Verbum

МЕТАЛІ́ЧНАЯ СУ́ВЯЗЬ,

разнавіднасць хімічнай сувязі, якая ўтвараецца пры ўзаемадзеянні электроннага газу (аб’яднаных валентных электронаў металаў) з дадатна зараджанымі іонамі крышт. рашоткі. Характэрна для металаў, іх сплаваў і расплаваў, а таксама большасці металідаў. Вызначае ўласцівасці, характэрныя для металаў: высокія электра- і цеплаправоднасць, пластычнасць.

т. 10, с. 306

КАВАЛЕ́НТНАЯ СУ́ВЯЗЬ,

тып хімічнай сувязі, якая ажыццяўляецца парай электронаў, агульных для двух атамаў. Абумоўлена наяўнасцю на валентных арбіталях атамаў (групы атамаў) няспараных электронаў.

У залежнасці ад колькасці агульных электронных пар паміж атамамі адрозніваюць простую К.с. (адна электронная пара) і кратную сувязь. К.с. паміж аднолькавымі атамамі (напр., у малекуле вадароду H₂, кіслароду O₂) з’яўляецца непалярнай, паміж рознымі (напр., у малекуле вады H₂O, аміяку NH;) — палярнай. У выпадку непалярнай К.с. электронная шчыльнасць агульнай пары электронаў сіметрычна размеркавана адносна ядраў абодвух атамаў, а ў выпадку палярнай К.с. — зрушана да больш электраадмоўнага атама (гл. Іонная сувязь). Асн. ўласцівасці К.с. — насычанасць (існаванне некат. гранічнай колькасці двухцэнтравых двухэлектронных сувязей, якія ўтварае атам) і накіраванасць у прасторы (вызначае прасторавую будову малекул, іонаў, радыкалаў). Гл. таксама Каардынацыйная сувязь.

Л.​М.​Скрыпнічэнка.

т. 7, с. 391

МАКРАМАЛЕ́КУЛА (ад макра... + малекула),

малекула палімера. Складаецца з аднолькавых або розных структурных адзінак — састаўных звёнаў (атамаў ці груп атамаў), злучаных паміж сабой кавалентнымі сувязямі ў ланцуг, які характарызуецца колькасцю звёнаў (ступенню полімерызацыі) ці адноснай малекулярнай масай (гл. таксама Высокамалекулярныя злучэнні).

Асн. стэрэахім. характарыстыкай М. з’яўляецца канфігурацыя. Пэўнай канфігурацыі М. адпавядае набор канфармацый, што ўзнікаюць з-за мікраброўнаўскага цеплавога руху ў выніку абмежаванага вярчэння атамаў (груп атамаў) адносна простых валентных сувязей. Ступень свабоды гэтага вярчэння вызначае гібкасць М. — адну з асн. характарыстык, з якой звязаны каўчукападобная эластычнасць, здольнасць палімераў да ўтварэння надмалекулярных структур, многія фіз. і хім. ўласцівасці палімераў. Лінейныя М. складанай будовы здольныя да ўтварэння другасных структур (упарадкаваны стан М., які ўзнікае ў выніку спецыфічных між- і ўнутрымалекулярных узаемадзеянняў), якія дасягаюць высокай ступені дасканаласці і спецыфічнасці ў М. важнейшых біяпалімераў — бялкоў і нуклеінавых кіслот.

М.​Р.​Пракапчук.

т. 9, с. 541

КВА́НТАВАЯ ХІ́МІЯ,

раздзел тэарэт. хіміі, у якім вывучаюцца будова і ўласцівасці хім. злучэнняў, іх рэакцыйная здольнасць, кінетыка і механізм хім. рэакцый на аснове ўяўленняў і з дапамогай метадаў квантавай механікі.

Развіццё К.х. пачалося ў 1920—30-я г., калі былі прапанаваны метады апісання будовы электронных абалонак малекул: метад валентных сувязей (В.​Гайтлер і Ф.​Лондан далі квантава-хім. тлумачэнне кавалентнай сувязі ў малекуле вадароду, Дж.​Слейтэр і Л.​Полінг развілі іх падыход) і метад малекулярных арбіталей (асновы метаду распрацавалі Ф.​Гунд, Р.​Малікен, Д.​Хартры і інш.), які стаў асноўным для апісання будовы электронных абалонак любых малекул, колькаснага разліку малекулярных структур, а таксама вызначэння сувязі паміж будовай малекул і іх рэакцыйнай здольнасцю. Квантава-хім. ўяўленні і метады выкарыстоўваюць пры вывучэнні высокамалекулярных злучэнняў і ў малекулярнай біялогіі.

Літ.:

Фларри Р.Л. Квантовая химия: Введение: Пер. с англ. М., 1985;

Современные проблемы квантовой химии: Методы квантовой химии в теории межмолекулярных взаимодействий и твердых тел. Л., 1987.

т. 8, с. 209

КО́ЛЕРНАСЦІ ТЭО́РЫЯ,

тэорыя, якая вывучае залежнасць паміж хім. будовай рэчыва і яго колерам. Чалавечае вока ўспрымае рэчыва афарбаваным, калі яно паглынае святло ў бачным дыяпазоне спектра (400—750 нм). Колер рэчыва дапаўняльны да колеру паглынутых прамянёў, напр., калі яно паглынае сінія прамяні — прадмет бачым жоўтым, чырвоныя — сінявата-зялёным; непразрыстае цела, якое адбівае ўсе прамяні, — бясколернае.

Залежнасць паміж хім. будовай рэчыва і яго колерам даследавалі ням. хімікі-арганікі К.​Ліберман і К.​Грэбе (1869); О.​Віт прапанаваў у 1876 храмафорную тэорыю, паводле якой за афарбоўку арган. злучэнняў адказныя групы атамаў з кратнымі сувязямі (храмафоры), напр., —N=N—, —N=O. Паводле сучасных уяўленняў для афарбоўкі арган. злучэнняў неабходна наяўнасць спалучанай сістэмы двух ці больш храмафораў; значны ўплыў на яе маюць электрадонарныя і электраакцэптарныя групы (аўксахромы), напр., —OH, —NH₂, C₆H₅O—. Зрушэнне паглынальнага максімуму ў доўгахвалевую вобласць (батахромны эфект) выклікае паглыбленне колеру, напр., ад жоўтага да чырвонага ці ад сіняга да зялёнага. Паглыбленню колеру спрыяе таксама падаўжэнне ланцуга спалучэння, увядзенне аўксахромных груп і іх іанізацыя, змяненне валентных вуглоў у выніку прасторавых перашкод, утварэнне ўнутрыкомплексных злучэнняў з металамі за кошт непадзеленых пар электронаў. Павышэнне колеру (гіпсахромны эфект) звязана з парушэннямі плоскасці малекулы ў выніку прасторавых перашкод, іанізацыяй малекулы са знікненнем электрадонарных уласцівасцей, напр., батахромны эфект групы NH₂ змяншаецца ў выніку ўтварэння групы NH₃. К.т. мае важнае значэнне ў распрацоўцы новых фарбавальнікаў.

Літ.:

Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М., 1971.

Я.​Г.​Міляшкевіч.

т. 8, с. 390

МЕТАЛАО́ПТЫКА,

раздзел фізікі, у якім вывучаецца ўзаемадзеянне металаў з эл.-магн. хвалямі аптычнага дыяпазону. Аптычныя характарыстыкі металаў выкарыстоўваюцца ў вытв-сці метал. люстэркаў, святлодзялільных паверхняў, дыфракцыйных рашотак і інш.; метадамі М. выяўляюцца вокісныя плёнкі на паверхні металаў, вызначаюцца іх аптычныя ўласцівасці і інш.

Узаемадзеянне эл.-магн. хвалі з металам звязана з наяўнасцю ў ім электронаў праводнасці і валентных электронаў. Аптычныя ўласцівасці металаў апісваюцца камплексным паказчыкам пераламлення, які ўстанаўлівае сувязь паміж падаючай і пераломленай хвалямі праз каэфіцыент паглынання і характарызуе затуханне хвалі ўнутры металу. Значэнні каэфіцыентаў адбіцця і паглынання залежаць ад электроннай будовы металу і даўжыні падаючай хвалі. Вял. каэфіцыент адбіцця (напр., у серабра да 99%) у шырокім дыяпазоне частот абумоўлены вял. канцэнтрацыяй электронаў праводнасці. Токі праводнасці экраніруюць знешняе эл.-магн. поле і вядуць да затухання хвалі ўнутры металу (хваля затухае ў слоі металу таўшчынёй да 1 мкм). Электроны праводнасці могуць паглынаць надзвычай малыя кванты энергіі, што істотна ў радыёчастотнай і інфрачырвонай абласцях спектра. Валентныя электроны ўдзельнічаюць ва ўнутр. фотаэфекце, што вядзе да ўтварэння палос паглынання, якія назіраюцца ў бачнай і бліжэйшай ультрафіялетавай абласцях спектра. З павелічэннем частаты каэфіцыент паглынання металаў змяншаецца і, напр., у рэнтгенаўскай вобласці, дзе аптычныя ўласцівасці металаў вызначаюцца электронамі ўнутр. абалонак атамаў, металы амаль не адрозніваюцца па аптычных уласцівасцях ад дыэлектрыкаў.

Літ.:

Соколов А.В. Оптические свойства металлов. М., 1961;

Металлооптика и сверхпроводимость. М., 1988;

Степанов Б.И. Введение в современную оптику. Мн., 1989.

В.​Л.​Рззнікаў.

т. 10, с. 304

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