Verbum

АНАЛІТЫ́ЧНАЯ ХІ́МІЯ,

навука аб прынцыпах і метадах вывучэння саставу рэчываў. Уключае тэарэт. асновы хім. аналізу, метады вызначэння кампанентаў у рэчывах ці матэрыялах, сістэм. аналіз канкрэтных аб’ектаў. Тэарэт. асновы аналітычнай хіміі — метралогія хім. Аналізу (апрацоўка вынікаў); вучэнне аб адборы і падрыхтоўцы аналітычных проб, складанні схемы і выбары метадаў, прынцыпах і шляхах аўтаматызацыі аналізу. Аналітычная хімія звязана з дасягненнямі фізікі, матэматыкі, біялогіі, розных галін тэхнікі. Асаблівасць аналітычнай хіміі — вывучэнне індывід. спецыфічных уласцівасцяў і характарыстык аб’ектаў. У залежнасці ад мэты аналізу адрозніваюць якасны аналіз і колькасны аналіз; у залежнасці ад кампанентаў, якія неабходна выявіць — ізатопны аналіз, элементны аналіз, структурна-групавы (у т. л. функцыянальны аналіз), малекулярны і фазавы аналіз; у залежнасці ад прыроды рэчыва — аналіз арган. і неарган. рэчываў. Вызначэнне рэчыва ці кампанента праводзяць хімічнымі (гравіметрычны аналіз, цітрыметрычны аналіз), фізіка-хімічнымі (электрахім., фотаметрычны аналіз, кінетычныя метады аналізу), фізічнымі (спектральныя, ядзерна-фіз. і інш.) і біял. метадамі аналізу. Практычна ўсе метады аналітычнай хіміі заснаваны на залежнасці ўласцівасцяў аб’ектаў, якія можна мераць (маса, аб’ём, святлопаглынанне, эл. ток і інш.), ад іх саставу.

Заснавальнікам аналітычнай хіміі як навукі лічыцца Р.​Бойль, які ўвёў паняцце «хімічны аналіз». Класічная аналітычная хімія (17—18 ст.) выкарыстоўвала пераважна гравіметрычны і цітрыметрычны метады аналізу. Да 1-й пал. 19 ст. адкрыты многія хім. элементы, выдзелены састаўныя часткі некаторых прыродных рэчываў, устаноўлены пастаянства саставу закон, кратных адносін закон, масы захавання закон. Распрацаваны сістэматычны аналіз (ням. хімікі Г.​Розе, К.​Фрэзеніус і рус. хімік М.​А.​Мяншуткін), створаны цітрыметрычны аналіз арган. злучэнняў (ням. хімік Ю.​Лібіх). У канцы 19 ст. складалася тэорыя аналітычнай хіміі, заснаваная на вучэнні аб хім. раўнавазе ў растворах з удзелам іонаў (у асн. В.​Оствальд). У 20 ст. з’явіліся метады мікрааналізу арган. злучэнняў (аўстр. хімік Ф.​Прэгль), паляраграфіі (чэшскі хімік Я.​Гейраўскі), рус. біяхімікам М.​С.​Цветам адкрыты метад храматаграфіі (1903) і створаны яго варыянты. Развіццё сучаснай аналітычнай хіміі звязана са з’яўленнем мноства фізіка-хім. і фіз. метадаў аналізу (мас-спектраметрычны, рэнтгенаўскі, ядзерна-фізічныя). Прапанаваны плазмавыя крыніцы току для атамна-эмісійнага аналізу, распрацаваны метады фотаметрычнага аналізу, атамна-адсарбцыйнай спектраскапіі. У сувязі з неабходнасцю аналізу ядз., паўправадніковых і інш. матэрыялаў высокай чысціні створаны радыеактывацыйны аналіз, хіміка-спектральны, іскравая мас-спектраметрыя, вольтамперметрыя — метады, што дазваляюць вызначыць дамешкі ў чыстых рэчывах з канцэнтрацыяй да 10​⁻⁷—10​⁻⁸%. Распрацаваны метады неперарыўнага і дыстанцыйнага аналізу. Перавага аддаецца метадам неразбуральнага кантролю, лакальнага аналізу (рэнтгенаспектральны мікрааналіз, мас-спектраметрыя другасных іонаў і інш.). Лакальным аналізам карыстаюцца пры аналізе паверхневых слаёў цвёрдых матэрыялаў ці ўключэнняў горных парод.

Сучасная аналітычная хімія карыстаецца аўтам. ці аўтаматызаванымі варыянтамі вызначэння рэчываў. Метады аналітычнай хіміі дазваляюць кантраляваць тэхнал. працэсы і якасць прадукцыі ў многіх галінах вытв-сці, праводзіць пошук і разведку карысных выкапняў. Аналітычная хімія садзейнічала развіццю ат. энергетыкі, электронікі, акіяналогіі, біялогіі, медыцыны, крыміналістыкі, археалогіі, касм. даследаванняў. На Беларусі сістэм. даследаванні па аналітычнай хіміі пачаліся ў 1935 у БДУ і вядуцца ў ін-тах фіз., хім. і геал. профілю АН, у ВНУ і ведамасных н.-д. установах. Распрацаваны шэраг храматаграфічных метадаў, выдзялення з сумесяў і вызначэння іонаў, комплексаў металаў, алкалоідаў і інш. рэчываў (пад кіраўніцтвам Р.​Л.​Старобінца); хім. метадаў вызначэння металаў (В.​Р.​Скараход); даследаваны ўплыў экстракцыйных працэсаў розных тыпаў на функцыянаванне вадкасных і плёначных іонаселектыўных электродаў на аснове вышэйшых чацвярцічных амоніевых соляў (Я.​М.​Рахманько) і сульфакіслот (У.​У.​Ягораў). Распрацаваны і ўкаранёны: аніён- і катыёнселектыўныя электроды; нітратамер і іонамер; методыкі вызначэння нітратаў, свінцу, кадмію, вісмуту, ртуці, цынку, алкалоідаў, алкілсульфатаў і інш., газахраматаграфічнага вызначэння фенолаў, пестыцыдаў у вадзе, прадуктах харчавання; экстракцыйна-спектральныя і храматаграфічныя метады аналізу с.-г. аб’ектаў; метады аналізу паўправадніковых матэрыялаў, сплаваў, плёнак, ферытаў.

Літ.:

Золотов Ю.А. Аналитическая химия: Проблемы и достижения. М., 1992.

т. 1, с. 335

А́ТАМ (ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67∙10​⁻²⁷ да 4∙10​⁻²⁵ кг. Памеры ядра (парадку 10​⁻¹⁴—10​⁻¹⁵ м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​⁻¹⁰ м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\displaystyle {\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66

НЯБЕ́СНЫЯ КААРДЫНА́ТЫ,

велічыні, заданнем якіх вызначаецца становішча свяціл і дапаможных пунктаў на нябеснай сферы. Усе сістэмы Н.к. сферычныя; адрозніваюцца выбарам асн. плоскасці і полюса. Вымяраюцца ў дугавых ці гадзінных адзінках.

У гарызантальнай сістэме асн. плоскасцю служыць плоскасць матэм. гарызонта NmS, полюсам — зеніт Z месца назірання. Зенітная адлегласць z (1-я каардыната) — дуга ZM верт. круга ад зеніту да свяціла; заўсёды дадатная, прымае значэнні ад 0° (для пункта зеніту) да 180° (для пункта надзіра). Замест z можна задаваць вышыню свяціла h — дугу mM вял. верт. круга ад матэм. гарызонта да свяціла; адлічваецца ад плоскасці гарызонта са знакам «+» у бачным паўшар’і нябеснай сферы і са знакам «−» — у нябачным (пад гарызонтам); прымае значэнні ад 0° да ±90°. Азімут A (2-я каардыната) — дуга Sm матэм. гарызонта ад пункта поўдня S да верт. круга, які праходзіць праз свяціла; вызначае становішча самога круга; адлічваецца ў бок сутачнага вярчэння нябеснай сферы — на З ад пункта поўдня, у межах 0+360°. Сістэма выкарыстоўваецца для непасрэднага вызначэння бачнага становішча свяціл пры дапамозе вугламерных інструментаў. У экватарыяльнай сістэме (1-я і 2-я) асн. плоскасць — плоскасць нябеснага экватара Q γ Q′, полюс — полюс свету Р. Каардынаты 1-й экватарыяльнай сістэмы: схіленне δ — дуга mM гадзіннага круга ад нябеснага экватара да свяціла; адлічваецца ад 0° да +90° да паўн. полюса і ад 0° да -90° да паўд. полюса; часам замест схілення задаюць палярную адлегласць p — дугу PM гадзіннага круга ад полюса да свяціла (р = 90°−δ); гадзінны вугал t — дуга Qm нябеснага экватара ад верхняга пункта Q (напрамак на Пд) да гадзіннага круга, які праходзіць праз свяціла; адлічваецца ў бок сутачнага вярчэння нябеснай сферы (на З ад пункта Q) у межах 0+360° ці 0+24 гадз. Сістэма выкарыстоўваецца ў практычнай астраноміі для вызначэння дакладнага часу. Каардынаты 2-й экватарыяльнай сістэмы: схіленне δ і прамое ўзыходжанне α — дуга γm нябеснага экватара ад пункта веснавога раўнадзенства да гадзіннага круга, які праходзіць праз свяціла; адлічваецца ў процілеглы сутачнаму вярчэнню нябеснай сферы бок у межах 0+360° ці 0+24 гадз. Сістэма выкарыстоўваецца для вызначэння зорных каардынат і складання каталогаў. Экліптычная сістэма: асн. плоскасць — плоскасць экліптыкі E γ E′, полюс — полюс экліптыкі П. Для вызначэння становішча свяціла M праводзяць праз яго і пункт П вял. круг — круг шыраты свяціла. Яго дуга LM ад экліптыкі да свяціла наз. экліптычнай шыратой β (1-я каардыната), адлічваецца ад экліптыкі ў напрамку яе Паўн. (са знакам «+») і Паўд. (са знакам «−») полюсаў. 2-я каардыната — экліптычная даўгата λ — дуга γL экліптыкі ад пункта веснавога раўнадзенства γ да круга шыраты свяціла; адлічваецца ў напрамку гадавога руху Сонца ў межах 0÷360° Каардынаты β і λ пунктаў нябеснай сферы не мяняюцца на працягу сутак і не залежаць ад месца назірання. У галактычнай сістэме асн. плоскасць праходзіць праз цэнтр Галактыкі паралельна плоскасці сіметрыі Млечнага Шляху; яна перасякае нябесную сферу па лініі галактычнага экватара BLB′; полюс — полюс Г адпаведнага вял. круга нябеснай сферы. Для вызначэння становішча свяціла M праводзяць праз яго і пункт Г вял. круг — круг галактычнай шыраты. Дуга LM гэтага круга ад галактычнага экватара да свяціла наз. галактычнай шыратой b (1-я каардыната); прымае значэнні ад 0° да + 90° (знак «−» адпавядае шыротам паўшар’я, дзе знаходзіцца Паўд. полюс свету). 2-я каардыната — галактычная даўгата l — дуга DL галактычнага экватара, якая адлічваецца ад пункта D перасячэння яго нябесным экватарам да круга галактычнай шыраты свяціла ў напрамку нарастаючых прамых узыходжанняў; прымае значэнні 0÷360° Экліптычныя і галактычныя каардынаты атрымліваюцца вылічэннем з экватарыяльных, якія вызначаюцца, як і гарызантальныя, непасрэдна з астр. назіранняў.

А.​А.​Шымбалёу.

т. 11, с. 403