Verbum

НЕЙТРОНАГРА́ФІЯ (ад нейтрон + ...графія),

сукупнасць метадаў даследавання рэчыва з дапамогай рассеяння нейтронаў нізкіх энергій (E < 1 эВ). Падзяляецца на структурную і магнітную. Выкарыстоўваецца ў фізіцы вадкасцей і цвёрдага цела, біял. макрамалекул.

Структурная Н. заснавана на тым, што даўжыня хвалі дэ Бройля павольных электронаў (~0,1 нм) сувымерная з міжатамнымі адлегласцямі ў кандэнсаваных асяроддзях і гэта дазваляе вывучаць ўзаемнае размяшчэнне атамаў. Метад яе грунтуецца на з’яве дыфракцыі нейтронаў (гл. Дыфракцыя часціц) і аналізе залежнасці інтэнсіўнасці рассеянага пучка нейтронаў ад даўжыні хвалі або вугла рассеяння (падобна метаду рэнтгенаструктурнага аналізу, адрозненне гэтых метадаў у тым, што нейтроны рассейваюцца ядрамі атамаў, а рэнтгенаўскія прамяні — атамнымі электронамі). Сячэнне рассеяння нейтронаў на ядрах атамаў, што ўваходзяць у крышталічную структуру, нерэгулярна залежыць ад ат. н. ядра-рассейвальніка, што дазваляе даследаваць структуру, у склад якой адначасова ўваходзяць лёгкія і цяжкія атамы (вадародзмяшчальныя злучэнні, вокіслы цяжкіх элементаў), а таксама вызначаць каардынаты атамаў у злучэннях, утвораных элементамі з блізкімі атамнымі нумарамі (напр., FeCo, Al-Mg — сплавы). Магнітная Н. даследуе лікавае значэнне, узаемную арыентацыю і размяшчэнне магн. момантаў атамаў, што выкарыстоўваецца для вызначэння магн. структуры магнітаўпарадкаваных рэчываў.

Літ.:

Изюмов Ю.А., Озеров Р.П. Магнитная нейтронография. М., 1966;

Александров Ю.А., Шарапов Э.И., Чер Л. Дифракционные методы в нейтронной физике. М., 1981.

Г.​І.​Макавецкі.

т. 11, с. 276

ПОЛІМАРФІ́ЗМ у хіміі,

здольнасць цвёрдых рэчываў і вадкіх крышталёў існаваць у некалькіх формах з рознай крышт. структурай. П. простых рэчываў прынята наз. алатропіяй; паняцце П. не адносіцца да некрышт. алатропных форм (напр., газападобных кіслароду і азону).

Розныя крышт. структурныя формы рэчыва наз. паліморфнымі мадыфікацыямі (звычайна абазначаюцца грэч. літарамі, напр., у волаве). П. пашыраны сярод рэчываў разнастайных класаў (простых, неарган. і арган.), напр., мадыфікацыі вугляроду, якія істотна адрозніваюцца паводле ўласцівасцей: алмаз і лансдэйліт, у якіх атамы аб’яднаны кавалентнымі сувязямі ў прасторавы каркас, графіт, карбін. П. малекулярных крышталёў праяўляецца ў рознай упакоўцы малекул з аднолькавымі структурнымі ф-ламі. Паліморфныя мадыфікацыі звычайна з’яўляюцца тэрмадынамічнымі фазамі. Узаемныя ператварэнні паліморфных мадыфікацый наз. паліморфнымі пераходамі. Паліморфныя пераходы падзяляюцца на пераходы I і II роду (гл. Фазавыя пераходы). Змяненне крышт. структуры пры пераходах II роду нязначнае. Асобны выпадак П. — політыпізм, які назіраецца ў некаторых крышталях са слаістай структурай (сульфіды цынку ZnS і малібдэну MoS₂, гліністыя мінералы і інш.). Палітыпы (палітыпныя мадыфікацыі) пабудаваны з аднолькавых слаёў ці слаістых «пакетаў» атамаў і адрозніваюцца спосабам і перыядычнасцю іх накладання (напр., для карбіду крэмнію вядома больш за 40 палітыпаў).

Літ.:

Верма А.Р., Кришна П. Полиморфизм и политипизм в кристаллах: Пер. с англ. М., 1969.

А.​П.​Чарнякова.

т. 12, с. 474

РАДЫЯЦЫ́ЙНЫЯ ДЭФЕ́КТЫ,

дэфекты структуры, якія ўтвараюцца пры апрамяненні цвёрдых цел іанізавальным выпрамяненнем (радыяцыяй). Адрозніваюць абарачальныя Рд. — назіраюцца ў працэсе апрамянення і знікаюць пасля спынення ўздзеяння радыяцыі, і астаткавыя — назапашваюцца ў працэсе апрамянення і захоўваюцца пасля яго. Паводле саставу бываюць уласныя і дамешкавыя (у іх склад уваходзяць атамы легіравальнай дамешкі), паводле памераў — кропкавыя і працяглыя (вобласці назапашвання ўласных і/ці дамешкавых дэфектаў).

Энергія, якая перадаецца пры апрамяненні цвёрдаму целу (мішэні), можа прывесці да разрыву міжатамных сувязей з утварэннем першасных Р.д. — пары міжвузельны атам — вакансія (гл. Вакансія ў фізіцы). Жорсткае эл.-магн. выпрамяненне (ультрафіялетавае выпрамяненне, рэнтгенаўскае выпрамяненне, гама-выпрамяненне) непасрэдна ўзбуджае электронную сістэму цвёрдага цела, а потым уключаюцца механізмы зрушэння атамаў са становішчаў устойлівай раўнавагі. Утварэнне Р.д. пры перадачы энергіі выпрамянення электронам рэчыва мае месца ў асноўным у дыэлектрыках і паўправадніках. Калі энергія зрушанага ў міжвузелле атама мішэні значна перавышае парогавую энергію ўтварэння Р.д., то такі атам можа пры руху ўтвараць пары міжвузельны атам — вакансія. Магчыма таксама ўтварэнне Р.д. у выніку перадачы часткі энергіі ядзерных рэакцый атаму мішэні. Колькасць і структуру Р.д. можна змяніць награваннем мішэні (тэрмічны адпал дэфектаў). Утварэнне Р.д. у спалучэнні з інш. знешнімі ўздзеяннямі (мех. нагрузкі, эл. і магн. палі, асвятленне) дае магчымасць мэтанакіравана мадыфікаваць уласцівасці матэрыялаў.

Літ.:

Гл. пры арт. Радыяцыйная фізіка.

М.​А.​Паклонскі.

т. 13, с. 244

ПАРАМАГНЕТЫ́ЗМ (ад пара... + магнетызм),

уласцівасць рэчываў слаба намагнічвацца ў напрамку знешняга магн. поля; адзін з відаў магнетызму. Характэрны для рэчываў (парамагнетыкаў), часціцы якіх (атамы, малекулы, іоны, атамныя ядры) маюць уласныя магн. моманты. У адсутнасці знешняга магн. поля яны арыентаваны хаатычна, так што намагнічанасць рэчыва роўная нулю.

Пры наяўнасці знешняга поля магн. моманты арыентуюцца пераважна ўздоўж поля і намагнічанасць вызначаецца формулай $\overrightarrow{J}=\mathrm{\chi }\overrightarrow{H}$ , дзе χ — магнітная ўспрыімлівасць (для парамагнетыкаў пры т-ры ≈ 293 К χ ⁓ 10​⁻⁷—10​⁻⁴), $\overrightarrow{H}$ — напружанасць знешняга магн. поля. З павелічэннем т-ры ўзрастае дэзарыентавальнае дзеянне цеплавога руху і χ памяншаецца (гл. Кюры закон, Кюры—Вейса закон). Існаванне ў атамаў (іонаў) магн. момантаў, якія абумоўліваюць П., можа быць звязана з арбітальным рухам электронаў у абалонцы атама — арбітальны П., іх спінам — спінавы П., а таксама (у меншай ступені) са спінам атамных ядраў — ядзерны П. (гл. Магнетон). Даследаванне П. дае інфармацыю пра мікраскапічныя магн. ўласцівасці і ўнутр. структуру рэчываў. П. выкарыстоўваецца для атрымання звышнізкіх т-р метадам магнітнага ахаладжэння, у квантавай электроніцы (гл. Мазер) і інш. Гл. таксама Электронны парамагнітны рэзананс, Ядзерны парамагнітны рэзананс.

Літ.:

Вонсовский С.В. Магнетизм. М., 1971;

Абрагам А., Гольдман М. Ядерный магнетизм: порядок и беспорядок: Пер. с англ. Т. 1—2. М., 1984;

Кринчик Г.С. Физика магнитных явлений. 2 изд. М., 1985.

Р.​М.​Шахлевіч.

т. 12, с. 87

КІСЛАРО́Д (лац. Oxygenium),

O, хімічны элемент VI групы перыяд. сістэмы, ат. н. 8, ат. м. 15,9994. Прыродны К. складаецца з 3 стабільных ізатопаў: ​¹⁶O (99,759% па масе), ​¹⁷O (0,037%) і ​¹⁸O (0,204%). Найб. пашыраны на Зямлі элемент. У паветры 23,1% па масе свабоднага К., у вадзе 85,82%, у зямной кары 47% звязанага. Уваходзіць у састаў усіх рэчываў, з якіх пабудаваны жывыя арганізмы (у арганізме чалавека каля 65%К.). У чыстым выглядзе атрыманы швед. вучоным К.​Шэеле ў 1771 і незалежна англ. хімікам Дж.​Прыстлі ў 1774.

К. — газ без колеру і паху, шчыльн. 1,42897 кг/м³ (0 °C), t_пл-218,35 °C, t_кіп-182,97 °C. Існуюць 2 алатропныя мадыфікацыі К.: «звычайны» К., малекулы якога двухатамныя O₂, і азон O₃. Пры т-ры каля 1500 °C малекулы О₂ распадаюцца на атамы. Непасрэдна ўзаемадзейнічае амаль з усімі элементамі, утварае аксіды. У рэакцыях з простымі рэчывамі (акрамя фтору) з’яўляецца акісляльнікам. Пры нізкіх т-рах акісленне ідзе павольна, пры павышэнні т-ры яго скорасць узрастае і акісленне можа суправаджацца гарэннем. Узаемадзеянне К. з металамі ў прысутнасці вільгаці выклікае атм. карозію металаў. Змяншэнне К. ў атмасферы ў выніку працэсаў акіслення, у т. л. акіслення біялагічнага, кампенсуецца выдзяленнем яго раслінамі пры фотасінтэзе. У прам-сці К. атрымліваюць звадкаваннем і рэктыфікацыяй паветра. Газападобны К. выкарыстоўваюць у тэхніцы для атрымання высокіх т-р, інтэнсіфікацыі металург. працэсаў, у медыцыне; вадкі — як акісляльнік для ракетнага паліва, холадагент, а таксама ў вырабе выбуховых рэчываў (аксіліквітаў).

Літ.:

Глизманенко Д.Л. Получение кислорода. 5 изд. М., 1972;

Разумовский С.Д. Кислород — элементарные формы и свойства. М., 1979.

В.​В.​Свірыдаў.

т. 8, с. 291

ЗАКО́Н,

унутраная істотная і ўстойлівая сувязь з’яў, якая абумоўлівае іх развіццё і ўпарадкаванае змяненне. Паняцце З. блізкае да паняцця заканамернасці як сукупнасці ўзаемазвязаных па змесце законаў, якія забяспечваюць устойлівую тэндэнцыю або накіраванасць ў змяненні сістэмы. З. выяўляе і адзін з бакоў сутнасці (гл. Сутнасць і з’ява). У сістэме аб’ектыўнага ідэалізму ён трактуецца як выяўленне сусв. розуму, увасобленага ў прыродзе і грамадстве. З пункту погляду суб’ектыўнага ідэалізму З. прыўносіцца ў рэальны свет суб’ектам, які яго пазнае: розум дае законы прыродзе. Дыялект. матэрыялізм зыходзіць з таго, што З. мае аб’ектыўны характар, выражае рэальныя адносіны рэчаў і адлюстроўвае іх у свядомасці. На ранніх ступенях развіцця навукі ўстанаўліваліся эмпірычныя, або фенаменалагічныя З., якія выяўлялі сувязь паміж уласцівасцямі рэчаў і з’яў, што назіраліся пачуццёва (напр., Бойля—Марыёта закон). Тэарэт. З. раскрываюць глыбокія ўнутр. сувязі працэсаў, механізмы іх выкарыстання, уводзяць аб’екты (малекулы і атамы), што назіраюцца тэарэтычна. З пункту погляду дакладнасці прадказанняў адрозніваюць статыстычныя і дынамічныя законы. У залежнасці ад ступені агульнасці і сферы дзеяння адрозніваюць прыватныя, або спецыфічныя З., якія выражаюць сувязь паміж канкрэтнымі фіз., хім. або біял. ўласцівасцямі (напр., З. узаемасувязі масы і энергіі), і ўсеагульныя, або універсальныя З., якія выражаюць узаемасувязь паміж універсальнымі ўласцівасцямі і атрыбутамі матэрыі (напр., З. захавання і ператварэння энергіі, З. сусв. прыцягнення, З. дыялектыкі). Паміж агульнымі і прыватнымі законамі існуе дыялект. ўзаемасувязь: агульныя З. дзейнічаюць праз прыватныя, а апошнія уяўляюць сабой праяўленне агульных. Чалавек як звяно натуральнага працэсу сам падпарадкоўваецца З. гэтага працэсу. Але дзякуючы свайму веданню прыроды ён можа ўнутры вядомых межаў выкарыстоўваць у сваіх інтарэсах яе ўласныя заканамернасці. З. дапамагаюць людзям тлумачыць з’явы працэсы рэчаіснасці, прымаць рашэнні і ажыццяўляць практычныя пераўтварэнні ў розных сферах дзейнасці.

С.​Ф.​Дубянецкі.

т. 6, с. 506

РАДЫКА́ЛЫ СВАБО́ДНЫЯ,

хімічныя часціцы, якія маюць няспараныя электроны на знешніх атамных ці малекулярных арбіталях. Наяўнасцю свабоднай валентнасці абумоўлены парамагнетызм і высокая хім. актыўнасць Р.с., якія лёгка ўступаюць у рэакцыі замяшчэння, далучэння, распаду, ізамерызацыі, рэкамбінацыі і дыспрапарцыянавання. Р.с. пашыраны ў прыродзе: утвараюцца ў жывых арганізмах і ўдзельнічаюць у працэсах дыхання і фотасінтэзу; знойдзены ў космасе.

Р.с. бываюць нейтральнымі (атамы, малекулы) ці зараджанымі часціцамі (іон-радыкалы), могуць мець 1, 2 (бірадыкалы) і больш (полірадыкалы) няспараных электронаў. Большасць Р.с. мае малы (долі секунды) час жыцця, іх называюць нестабільнымі. Гэта актыўныя прамежкавыя прадукты ў многіх хім. рэакцыях арган. рэчываў. Існуюць адносна ўстойлівыя, т.зв. стабільныя радыкалы, якія атрымліваюць у выглядзе індывід. рэчываў (напр., нітраксільныя радыкалы — устойлівыя ў паветры інтэнсіўна афарбаваныя крышт. рэчывы ці вадкасці). Першы стабільны Р.с. — трыфенілметыл (С₆Н₅)₃С’ атрымаў (у растворы) амер. хімік М.​Гомберг у 1900. Утвараюцца Р.с. з малекул пры тэрмічнай дысацыяцыі, акісляльна-аднаўляльных працэсах, апрамяненні некаторых рэчываў ультрафіялетавым святлом, пад уздзеяннем патоку часціц высокай энергіі, пранікальнага выпрамянення (радыёліз) і ультрагуку. Даследуюць Р.с. фіз. метадамі: ультрафіялетавая і інфрачырвоная спектраскапія, каларыметрыя, хемілюмінесцэнцыя, мас-спектраметрыя, спектраметрыя электроннага парамагнітнага рэзанансу. Для ідэнтыфікацыі выкарыстоўваюць таксама хім. метады (напр., метад Шварца, заснаваны на ўзаемадзеянні Р.с. з талуолам). Стабільныя Р.с. выкарыстоўваюць як інгібітары полімерызацыі і акіслення розных арган. матэрыялаў (гл. Антыаксіданты); як лічыльнікі для вызначэння скорасці ініцыіравання ланцуговых хім. рэакцый і біяхім. працэсаў, у дэфектаскапіі цвёрдых цел (напр., алмазаў), пры вырабе фотаматэрыялаў.

Літ.:

Бучаченко АЛ., Вассерман А.М. Стабильные радикалы. М., 1973;

Розанцев Э.Г., Шолле В.Д. Органическая химия свободных радикалов. М., 1979;

Нонхибел Д., Теддер Дж., Уолтон Дж. Радикалы: Пер. с англ. М., 1982.

Дз.​І.​Мяцеліца.

т. 13, с. 239

ВАЛЕ́НТНАСЦЬ (ад лац. valentia сіла),

здольнасць атама хім. элемента ўтвараць пэўную колькасць хімічных сувязяў з інш. атамамі. Паняцце «валентнасць» увёў англ. хімік Э.Франкленд (1853). Велічыня валентнасці атама хім. элемента вызначаецца колькасцю атамаў вадароду (прынята лічыць аднавалентным), якія ён далучае пры ўтварэнні гідрыдаў (злучэнні з вадародам). Напр., атам хлору далучае 1 атам вадароду (хлорысты вадарод HCl), атам кіслароду — 2 атамы (вада H₂O), таму валентнасць хлору і кіслароду ў гэтых злучэннях адпаведна 1 і 2. Паняцце «валентнасць» атрымала развіццё ў квантава-хім. тэорыі хім. сувязі. Паводле гэтай тэорыі велічыня валентнеасці атама (спін-валентнасць) вызначаецца колькасцю электронных пар, якія фарміруюцца пры ўтварэнні хім. сувязяў паміж дадзеным і інш. атамамі за кошт абагульнення іх электронаў з няспаранымі спінамі. Электроны атама, якія могуць удзельнічаць у фарміраванні агульных электронных пар, наз. валентнымі (электроны вонкавых электронных слаёў). У атамах элементаў з недабудаваным перадапошнім слоем (напр., у атамаў жалеза Fe, марганцу Mn, вальфраму W) валентнымі могуць быць і некаторыя электроны гэтага слоя. Многія элементы маюць пераменную валентнасць (напр., у серавадародзе H₂S, аксідах SO₂ і SO₃ валентнасць серы адпаведна 2, 4, 6).

Валентнасць вызначаецца толькі колькасцю кавалентных сувязяў. Для злучэнняў з іоннай сувяззю выкарыстоўваецца паняцце акіслення ступень, якая колькасна роўная валентнасці, але дадаткова характарызуецца дадатным ці адмоўным знакам. У комплексных злучэннях і іонных крышталях каардынацыйны лік атамаў (іонаў) перавышае велічыню спін-валентнасці, таму карыстаюцца паняццем каардынацыйнай валентнасці, якая колькасна роўная суме спін-валентнасці і колькасці атамаў (іонаў), дадаткова звязаных з валентнанасычаным атамам. Напр., у комплексным злучэнні гексафтораалюмінат (III) натрыю Na₃[AlF₆] спін-валентнасць атама алюмінію 3, ступень акіслення +3, але пры ўтварэнні злучэння з AlF₃ і NaF атам валентнанасычанага Al дадаткова хімічна звязваецца з 3 іонамі F​⁻, таму каардынацыйная валентнасць алюмінію ў гэтым злучэнні 6. Гл. таксама Комплексныя злучэнні, Малекула, Крышталі.

Літ.:

Чаркин О.П. Проблемы теории валентности, химической связи, молекулярной структуры. М., 1987.

В.​В.​Свірыдаў.

т. 3, с. 479

А́ТАМНЫЯ СПЕ́КТРЫ,

спектры, якія ўзнікаюць пры выпрамяненні і паглынанні фатонаў свабоднымі ці слаба ўзаемадзейнымі атамамі (атамнымі газамі, парай невял. шчыльнасці). Лінейчастыя, складаюцца з асобных спектральных ліній, кожная з якіх адпавядае пераходу электрона паміж двума адпаведнымі ўзроўнямі энергіі атама.

Спектральныя лініі характарызуюцца пэўнымі значэннямі частаты ваганняў святла ν, хвалевага ліку ν/c і даўжыні хвалі $\mathrm{\lambda }=\mathrm{c/\nu }$, дзе c — скорасць святла ў вакууме. Для найбольш простых атамных спектраў, якімі з’яўляюцца спектры атама вадароду і вадародападобных іонаў, месцазнаходжанне спектральных ліній вызначаецца па формуле: ${\displaystyle \frac{1}{\mathrm{\lambda }}=\frac{\mathrm{\nu }}{\mathrm{c}}=\frac{{\mathrm{En}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{En}}_{\mathrm{k}}}{\mathrm{hc}}={\mathrm{RZ}}^2(\frac{1}{{{\mathrm{n}}^2}_{\mathrm{k}}}-\frac{1}{{{\mathrm{n}}^2}_{\mathrm{i}}})}$ , дзе En — энергія ўзроўню, h — Планка пастаянная, R — Рыдберга пастаянная, Z — атамны нумар, n — галоўны квантавы лік. Спектральныя лініі аб’ядноўваюцца ў спектральныя серыі, адна з якіх (пры ${\mathrm{n}}_{\mathrm{k}}=2$, ${\mathrm{n}}_{\mathrm{i}}=\mathrm{3,\; 4,\; 5}$) наз. серыяй Бальмера; адкрыццё яе ў 1885 дало пачатак выяўленню заканамернасцяў у атамных спектрах. Спектры атамаў шчолачных металаў, якія маюць адзін знешні электрон, падобны да спектра атама вадароду, але зрушаны ў бок меншых частот, колькасць спектральных серый павялічана, заканамернасці ў спектрах апісваюцца больш складанымі формуламі. Атамы, у якіх дабудоўваюцца dw- і f-абалонкі (гл. ў арт. Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева), маюць найб. складаныя спектры (многа соцень і тысяч ліній).

Тэорыя атамных спектраў заснавана на характарыстыцы электронаў у атаме квантавымі лікамі n і 1 і дазваляе вызначыць магчымыя ўзроўні энергіі. Вывучаны спектры вял. колькасці нейтральных і іанізаваных атамаў, расшчапленне спектральных ліній атамаў у магнітным (Зеемана з’ява) і ў электрычным (Штарка з’ява) палях. З дапамогай атамных спектраў вызначаецца састаў рэчыва (спектральны аналіз).

Літ.:

Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскоп я. М., 1962;

Фриш С.Э. Оптические спектры атомов М.; Л., 1963;

Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. М., 1977.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 68