Verbum

КРЭ́МНІЙ (лац. Silicium),

Si, хімічны элемент IV групы перыяд. сістэмы, ат. н. 14, ат. м. 28,0855. Прыродны К. складаецца з 3 стабільных ізатопаў, асн.​²⁸Si (92,27%). Другі (пасля кіслароду) элемент паводле распаўсюджанасці ў зямной кары (27,6% па масе). У прыродзе знаходзіцца ў асн. у выглядзе крэмнію дыаксіду і сілікатаў прыродных, у свабодным стане не сустракаецца. Атрыманы ў 1823 Ё.Я.Берцэліусам; названы ад лац. silex — крэмень (назва К. ад грэч. kremnos уцёс, скала).

Крышт. К. — цёмна-шэрае рэчыва з метал. бляскам, шчыльн. 2330 кг/м³, t_пл 1415 °C. Паўправаднік, электрафіз. ўласцівасці якога залежаць ад прыроды і канцэнтрацыі прымесей (легіруючых дабавак), структурных дэфектаў. Не раствараецца ў вадзе і к-тах. Раствараецца ў сумесі азотнай і плавікавай кіслот, растворах шчолачаў з вылучэннем вадароду. Устойлівы ў паветры, акісляецца кіслародам да SiO₂ пры т-ры вышэй за 400 °C. З фторам (пры пакаёвай т-ры) і астатнімі галагенамі (пры 300—500 °C) утварае тэтрагалагеніды К. (напр., SiCl₄ тэтрахларыд К. — бясколерная вадкасць, дыміць у паветры). Пры награванні ўзаемадзейнічае з азотам, фосфарам, вугляродам (гл. Крэмнію карбід), многімі металамі (гл. Сіліцыды). З вадародам непасрэдна не ўзаемадзейнічае, сіланы атрымліваюць ускосным шляхам. Арган. вытворныя К. — крэмнійарганічныя злучэнні, крэмнійарганічныя палімеры. Тэхн. К. атрымліваюць аднаўленнем расплаву SiO₂, коксам, паўправадніковы — аднаўленнем SiCl₄ вадародам, раскладаннем сілану SiH₄ пры 1000 °C. З расплаву паўправадніковага К. вырошчваюць монакрышталі. Выкарыстоўваюць у электроніцы для вырабу інтэгральных схем, дыёдаў, транзістараў, сонечных батарэй і інш.; як кампанент электратэхн. і інш. сталей, чыгуну, бронзы, сілумінаў.

А.​П.​Чарнякова.

т. 8, с. 539

МЕДЗЬ (лац. Cuprum),

Cu, хімічны элемент I групы перыяд. сістэмы, ат. н. 29, ат. м. 63,546. Прыродная М. складаецца з 2 стабільных ізатопаў ​⁶³Cu (69,09%) і ​⁶⁵Cu. У зямной кары 4,7∙10​⁻³% па масе. Трапляецца пераважна ў выглядзе злучэнняў з серай, а таксама самародная М. (гл. Медныя руды). Іоны М. ўдзельнічаюць у шматлікіх фізіял. працэсах; сярэдняя колькасць М. ў жывых арганізмах 2 10​⁻⁴% па масе, у крыві чалавека 10​⁻³ мг/л. Вядомая чалавецтву з глыбокай старажытнасці; лац. назва паходзіць ад назвы в-ва Кіпр, славянская — ад назвы краіны Мідыя, дзе ў старажытнасці здабывалі медную руду.

Мяккі, пластычны і коўкі метал ружова-чырвонага колеру, 1083,4 °C, шчыльн. 8920 кг/м³. Найб. важныя фіз. ўласцівасці М. — высокая цеплаправоднасць і малое эл. супраціўленне (саступае толькі серабру). Хімічна мала актыўная. У сухім паветры не акісляецца, у вільготным (у прысутнасці дыаксіду вугляроду) пакрываецца зеленаватай плёнкай асноўнага карбанату CuCO₃ Cu(OH)₂. Раствараецца ў азотнай і канцэнтраванай сернай к-тах. Пры награванні на паветры акісляецца з утварэннем медзі аксідаў. Узаемадзейнічае з галагенамі, серай, селенам (гл. Медзі злучэнні). Непасрэдна не ўзаемадзейнічае з вадародам, азотам, вугляродам, крэмніем. Утварае комплексныя злучэнні з аміякам. цыянідамі і інш. Асн. колькасць М. атрымліваюць з сульфідных руд піраметалургічным метадам. Выкарыстоўваюць пераважна для вырабу правадоў, кабеляў, токавядучых частак эл. установак, як кампанент сплаваў (гл. Медныя сплавы).

Літ.:

Онаев И.А., Жакибаев Б.К. Медь в истории цивилизации. Алма-Ата, 1983;

Подчайнова В.Н., Симонова Л.Н. Медь. М., 1990.

Б.​В.​Корзун.

т. 10, с. 249

ВАДАРО́Д, гідраген (лац. Hydrogenium),

H, хімічны элемент VII групы перыяд. сістэмы, ат. н. 1, ат. м. 1,00794. Прыродны вадарод складаецца з 2 ізатопаў ​¹H (протый, 99,98% па масе) і ​²H ці Д (дэйтэрый, 0,02%), атрыманы штучныя радыеактыўныя ​³H ці T (трытый) і вельмі няўстойлівы ​⁴H. У паветры колькасць вадароду 3,5∙10​⁻⁶% па масе, у літасферы і гідрасферы — 1%, у вадзе — 11,19%, у складзе арганічных злучэнняў вадароду маюць усе раслінныя і жывёльныя арганізмы. Самы пашыраны элемент у космасе, складае каля палавіны масы Сонца, большасці зорак. Газ без колеру і паху, t_пл -259,1 °C, t_кіп -252,6 °C, шчыльн. вадкага 70,8 кг/м³ (-235 °C). Вадарод і яго сумесі з паветрам і кіслародам (гл. Грымучы газ) пажара- і выбухованебяспечныя.

Малекула вадароду двухатамная. Пры звычайных умовах узаемадзейнічае толькі з фторам і хлорам (на святле), пры павышаных т-рах у прысутнасці каталізатараў — з кіслародам (гл. Вада), галагенамі (гл. Галагенавадароды), азотам (гл. Аміяк). Са шчолачнымі і шчолачназямельнымі металамі, элементамі III—IV груп перыяд. сістэмы ўтварае гідрыды. Аднаўляе аксіды і галагеніды металаў да металаў, ненасычаныя вуглевадароды (гл. Гідрагенізацыя). Лёгка аддае электрон, у водных растворах пратон H​⁺ існуе ў выглядзе іона гідраксонію, утварае вадародную сувязь. У прам-сці атрымліваюць канверсіяй метану: CH₄ + 2H₂O = 4H₂ + CO₂; пры газіфікацыі вадкага і цвёрдага паліва (гл. Вадзяны газ).

Газападобны вадарод выкарыстоўваюць для сінтэзу аміяку, хлорыстага вадароду, метылавага і вышэйшых спіртоў, вуглевадародаў, для гідрагенізацыі тлушчу, таксама для зваркі і рэзкі металаў вадародна-кіслародным полымем, вадкі — як гаручае ў ракетнай і касм. тэхніцы, ізатопы — у атамнай энергетыцы.

І.​В.​Боднар.

т. 3, с. 434

А́ТАМНАЯ ЭЛЕКТРАСТА́НЦЫЯ (АЭС),

электрастанцыя, дзе атамная (ядзерная) энергія ператвараецца ў электрычную. Першая ў свеце АЭС магутнасцю 5 МВт пачала дзейнічаць у 1954 у б. СССР (г. Обнінск). На АЭС цеплата, якая вылучаецца ў ядз. рэактары ў выніку ланцуговай рэакцыі дзялення ядраў некаторых цяжкіх хім. элементаў (напр., уран-233, уран-235, плутоній-239 і інш.), ператвараецца ў электрычную, як і на цеплавых электрастанцыях. АЭС складаюць аснову ядзернай энергетыкі. У склад АЭС уваходзяць ядзерны рэактар, цеплаабменнікі, помпы і агрэгаты для ператварэння цеплавой энергіі ў электрычную, электратэхн. абсталяванне. На АЭС выкарыстоўваюць рэактары пераважна на цеплавых і хуткіх нейтронах. У залежнасці ад тыпу і агрэгатнага стану цепланосьбіта выбіраецца тэрмадынамічны цыкл АЭС. Вышэйшая т-ра цыкла вызначаецца найбольшай т-рай цеплавыдзяляльных элементаў і ўласцівасцямі цепланосьбітаў. Для выключэння перагрэву прадугледжана хуткае (на працягу некалькіх секунд) глушэнне ланцуговай ядз. рэакцыі аварыйнай сістэмай расхалоджвання.

Пры дзяленні 1 г ізатопаў урану або плутонію вызваляецца каля 22,5 МВт∙гадз энергіі, што эквівалентна спальванню 2,8 т умоўнага паліва. Гэта з’яўляецца асн. аргументам эканамічнасці АЭС. Пасля аварыі на Чарнобыльскай АЭС (1986), пашырэння інфармацыі аб радыеактыўным забруджванні навакольнага асяроддзя і стане бяспекі на АЭС энергет. праграмы ў б. СССР пачалі згортваць. Аднак паглыбленне энергет. крызісу зноў ставіць пытанне пра будаўніцтва новых АЭС. Найбліжэйшыя да Беларусі дзеючыя АЭС (у дужках адлегласць у кіламетрах ад яе да дзярж. мяжы і да Мінска): Ігналінская ў Літве (5; 185), Смаленская ў Расіі (80; 355), Чарнобыльская (7; 310) і Ровенская на Украіне (60; 285).

А.​М.​Люцко.

т. 2, с. 67

ГЕ́ЛІЙ (лац. Helium),

He, хімічны элемент VII групы перыядычнай сістэмы, ат. н. 2, ат. м. 4,0026. Прыродны гелій складаецца з 2 стабільных ізатопаў ​⁴He (99,999862%) і ​³He. Належыць да інертных газаў. Адзін з найб. пашыраных элементаў космасу (2-і пасля вадароду). Адкрыты ў 1868 астраномамі Ж.​Жансэнам і Н.​Лок’ерам у спектры сонечнай кароны (назва ад грэч. helios — Сонца). У атмасферы 5,27∙10​⁻⁴% па аб’ёме (​⁴He утвараецца пры α-распадзе радыенуклідаў торыю, урану і інш. элементаў). Ядры ​⁴He — альфа-часціцы. Гелій маюць некат. прыродныя газы (да 2% па аб’ёме) і мінералы. Вылучаны ў 1895 У.Рамзаем з мінералу клевеіту.

Аднаатамны газ без колеру і паху, t_кіп -268,39 °C (самая нізкая сярод вадкасцей), шчыльн. 0,17847 кг/м³ (0 °C). Адзіны элемент, які не цвярдзее пры нармальным ціску нават пры т-ры, блізкай да 0 К, t_пл -271,25 °C (ціск 3,76 МПа). Горш за інш. газы раствараецца ў вадзе, характарызуецца выключнай хім. інертнасцю. У прам-сці атрымліваюць з газаў прыродных гаручых метадам глыбокага ахаладжэння. Выкарыстоўваюць пры зварцы, рэзцы металаў, перапампоўванні ракетнага паліва, у вытв-сці цеплавыдзяляльных элементаў, паўправадніковых матэрыялаў (у якасці ахоўнага асяроддзя), у аэранаўтыцы, для кансервацыі харч. прадуктаў і інш. Гелій вадкі — квантавая вадкасць. Пры т-ры 2,17 К (-270,98 °C) і ціску пары 0,005 МПа (т.зв. λ-пункт) у вадкім ​⁴He (бозэ-вадкасць) адбываецца фазавы пераход другога роду (ад He I да He II). He I бурна кіпіць ва ўсім аб’ёме, He II — спакойная вадкасць, якой уласціва звышцякучасць. Выкарыстоўваюць у крыягеннай тэхніцы як холадагент, вадкі ​³He — адзінае рэчыва для вымярэння т-ры ніжэй за 1 К.

В.​Р.​Собаль.

т. 5, с. 140

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

РАДЫЕАКТЫ́ЎНЫЯ РАДЫ́, радые актыўныя сем’і,

групы генетычна звязаных радыенуклідаў, у якіх кожны наступны ўзнікае ў выніку альфа-распаду або бэта-распаду папярэдняга. Кожны Р.р. пачынаецца з радыенукліда з найб. для гэтага рада перыядам паўраспаду (роданачальніка) і канчаецца стабільным нуклідам.

У Р.р. масавыя лікі А нуклідаў (членаў рада) адрозніваюцца на лік, кратны 4 (пасля α-распаду масавы лік нукліда памяншаецца на 4). Тэарэтычна магчыма існаванне 4 Р.р. з A = 4n + δ, дзе δ = 0, 1, 2 і 3, роданачальнікамі якіх з’яўляюцца торый-232 (A = 4n; рад торыю), нептуній-237 (A = 4n + 1, рад нептунію), уран-238 (A = 4n + 2, рад урану-238, ці урану-радыю), уран-235 (A = 4n + 3, рад урану-235, ці актынаурану). Рады торыю, урану-радыю і актынаурану, ці натуральныя Р.р., існуюць у прыродзе, бо перыяды паўраспаду ​²³²Th (1,405∙10​¹⁰ гадоў), ​²³⁸U (4,468∙10​⁹ гадоў) і U (7,038∙10​⁸ гадоў) сувымерныя з узростам Зямлі. Канчатковымі стабільнымі прадуктамі распаду натуральных Р.р. з’яўляюцца ізатопы свінцу — ​²⁰⁸Pb, ​²⁰⁶pb, ​²⁰⁷Pb. У прыродзе ёсць усе члены натуральных Р.р. (у т. л. і кароткажывучыя), што тлумачыцца ўстанаўленнем у кожным радзе т. зв. векавой раўнавагі, калі скорасці ўтварэння і распаду прамежкавых членаў Р.р. роўныя. Час устанаўлення векавой раўнавагі ~ 10T_1/2, дзе T_1/2 — перыяд паўраспаду самага доўгажывучага прамежкавага члена рада. Членаў рада нептунію (перыяд паўраспаду 2,14∙10​⁶ гадоў), які завяршае стабільны нуклід вісмут-209, у прыродзе няма, яны атрыманы штучна (гл. Ядзерная рэакцыя). Даследаванні Р.р. садзейнічаюць выяўленню новых радыеактыўных элементаў і іх ізатопаў. Гл. таксама Радыяхімія.

Э.​А.​Рудак.

т. 13, с. 225

РТУЦЬ (лац. Hydrargyrum),

меркур, Hg, хімічны элемент II групы перыяд. сістэмы, ат. н. 80, ат. м. 200,59. Прыродная Р. складаецца з 7 стабільных ізатопаў з масавымі лікамі: 196, 198—202, 204. У зямной кары 7∙10​⁻⁶% па масе; трапляецца самародная Р., найважн. рудны мінерал — кінавар. Вядомая са стараж. часоў; лац. назва ад гідра... і грэч. argyros — серабро; сярэдневяковая лац. mercurius — назва Р. ў алхімікаў.

Серабрыстая вадкасць (адзіны валкі метал t_пл -38,87 °C), шчыльн. 13545,7 кг/м³ (цяжэйшая за ўсе вядомыя вадкасці), t_кіп 356,58 °C. Пара Р. бясколерная, пры высокай т-ры і эл. разрадзе выпрамяняе бачнае блакітнавата-зялёнае і ультрафіялетавае святло. Хімічна ўстойлівая. У сухім паветры не акісляецца; акісляецца азонам і пры t > 300 °C кіслародам (утвараецца аксід HgO). Непасрэдна не ўзаемадзейнічае з азотам. фосфарам, вугляродам, крэмніем. Раствараецца ў азотнай і гарачай канцэнтраванай сернай к-тах, царскай гарэлцы. Лёгка ўзаемадзейнічае з галагенамі (гл. Ртуці хларыды) і халькагенамі (гл. Ртуці сульфід). З металамі ўтварае амальгамы. Пашыраны ртуцьарганічныя злучэнні. Атрымліваюць пераважна акісляльным абпалам кінавары. Выкарыстоўваюць для вырабу катодаў пры электрахім. атрыманні едкіх шчолачаў і хлору, а таксама для палярографаў, у вытв-сці ртутных вентыляў, люмінесцэнтных і ртутных лямпаў (гл. Газаразрадныя крыніцы святла), дыфузійных вакуумных помпаў, кантрольна-вымяральных прылад (тэрмометраў, барометраў, манометраў) і інш. Р. высокатаксічная для ўсяго жывога, пара і злучэнні Р. вельмі атрутныя, назапашваюцца ў арганізме і парушаюць абмен рэчываў, пашкоджваюць нервовую сістэму. ГДК у атм. паветры 0,0003 мг/м³, у вадзе 0,0005 мг/л.

Літ.:

Трахтенберг И.М., Коршун М.Н. Ртуть и ее соединения в окружающей среде. Киев, 1990.

т. 13, с. 415

ГЕАТЭРМІ́Я, геатэрміка (ад геа... + грэч. thermē цяпло),

раздзел геафізікі, які вывучае цеплавы стан нетраў і цеплавую гісторыю Зямлі. Даследуе цеплавое поле Зямлі, размеркаванне т-р і крыніц цеплавой энергіі нетраў, шчыльнасць цеплавой плыні з глыбінь ла паверхні, змяненні цеплавога стану Зямлі з моманту яе ўзнікнення да сучаснасці.

Т-ра рэчыва Зямлі павышаецца з глыбінёй і залежыць ад цеплавой плыні, што паступае з верхняй мантыі ў падэшву зямной кары і пры распадзе доўгажывучых радыеактыўных элементаў (пераважна ізатопаў урану, торыю, калію). Найб. вывучанае цеплавое поле верхняй ч. зямной кары, дзе магчымы непасрэдныя вымярэнні т-ры ў свідравінах (да глыб. 6—10 км). Аб т-ры больш глыбокіх нетраў мяркуюць паводле ўскосных звестак — т-ры вулканічных лаў і некат. геафіз. паказчыках. Цеплавое поле Зямлі характарызуецца шчыльнасцю цеплавой плыні, якая вызначаецца паводле велічыні геатэрмічнага градыента і каэфіцыента цеплаправоднасці горных парод. Геатэрмія цесна звязана з тэктонікай, геадынамікай і тэрмадынамікай, абапіраецца на даныя планеталогіі. Геатэрмічныя даследаванні выкарыстоўваюцца пры вывучэнні геал. будовы і геадынамічнай актыўнасці рэгіёнаў Зямлі, пры пошуках і эксплуатацыі радовішчаў нафты, газу і інш. карысных выкапняў.

Геатэрмія як галіна геафізікі адасобілася ў сярэдзіне 20 ст. Першыя вымярэнні шчыльнасці цеплавой плыні ў Еўропе зрабіў Э.​Булард (Вялікабрытанія), на тэр. СНД — А.​А.​Любімава.

На Беларусі адзінкавыя замеры т-ры ў свідравінах рабілі з 1928. У 1965 Х.В.Багамолаў арганізаваў высокадакладныя вымярэнні т-ры ў свідравінах і вывучэнне цеплавых уласцівасцей горных парод і цеплавой плыні на ўсёй тэр. краіны, якія прадаўжаюцца ў Ін-це геал. навук Нац. АН Беларусі (П.​П.​Атрошчанка, Л.​А.​Цыбуля і інш.).

Літ.:

Богомолов Г.В., Цыбуля Л.А., Атрощенко П.П. Геотермическая зональность территории БССР. Мн., 1972;

Geothermal Atlas of Europe. Gotha, 1991/92.

У.​І.​Зуй.

т. 5, с. 124

ЖАЛЕ́ЗА (лац. Ferrum),

Fe, хімічны элемент VIII групы перыяд. сістэмы, ат. н. 26, ат. м. 55,847. Складаецца з 4 стабільных ізатопаў: ​⁵⁴Fe (5,84%), ​⁵⁶Fe (91,68%), ​⁵⁷Fe (2,17%), ​⁵⁸Fe (0,31%). У зямной кары 4,65% па масе (найб. распаўсюджаны метал — другі пасля алюмінію). Вядома больш за 300 мінералаў (гл. Жалезныя руды). Самароднае (метэорнае і тэлурычнае) сустракаецца рэдка. Прысутнічае ў арганізмах усіх жывёл і раслін, уваходзіць у склад гемаглабіну.

Ж. — бліскучы серабрыста-белы пластычны метал t_пл 1535 °C, t_кіп 2750 °C, шчыльн. 7870 кг/м³ (20 °C). Пры звычайным ціску адрозніваюць некалькі крышт. мадыфікацый: α-Fe (існуе да 917 °C), δ-Fe (пры т-рах вышэй за 1394 °C і да т-ры плаўлення) з аб’ёмнацэнтраванай кубічнай рашоткай і γ-Fe (у інтэрвале 917—1394 °C) з гранецэнтраванай кубічнай рашоткай. Пры т-ры 769 °C (пункт Кюры) ферамагн. α-Fe пераходзіць у парамагн. стан. Парамагн. Ж., устойлівае ў інтэрвале 769—917 °C, наз. β-Fe. Ж. не раствараецца ў вадзе і шчолачах. У вільготным паветры акісляецца і пакрываецца ржой (гл. Карозія металаў), у сухім (пры награванні вышэй за 200 °C) — ахоўнай плёнкай аксідаў (гл. Вараненне). З разбаўленымі к-тамі ўтварае солі Fe(II) (гл. Жалеза злучэнні), канцэнтраванымі азотнай і сернай — пасівіруецца. Пры награванні ўзаемадзейнічае з галагенамі, серай, фосфарам, вугляродам, аксідам вугляроду (гл. Карбанілы металаў), вадзяной парай. Асн. масу Ж. выплаўляюць у выглядзе чыгуну і сталі. Аднаўленнем жалеза аксідаў пры 750—1200 °C атрымліваюць губчатае Ж. (97—99% Fe), раскладаннем пентакарбанілу Fe(CO)₅ — карбанільнае (парашок з памерамі часцінак 1—15 мкм). Выкарыстоўваюць як матэрыял для стрыжняў электрамагнітаў і якараў эл. машын (тэхнічна чыстае), як каталізатар, антыанемічны сродак (карбанільнае) і інш.

Літ.:

Беккерт М. Железо: Факты и легенды: Пер. с нем. 2 изд. М., 1988.

І.​В.​Боднар.

т. 6, с. 414