел неорганической химии - координационная химия, или химия координационных соединений. Нередко обособляют химию переходных элементов.

Границы между неорганической химией и другими химическими науками часто условны или неопределенны. Одни и те же вещества или реакции могут быть объектами исследования различных химических дисциплин.

     Как и многие другие химические науки, неорганическая химия неразрывно связана с физической химией, которая может считаться теоретической и методологической основой современной химии, с аналитической химией - одним из главных инструментов химии.

Неорганическая  химия отчасти пересекается с органической химией, особенно с химией металлоорганических соединений, бионеорганической химией и др.

Теоретические представления неорганической химии используют в геохимии, космохимии, химии твердого тела, химии высоких энергий, радиохимии, ядерной химии, в некоторых разделах биохимии и агрохимии.

Прикладная  часть неорганической химии связана с химической технологией, металлургией, галургией, электроникой, с добычей полезных ископаемых, производством керамики, строительных, конструкционных, а также оптических и других неорганических материалов, с обеспечением работы энергетических установок (например, АЭС), с сельским хозяйством, с обезвреживанием промышленных отходов, охраной природы и др. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I.2. История развития неорганической химии.

     История неорганической химии тесно связана с общей историей химии, а вместе с ней - с историей естествознания и историей человеческой цивилизации. Составные разделы истории неорганической химии - история открытия химических элементов, история формирования основных понятий о веществе, история открытия и развития законов химии, в частности периодического закона Менделеева.

     Все основные периоды развития общей химии (древнейший, алхимии, ятрохимии, возникновения технической химии, классичесской химии, современный) - это и периоды развития неорганической химии в ее современном понимании.

     В течение древнейшего периода (до нач. 13 в.) стали известны углерод, сера, железо, олово, свинец, медь, ртуть,серебро и золото. С 7 в. в Китае производился фарфор. В алхимический период (до нач. 16 в.) были охарактеризованы многие минералы, открыты мышьяк, сурьма, висмут, цинк, изучены некоторые сплавы (в частности, отдельные амальгамы), соли, нескольких кислот и щелочей. Возник пробирный анализ. В Европе с сер. 13 в. стала применяться, а в 15 в. и производиться селитра.

     В начале 16 в. возникло направление в алхимии и медицине - ятрохимия (от греч. iatros-врач и химия; химиатрия, иатрохимия), отводившее основную роль в возникновении болезней нарушениям химических процессов в организме человека и ставившее задачу отыскания и приготовления химических средств их лечения. Основатель ятрохимии - Парацельс - ввел в медицинскую практику препараты ртути, серебра, золота и других металлов. Ятрохимия утратила свое значение в нач. 18 в.

     В период возникновения технической  химии (17 в. - 1-я половина 18 в.) установлено  существование фосфора, кобальта, платины и никеля. Были созданы производства азотной, соляной и серной кислот, различных солей (поваренная соль, квасцы, бура, нашатырь, сульфат цинка), минеральных красителей, керамики.

     Начало 18 в. связано с распространением теории флогистона - некоего вещества, якобы выделяемого при горении. Эта ошибочная теория оказала положительное влияние на развитие химии, впервые позволив рассматривать различные химические процессы с одной общей точки зрения.

     Во 2-й половине 18 в. химико-аналитическими методами были открыты барий, марганец, молибден и другие металлы,теллур, с помощью электричества была разложена вода, обнаружены первые газообразные простые вещества - водород, азот, хлор и кислород.

     М.В.Ломоносов и А.Лавуазье сформулировали закон сохранения массы при химических реакциях. Лавуазье показал несостоятельность теории флогистона, дал определение химического элемента (вещество, которое не может быть разложено химическими способами), предложил впервые перечень известных тогда химических элементов. Принципы химической номенклатуры этого периода в основном сохранились до нашего времени.