Verbum

АКІСЛЕ́ННЕ-АДНАЎЛЕ́ННЕ, акісляльна-аднаўляльныя рэакцыі,

хімічныя рэакцыі, пры якіх адбываецца пераход электронаў ад атамаў, малекул ці іонаў аднаго злучэння да атамаў, малекул і іонаў другога. Паводле электроннай тэорыі акісленне вызначаецца як страта (напр., Zn-2e = Zn​²⁺), а аднаўленне як далучэнне (напр., Cl₂ + 2e = 2Cl​^–) электронаў. Рэчыва, якое далучае электроны, наз. акісляльнікам, а якое іх страчвае — аднавіцелем. Акісленне-аднаўленне ўзаемазвязаныя працэсы, якія адбываюцца адначасова: Zn + Cl₂ = Zn Cl₂ (Zn аднавіцель, акісляецца да Zn​²⁺, а Cl₂ акісляльнік, аднаўляецца да 2Cl​^–). Важнейшыя акісляльнікі: кісларод, хлор, пераксід вадароду, марганцавакіслы калій і інш. Аднаўляльнікі: вугаль, вадарод, ёдзісты калій, аксід вугляроду і інш. Пры складанні ўраўненняў акіслення-аднаўлення ўлічваецца электраадмоўнасць атамаў (здольнасць атама ў малекуле прыцягваць і ўтрымліваць электроны) і акіслення ступень. Перамяшчэнне электронаў у акісленні-аднаўленні адбываецца за кошт розніцы энергій сувязі, у аднаўляльніку электроны звязаны слабей. Рэакцыямі акіслення-аднаўлення карыстаюцца пры атрыманні металаў і неметалаў, розных хім. прадуктаў (аміяку, азотнай і сернай кіслот і інш.), яны ляжаць у аснове гарэння ўсіх відаў паліва, карозіі металаў, электролізу раствораў і расплаваў, дзеяння хім. крыніц току. Уласціва біял. сістэмам (гл. ў арт. Акісленне біялагічнае, Фотасінтэз).

т. 1, с. 192

МАЛЕКУЛЯ́РНАЯ МА́СА,

маса малекулы, выражаная ў атамных адзінках масы; адна з канстантаў, якая характарызуе індывідуальнае рэчыва. М.м. роўная суме мас атамаў, што ўваходзяць у склад малекулы. М.м. (абазначаецца М або μ) уваходзіць у многія ўраўненні і суадносіны, якімі карыстаюцца пры разліках у хіміі і фізіцы. У хіміі і хім. тэхналогіі часцей карыстаюцца адноснай М.м. — безразмернай велічынёй, роўнай адносінам малярнай масы малекулы рэчыва да 712 малярнай масы атама вугляроду-12. Эксперым. вызначэнне М.м. неабходна для ідэнтыфікацыі хім. злучэнняў, а таксама пры даследаванні высокамалекулярных злучэнняў, уласцівасці якіх істотна залежаць ад іх М.м. (гл. Малекулярная маса палімера).

Асн. метадам вызначэння М.м. лятучых рэчываў з’яўляецца мас-спектраметрыя. Вызначэнне М.м. нелятучых і недысацыіруючых у растворах рэчываў заснавана на вымярэнні калігатыўных уласцівасцей (г. зн. уласцівасцей, якія залежаць ад колькасці раствораных часціц) — паніжэння ціску пары (апісваецца законам Рауля) і т-ры замярзання (гл. Крыяскапія), павышэння т-ры кіпення (гл. Эбуліяскапія) раствораў у параўнанні з чыстым растваральнікам. У асмаметрыі М.м. рэчыва (звычайна высокамалекулярнага) устанаўліваюць па значэнні асматычнага ціску, які ўзнікае пры раздзяленні кампанентаў раствору на паўпранікальнай мембране (гл. Осмас). Сярэднія значэнні М.м. палімераў устанаўліваюць па калігатыўных уласцівасцях разбаўленых раствораў, колькасці падвойных сувязей ці функцыянальных груп (метадамі функцыян. аналізу), а таксама па вязкасці, святлорассеянні іх раствораў і па рэалагічных характарыстыках для палімераў высокай ступені полімерызацыі.

М.Р.Пракапчук.

т. 10, с. 26

НУКЛЕАФІ́ЛЬНЫЯ РЭА́КЦЫІ,

гетэралітычныя рэакцыі арган. рэчываў з нуклеафільнымі рэагентамі (нуклеафіламі). Нуклеафілы (ад лац. nucleus — ядро і грэч. phileo — люблю) — аніёны (Cl​⁻, OH​⁻, CN​⁻; NO₂​⁻, OR​⁻ і інш.), а таксама неарган. і арган. малекулы, што маюць свабодную пару электронаў (напр., вада, аміяк, аміны, спірты, фасфіты). У арган. сінтэзе пашыраны нуклеафільнага далучэння рэакцыі па карбанільнай групе, ці кратнай сувязі вуглярод — вуглярод і замяшчэння рэакцыі, характэрныя пераважна для аліфатычных злучэнняў.

Пры рэакцыі нуклеафільнага замяшчэння ў насычанага атама вугляроду нуклеафіл (X:) аддае субстрату сваю пару электронаў на ўтварэнне сувязі C—X і пры гэтым выцясняе групу Z:, ці нуклеафуг (ад лац. nucleus + fugio збягаю), з парай электронаў, што звязвалі яе з атамам вугляроду. Скорасць і механізм рэакцыі вызначаюцца рэакцыйнай здольнасцю нуклеафілу (нуклеафільнасцю) і нуклеафугу (нуклеафугнасцю), будовай малекулы субстрату і ўмовамі рэакцыі (растваральнік, т-ра, ціск і інш.). Адрозніваюць мона- і бімалекулярны механізмы. Пры монамалекулярным (S_N1) механізме спачатку (пад уздзеяннем растваральніку) утвараецца трохкаардынацыйны карбкатыён і нуклеафуг (стадыя, якая звычайна вызначае скорасць усяго працэсу), а затым нуклеафіл хутка далучаецца да карбкатыёна; атака нуклеафілу роўнамагчымая з абодвух бакоў рэакцыйнага цэнтра і ў выпадку яго асіметрыі прыводзіць да рацэмізацыі. Пры бімалекулярным (сінхронным) замяшчэнні (S_n​²) атака нуклеафілу ідзе з боку процілеглага адносна групы, што адыходзіць, і прыводзіць да змены абс. канфігурацыі асіметрычнага цэнтра малекулы (т.зв. вальдэнава абарачэнне). Гл. таксама Рэакцыі хімічныя.

Я.Г.Міляшкевіч.

т. 11, с. 386

МЕТР (франц. métre ад грэч. metron мера),

1) адзінка даўжыні, адна з 7 асн. адзінак Міжнароднай сістэмы адзінак (СІ). Абазначаецца м. 1 м = 100 см = 1000 мм. У СІ М. з’яўляецца таксама адзінкай даўжыні хвалі, фокуснай адлегласці і інш. велічынь, што маюць фіз. сэнс даўжыні.

2) Мера даўжыні, што ўзнаўляе адзінку даўжыні — М. Паводле вызначэння, прынятага 17-й Ген. канферэнцыяй па мерах і вазе (1983), М. — даўжыня шляху, які праходзіць святло ў вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Першапачаткова (1791, Францыя) М. вызначаны як 1/10 000 000 частка 1/4 даўжыні зямнога мерыдыяна. Для дакладнага вызначэння М. ў 1792—99 праведзены геад. вымярэнні дугі Парыжскага мерыдыяна. Першы эталон М. зроблены ў 1792 у выглядзе плацінавай лінейкі, адлегласць паміж канцамі якой раўнялася 1 м. Ён перададзены на захоўванне ў Нац. архіў Францыі і атрымаў назву «архіўны М.». З 1889 міжнар. прататыпам М. служыў плаціна-ірыдыевы брус з нанесенымі на адной з яго плоскасцей штрыхамі, які захоўваецца ў Міжнар. бюро мер і вагі ў г. Сеўр каля Парыжа. У 1960—83 М. вызначылі як даўжыню, роўную 1 650 763,73 даўжыні хвалі ў вакууме эл.-магн. выпрамянення, якое адпавядае пераходу паміж узроўнямі 2.р​¹⁰ i 5d​⁵ атама крыптону-86. Натуральныя першасныя эталоны М., прынятыя ў 1960 і 1983, даюць магчымасць узнаўляць меры даўжыні з хібнасцю да ±10​⁻⁸ м. М. пакладзены ў аснову метрычнай сістэмы мер. У практыцы вымярэнняў шырока выкарыстоўваюцца кратныя і дольныя адзінкі: кіламетр, дэцыметр, сантыметр, міліметр, мікраметр, нанаметр і інш.

А.І.Балсун.

т. 10, с. 312

ЗО́ННАЯ ТЭО́РЫЯ крышталічных цвёрдых цел,

квантавая тэорыя спектра энергій электронаў крышталя. Паводле З.т. гэты спектр складаецца з зон дазволеных і забароненых энергій. З.т. тлумачыць шэраг уласцівасцей і з’яў у крышталях, у прыватнасці, розны характар іх электраправоднасці.

Аснова З.т. — аднаэлектроннае прыбліжэнне: скорасць руху атамных ядраў каля становішчаў раўнавагі многа меншая за скорасць электронаў; кожны электрон рухаецца ў трохмерна-перыядычным полі, якое ствараецца ядрамі і астатнімі электронамі. Зона праводнасці (с) і валентная зона (v) утвораны сукупнасцю атамных энергет. узроўняў, «расшчэпленых» у выніку аб’яднання свабодных атамаў у крышт. рашотку. Узроўні энергіі валентных электронаў (е) атама расшчапляюцца і зрушваюцца значна больш, чым узроўні ўнутраных электронаў (і). Шырыня забароненай зоны Eg (энергет. шчыліна паміж v- і с-зонамі) вызначаецца раўнаважнай адлегласцю паміж ядрамі (пастаяннай крышт. рашоткі d) У крышталі з N ідэнтычных атамаў кожны атамны ўзровень расшчапляецца на N узроўняў, якія ўтвараюць квазінеперарыўную дазволеную зону або яе частку. Электроны запаўняюць дазволеныя зоны энергій у адпаведнасці з Паўлі прынцыпам: на N узроўнях зоны можа знаходзіцца не больш за 2N электронаў. Уласцівасці крышталя залежаць ад колькасці электронаў у зоне праводнасці і/ці ад колькасці незапоўненых узроўняў (вакансій для электронаў) у валентнай зоне. Калі энергет. зона запоўнена электронамі часткова, то пад уздзеяннем знешняга эл. поля яны пераразмяркоўваюцца па ўзроўнях у зоне. Пры гэтым парушаецца сіметрыя размеркавання электронаў па скорасцях — узнікае эл. ток. Таму крышталь з часткова запоўненай c-зонай з’яўляецца правадніком электрычнасці — металам. Электроны ў поўнасцю запоўненай v-зоне з-за прынцыпу Паўлі не могуць пераразмяркоўвацца па ўзроўнях энергіі; крышталь з пустой с-зонай і поўнасцю запоўненай электронамі v-зонай — дыэлектрык. Калі цеплавая энергія дастатковая для пераводу часткі электронаў з v-зоны ў c-зону, то электраправоднасць крышталя расце пры награванні; такі крышталь — паўправаднік. Пры слаба перакрытых с- і v-зонах крышталь з’яўляецца паўметалам (напр., вісмут), а пры змыканні гэтых зон (Eg=0) — бясшчылінным паўправадніком (напр., шэрае волава). З.т. — набліжэнне да рашэння фундаментальнай задачы: вывесці ўласцівасці крышталя з уласцівасцей атамаў, з якіх ён складаецца.

Літ.:

Харрисон У.А Электронная структура и свойства твердых тел: Физика химической связи: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1983;

Анималу А. Квантовая теория кристаллических твердых тел: Пер. с англ. М., 1981.

М.А.Паклонскі.

т. 7, с. 107

НЕАРГАНІ́ЧНАЯ ХІ́МІЯ,

навука пра хім. элементы і ўтвораныя імі простыя і складаныя рэчывы, акрамя арганічных злучэнняў. Асн. задачы Н.х. — даследаванне будовы, саставу і ўласцівасцей простых рэчываў і хім. злучэнняў, навук. абгрунтаванне і распрацоўка спосабаў атрымання матэрыялаў, неабходных сучаснай тэхніцы. Асн. метады даследаванняў грунтуюцца на аналізе (сукупнасць аперацый, скіраваных на вызначэнне якаснага і колькаснага саставу рэчыва) і сінтэзе (атрыманне складаных хім. злучэнняў з больш простых ці з хім. элементаў). У Н.х. выкарыстоўваюцца тэарэт. ўяўленні і метады фізікі, крышталяграфіі, крышталяхіміі, а таксама метады аналіт., фіз. і калоіднай хіміі. Па аб’ектах, якія вывучаюцца, падзяляюць: на хімію асобных элементаў, хімію груп элементаў перыяд. сістэмы (хімія шчолачных металаў, галагенаў, шчолачназямельных элементаў, халькагенаў і інш.), хімію пэўных злучэнняў некаторых элементаў (хімія сілікатаў, пераксідных злучэнняў і інш.), хімію блізкіх па ўласцівасцях і галінах выкарыстання рэчываў (хімія тугаплаўкіх рэчываў, інтэрметалідаў, паўправаднікоў, высакародных металаў, неарган. палімераў і інш.), а таксама хімію элементаў, аб’яднаных у групы па адзнаках, якія склаліся гістарычна (напр., хімія рэдкіх элементаў). Самаст. раздзел Н.х. — каардынацыйная хімія, ці хімія каардынацыйных злучэнняў (ш. Комплексныя злучэнні). Звычайна «адасабляюць таксама хімію пераходных элементаў.

Гісторыя Н.х. пачынаецца з глыбокай старажытнасці; першыя звесткі пра золата, серабро, медзь, волава і інш. металы адносяцца да 3 ст. да н.э. У сярэднія вякі, калі панавала алхімія, былі адкрыты мыш’як, сурма, фосфар, цынк, вісмут, атрыманы к-ты (серная, саляная, азотная), некаторыя солі і інш. неарган. злучэнні. Як самаст. навука пачала развівацца ў 18—19 ст., калі былі ўстаноўлены асн. законы хім. атамістыкі: законы захавання масы пры хім. рэакцыях (М.В.Ламаносаў, 1756; А.Лавуазье, 1770), пастаянства саставу (Ж.Пруст, 1801—07), кратных адносін закон (Дж.Дальтан, 1803). У пач. 19 ст. Ё.Я.Берцаліус апублікаваў табліцу атамных мас 45 вядомых элементаў; А.Авагадра і Ж.Л.Гей-Люсак адкрылі газавыя законы; П.Л.Дзюлонг і А.Пці вынайшлі правіла, што звязвае цеплаёмістасць з колькасцю атамаў у злучэнні; Г.І.Гес адкрыў закон пастаянства колькасці цеплаты (гл. Геса закон) узнікла атамна-малекулярная тэорыя. У 1807 Г.Дэві ажыццявіў электроліз гідраксідаў натрыю і калію і ўвёў у практыку новы метад атрымання простых рэчываў. У 1834 М.Фарадэй апублікаваў асн. законы электрахіміі. Наступны этап у развіцці Н.х. звязаны з адкрыццём перыяд. закону і перыядычнай сістэмы элементаў Мендзялеева (1869), а таксама з дасягненнямі фізікі, якія дазволілі даць перыяд. закону фіз. абгрунтаванне, заснаванае на тэорыі будовы атама. У пач. 20 ст. прапанаваны першыя электронныя тэорыі валентнасці (В.Косель, 1915; Г.Льюіс, 1916), распрацаваны асновы каардынацыйнай хіміі (Л.А.Чугаеў, І.І.Чарняеў). Даследаванне прыроднай радыеактыўнасці прывяло да адкрыцця прыродных радыеактыўных элементаў і ўзнікнення радыяхіміі. Адкрыццё ў 1934 штучнай радыеактыўнасці дазволіла атрымаць новыя хім. элементы і ізатопы, запоўніць прабелы ў перыяд. сістэме элементаў і дабудаваць яе трансуранавымі элементамі. Развіццё ядз. энергетыкі, рэактыўнай тэхнікі, электронікі спрыяла стварэнню новых сінт. матэрыялаў і тэхналогій з выкарыстаннем дасягненняў у галіне тэхнікі высокіх тэмператур і ціску, глыбокага вакууму, распрацоўкі метадаў атрымання матэрыялаў высокай чысціні. Важная задача сучаснай Н.х. — даследаванне хім. уласцівасцей і спосабаў атрымання рэдкіх металаў (ніобій, тытан, малібдэн, тантал) і сплаваў на іх аснове, вывучэнне неарганічных палімераў і сіталаў. Н.х. з’яўляецца таксама навук. базай хім. вытв-сці неарган. рэчываў (солей, Кіслот, шчолачаў і інш.), неабходных для развіцця цяжкай індустрыі і сельскай гаспадаркі.

На Беларусі даследаванні па Н.х. вядуцца ў Ін-це агульнай і неарган. хіміі Нац. АН (сінтэз эмаляў, адсарбентаў, каталізатараў, керамічных матэрыялаў і мінер. угнаенняў), Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў Нац. АН і БДУ (сінтэз звышцвёрдых і паўправадніковых матэрыялаў, сегнетаэлектрыкаў і ферытаў), Бел. тэхнал. ун-це (фосфарныя ўгнаенні, пераўскіты, ферыты), НДІ будматэрыялаў (пенашкло, пенабетон, вапна і інш.), Бел. ун-це інфарматыкі і радыёэлектронікі (паўправадніковыя злучэнні).

Літ.:

Джуа М. История химии: Пер. с итал. М., 1975;

Штрубе В. Пути развития химии: Пер. с нем. Т. 1—2. М., 1984.

У.С.Камароў.

т. 11, с. 258