Неограническая химия

На основе работ Л.Гальвани и А.Вольта был открыт электрохимический ряд напряжений металлов.

     В начале 19 в. зародилась классическая химия. В 1-й половине 19 в. были найдены основные количественные законы химии. Ж.Пруст открыл закон постоянства состава вещества (который стал общепринятым после длительного спора с К.Бертолле). Дж.Дальтон в 1802 суммировал идеи других ученых на качественно ином уровне и сформулировал близкую к современной концепцию атомистической природы веществ, а на ее основе - кратных отношений закон, ввел понятие атомной массы.

     Этапными  для развития неорганической химии явились работы И.Берцелиуса, который в 1814 опубликовал таблицу атомных масс. А.Авогадро и Ж.Гей-Люссак открыли газовые законы, П.Дюлонг и А.Пти нашли правило, связывающеетеплоемкость с числом атомов в соединении, Г.И.Гесс - закон постоянства количества теплоты (см. Гесса закон). Возникла атомно-молекулярная теория.

     В 1807 Г.Дэви электрохимически разложил гидроксиды натрия и калия и ввел в практику новый метод выделения простых веществ; в 1834 М.Фарадей опубликовал основные законы электрохимии (см. Фарадея законы).

     2-я  половина - конец 19 в. ознаменовались  обособлением физической химии.  К.Гульдберг и П.Вааге сформулировалидействующих масс закон. Работы С.Аррениуса, Я.Вант-Гоффа, В.Оствальда положили начало теории растворов.

     В этот же период зародилось учение о валентности (Ф.Кекуле, Ш.Вюрц и др.), стали известными новые химические элементы (бор, литий, кадмий, селен, кремний, бром, алюминий, иод, торий, ванадий, лантан, эрбий, тербий,диспрозий, рутений, ниобий), с помощью введенного в практику спектрального анализа было доказано существование цезия, рубидия, таллия и индия. Было проведено определение и уточнение атомных масс многих химических элементов.

     К конце 1860-х гг. стало известно 63 химических элемента и большое число разнообразных химических соединений, однако научная классификация элементов отсутствовала. Основой для систематики явился периодический закон Менделеева, с помощью которого были исправлены атомные массы многих элементов и предсказаны свойства неизвестных в то время веществ. Последовавшие открытия галлия (П.Э.Лекок де Буабодран, 1875), скандия(Л.Нильсон, 1879), германия (К.А.Винклер, 1886), лантаноидов, благородных газов (У.Рамзай, 1894-98), первых радиоактивных элементов - полония и радия (М.Склодовская-Кюри, П.Кюри, 1898) блестяще подтвердили периодический закон. При получении астата, актиноидов, курчатовия, нильсбория и элементов с атомными номерами 106 и выше этот закон был использован на практике. Приоритет Менделеева в открытии периодического закона, некоторое время оспаривавшийся Л.Мейером, был закреплен в названии одного из искусственных элементов (менделевия).

     Теория  строения атома (Э. Резерфорд, 1911; Н. Бор, 1913), введение понятия атомного номера (Г. Мозли, 1914) позволили дать периодическому закону физ. обоснование.

     В 1893 А. Вернер высказал идею пространств. строения комплексных соединений  металлов, создал основы классификации координац. соединений.

     Позднее в неорганической химии стали использоваться такие понятия, как введенная Л. Полингом электроотрииательность, ионные и  ковалентные радиусы , степень окисления, к-ты и основания по Брёнстеду и по. В 1927 И. И. Черняев открыл явление трансвлияния в  комплексных соединениях. Достижения русской и современной школы химии комплексных соединений (Н. С. Курнаков, Л. А. Чугаев, И. И. Черняев, О. Е. Звягинцев, А. А. Гринберг) были положены в основу методов аффинажа благородных металлов. Современный период неорганической химии отличается расширением ее теоретической базы, резким увеличением количества изучаемых объектов, применением физические, особенно спектроскопических, методов исследования и анализа, увеличением числа используемых сложных методов синтеза.

     Химия большинства элементов в 20 в. интенсивно развивалась, однако некоторые области неорганической химии прогрессировали особенно быстро. Появились и новые быстро растущие направления. Химия редких металлов начала выделяться в самостоятельный раздел неорганической химии в 30-х гг. благодаря зарождению производства редких металлов и росту их потребления, комплексному характеру мн. видов природного сырья и общности технологических операций переработки сырья. Появление атомной энергетики, авиационно-космической промышленности и электроники повысили роль этой области неорганической химии.

     Химия галогенов, особенно фтора, получила мощный импульс развития во 2-й половине 20 в. в связи с развитием металлургии, атомной и ракетной техники, производств органических веществ, полупроводниковых и др. материалов. Заметному увеличению числа исследований неорганических фторидов способствовало открытие в 1962 фторидовблагородных газов. В 70-80-х гг. расширилось применение атомарных и ионизированных галогенов, каталитических реакций галогенирования. Многообразие соединения галогенов и широкий диапазон их свойств сделали эти соединения удобными объектами для изучения основных задач неорганической химии.

     Начало 2-й половины 20 в. связано с возникновением химии полупроводников, а несколько  более позднее время - с развитием планарной технологии интегральных схем. Перед неорганической химией возникли задачи получения особо чистых веществ, что потребовало резкого улучшения методов очистки и анализа. Инструментальные методы анализа в этой области неорганической химии полностью вытеснили традиционные.

     В связи с развитием ракетно-космической  техники, а, также химических источников тока во 2-й пол. 20 в. самостоятельное значение стала приобретать химия энергонасыщенных соединений - сильнейших окислителей и восстановителей. Позже все большее внимание стало уделяться твердым источникам (аккумуляторам) различных газов - кислорода , водорода , фтора и других - для топливных элементов, газовых лазеров, систем жизнеобеспечения космических станций и кораблей.

Химия РЗЭ близка к химии некоторых редких металлов и химии актиноидов, что связано с определенными аналогиями в электронном строении и хим. свойствах всех этих элементов и определяет их совместное присутствие в некоторых природных источниках. Уникальные свойства РЗЭ были изучены и реализованы лишь начиная с 60-70-х гг. Особенностью этих элементов является близость их хим. и многих физ. свойств, что привело к необходимости преодоления трудностей при выделении, глубокой очистке и определении индивидуальных элементов. Интерес к этой области неорганической химии возрастает в связи с открытием высокотемпературных оксидных сверхпроводников.

     Химия благородных газов зародилась в 1962, когда Н. Бартлетт получил первое химическое соединение ксенона-XePtF₆. Ныне известны криптона дифторид, ксенона фториды, а также фториды радона, оксиды и хлоридыксенона, ксенаты и перксенаты, многочисл. комплексные соединения содержащие ксенон и криптон. Множество соединений благородных газов могут быть получены только в условиях физического активирования реагентов; являются термодинамически неустойчивыми в-вами и сильнейшими окислителями, поэтому развитие этого раздела неорганической химии потребовало разработки специфич. методов синтеза и исследований. Открытие соединения благородных газов имело принципиальное значение и привело к видоизменению периодич. таблицы хим. элементов - исключению "нулевой" группы и размещению благородных газов в VIII группе.

     В 70-х гг. новый импульс развития получила химия гидридов, особенно гидридов металлов и интерметаллических соединений, в связи с перспективой их использования как источников топлива для автономных энергосистем.

     Химия твердого  тела, переживающая с 60-70-х  гг. период бурного развития, способствовала ускорению разработки мн. ключевых для неорганической химии вопросов. Среди этих вопросов - природа нестехиометрич. и аморфных веществ, влияние не-значит. изменений состава кристаллов на их свойства и др. В неорганической химии большое внимание уделяется неорганическими материалам - сформировались такие области неорганической химии, как химия материалов для электроники, формируется направление, связанное с сенсорами химическими.

     Открытие, сделанное в 1986 И. Беднорцем и К. Мюллером, положило начало еще одной области неорганической химии и химии твердого тела - химии высокотемпературных сверхпроводников. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I.3. Практическое применение неорганической химии.

     Еще в 18 в. установилась тесная связь между  неорганической химией и ремеслами - основой зарождавшейся промышленности. Позднее неорганическая химия стала научной базой множества производств, определяющих уровень промышленного развития отдельных стран и всего человечества.

     Прикладной  частью неорганической химии традиционно считается технология неорганических веществ. Она связана с крупномасштабными производствами серной, соляной, фосфорной, азотной кислот, соды, аммиака, хлора, фтора, фосфора,  а также солей натрия, калия, магния, диоксида углерода, водорода, различных минеральных удобрений и многих других веществ. Большая часть этих продуктов потребляется другими химическими производствами, металлургией и при получении конструкционных материалов.