Verbum

АСТРАФІ́ЗІКА,

раздзел астраноміі, які вывучае фізічную будову, хімічны састаў і развіццё нябесных целаў. Узнікла ў сярэдзіне 19 ст. ў выніку выкарыстання ў астраноміі спектральнага аналізу, фатаграфіі і фотаметрыі, што дало магчымасць вызначаць т-ру атмасфер Сонца і зорак, іх магнітныя палі, скорасць руху ўздоўж праменя зроку, характар вярчэння зорак і інш. Асн. раздзелы астрафізікі: фізіка Сонца, фізіка зорных атмасфер і газавых туманнасцяў, тэорыя ўнутранай будовы і эвалюцыі зорак, фізіка планет і інш. Тэарэтычная астрафізіка вывучае асобныя нябесныя аб’екты (планеты, зоркі, пульсары, квазары, галактыкі, скопішчы галактык і інш.) і агульныя фіз. прынцыпы астрафіз. працэсаў з мэтай устанаўлення агульных законаў развіцця матэрыі ў Сусвеце. Практычная астрафізіка распрацоўвае інструменты, прылады і метады даследаванняў. Крыніцы атрымання інфармацыі пра нябесныя целы: эл.-магн. выпрамяненне (гама-, рэнтгенаўскае, ультрафіялетавае, бачнае, інфрачырвонае і радыёвыпрамяненне); касм. прамяні, якія дасягаюць атмасферы Зямлі і ўзаемадзейнічаюць з ёю; нейтрына і антынейтрына; гравітацыйныя хвалі, што ўзнікаюць пры выбухах масіўных зорак. Значны ўклад у развіццё Астрафізікі зрабілі А.А.Белапольскі, М.М.Гусеў, Ф.А.Брадзіхін, В.Я.Струвэ, Г.А.Ціхаў (Расія), Г.Фогель, К.Шварцшыльд (Германія), У.Кэмпбел, Э.Пікерынг, Э.Хабл (ЗША), А.Эдынгтан (Англія), В.А.Амбарцумян (СССР) і інш. Найб. значныя дасягненні сучаснай Астрафізікі — адкрыццё нябесных аб’ектаў з незвычайнымі фіз. ўласцівасцямі (нейтронныя зоркі, чорныя дзіркі, квазары).

Літ.:

Мартынов Д.Я. Курс обшей астрофизики. 4 изд. М., 1988;

Шкловский И.С. Звезды: их рождение, жизнь и смерть. 3 изд. М., 1984.

Ю.М.Гнедзін.

т. 2, с. 53

БОР (лац. Borum),

B, хімічны элемент III групы перыяд. сістэмы Мендзялеева. Ат. н. 5, ат. м. 10,81. Прыродны бор складаецца з двух стабільных ізатопаў ​¹⁰B (19,57%) і ​¹¹B (80,43%), існуе як мінерал буракс, керніт, ашарыт і інш.; у зямной кары ёсць 5·10​⁻³%, у вадзе акіянаў 4,6 мг/л. Атрыманы ў 1808 Л.Ж.Гей-Люсакам і Л.Ж.Тэнарам.

Вядома больш за 10 алатропных мадыфікацый бора. Бывае бясколерным, шэрым ці чырвоным крышталічным або цёмным аморфным рэчывам і мае розныя фіз.-хім. характарыстыкі. Па цвёрдасці (па Маосу 9,3, па Вікерсу 274,4 ГПа) займае другое (пасля алмазу) месца сярод рэчываў. Вельмі крохкі; у пластычны стан пераходзіць пры т-ры вышэй за 2000 °C. Хімічна дастаткова інертны, не рэагуе з вадародам (боравадароды атрымліваюцца ўскосным шляхам); з іншымі рэчывамі рэагуе толькі пры высокіх т-рах: акісляецца на паветры пры 700 °C, з азотам пры 1200—2000 °C утварае нітрыд бору, з вугляродам пры 1300 °C і вышэй — карбіды, з большасцю металаў — барыды, пры сплаўленні са шчолачамі — бараты; царская гарэлка і азотная кіслата акісляюць бор да борнай кіслаты (гл. таксама Бору злучэнні). Атрымліваюць з буры і керніту, аднаўленнем аксіду ці галагенідаў бору, раскладаннем галагенідаў і гідрыдаў. Выкарыстоўваюць як кампанент каразійнаўстойлівых гарачатрывалых сплаваў, кампазіцыйных матэрыялаў, сплаваў для рэгулявальных прыстасаванняў адз. рэактараў і лічыльнікаў нейтронаў, як паўправадніковы матэрыял і для барыравання.

Л.М.Скрыпнічэнка.

т. 3, с. 215

ГА́ЛІЙ (лац. Gallium),

Ga, хімічны элемент III групы перыядычнай сістэмы, ат. н. 31, ат. м. 69,72. Прыродны складаецца з 2 стабільных ізатопаў ​⁶⁹Ga (61,2%) і ​⁷¹Ga (38,8%). У зямной кары 1,8·10​⁻³ % па масе. У прыродзе рассеяны (мінерал галіт CuGaS₂ вельмі рэдкі), спадарожнік алюмінію. Адкрыты ў 1875 франц. хімікам П.Э.Лекокам дэ Буабадранам, названы ў гонар Францыі (лац. Gallia).

Светла-шэры легкаплаўкі (t_пл 29,76 °C) метал з вял. тэмпературным інтэрвалам існавання ў вадкім стане (t_кіп 2205 °C), шчыльн. (кг/м³) цвёрдага 5903,7 (29,6 °C), вадкага 6094,8 (пры зацвярдзенні аб’ём галію павялічваецца). У паветры пры звычайнай т-ры пакрыты ахоўнай плёнкай аксіду. Раствараецца ў мінер. к-тах і шчолачах, утварае адпаведна солі галію і галаты — солі ортагаліевай Ga(OH₃) ці H₃GaO₃ і метагаліевай HGaO₂ к-т. Найб. пашыраны солі галію: трыхларыд GaCl₃, бясколерныя крышталі, t_пл 77,8 °C; сульфат Ga₂(SO₄)₃, які з сульфатамі шчолачных металаў і амонію ўтварае галын. Пры сплаўленні з фосфарам, мыш’яком і сурмой галій утварае крышт. паўправадніковыя злучэнні, адпаведна фасфід GaP (жоўта-аранжавы, t_пл 1790 °C), арсенід GaAs (цёмна-шэры з фіялетавым адценнем, t_пл 1238 °C), антыманід GaSb (светла-шэры, t_пл 712 °C).

Выкарыстоўваюць у вытв-сці паўправадніковых матэрыялаў, для «халоднай пайкі» керамічных і металічных дэталей у радыёэлектроніцы, люстраў з высокай адбівальнай здольнасцю, высокатэмпературных (900—1600 °C) тэрмометраў, манометраў.

І.В.Боднар.

т. 4, с. 460

МЫШ’Я́К (лац. Arsenicum),

арсенік, As, хімічны элемент V групы перыяд. сістэмы, ат. н. 33, ат. м. 74,9216. У прыродзе адзін стабільны ізатоп ​⁷⁵As. У зямной кары 1,7·10​⁻⁴% па масе. Трапляецца пераважна ў выглядзе мінералаў (гл. Мыш’яковыя руды). Як мікраэлемент ёсць у раслінных і жывёльных арганізмах (у арганізме чалавека 0,08—0,2 мг/кг). Злучэнні М. вядомыя з глыбокай старажытнасці; атрыманне метал. М. прыпісваюць Альберту Вялікаму (каля 1250). Лац. назва паходзіць ад грэч. arsin — моцны, рус. — магчыма, ад «мышь» (злучэнні М. яшчэ ў Стараж. Русі выкарыстоўвалі для знішчэння мышэй і пацукоў).

Вядома некалькі алатропных мадыфікацый М.; найб. устойлівая — метал. ці шэры М. (a = -As). Кампактны шэры М. мае выгляд серабрыстага буйнакрышт. металу, шчыльн. 5740 кг/м³, пры 615 °C узганяецца, плавіцца (t_пл 817 °C) пры ціску пары 3,7 МПа. У вільготным паветры і пры награванні лёгка акісляецца. Узаемадзейнічае з канцэнтраванымі азотнай і сернай к-тамі, з галагенамі (утварае лятучыя трыгалагеніды AsHal₃, а з фторам і пентафтарыд AsF₅). Пры сплаўленні з металамі ўтварае арсеніды, са шчолачамі — арсін AsH₃ і арсенаты (гл. таксама Мыш’яку злучэнні). Метал. М. атрымліваюць аднаўленнем сэсквіаксіду As₂O₃ вугалем, ачышчаюць сублімацыяй. Элементарны М. выкарыстоўваюць як дабаўку да сплаваў на аснове медзі, свінцу і волава, асабліва чысты — для сінтэзу і легіравання паўправадніковых матэрыялаў.

Літ.:

Популярная библиотека химических элементов. 3 изд. М., 1983. Кн. 1. С. 428.

т. 11, с. 55

ЁД (лац. Iodum),

I, хімічны элемент VII групы перыяд. сістэмы, ат. н. 53, ат. м. 126,9045, адносіцца да галагенаў. У прыродзе 1 стабільны ізатоп ​¹²⁷І. У зямной кары 4∙10​⁻⁵% па масе, уласныя мінералы (напр., ёдаргірыт AgI) сустракаюцца рэдка. Прамысл. колькасць Ё. маюць падземныя воды нафтавых і газавых радовішчаў (0,01—0,1 кг/м³), салетравых адкладаў (да 1%). Мікраэлемент неабходны для жыццядзейнасці жывёл і чалавека. Адкрыты ў 1811 франц. хімікам-тэхнолагам Б.Куртуа.

Ё. — чорна-фіялетавыя крышталі з метал бляскам, t_пл 113,5 °C, шчыльн. 4940 кг/м³ (20 °C). Лёгка ўтварае фіялетавую пару (адсюль назва — грэч. iōdēs фіялетавы), пры награванні сублімуе. Раствараецца ў бензоле, этаноле, эфіры, серавугляродзе, водных растворах ёдыдаў металаў; дрэнна — у вадзе. З кіслародам, серай, азотам непасрэдна не рэагуе. З фторам, хлорам, бромам утварае міжгалагенныя злучэнні (напр., Ё. пентафтарыд IF₅, цяжкая вадкасць, шчыльн. 3210 кг/м³, Ё. трыхларыд ICl₃, жоўтыя крышталі, раскладаюцца пры 64 °C), з водным растворам аміяку — выбуховы ёдзісты азот NI₃. Вядомы шэраг кіслародзмяшчальных злучэнняў Ё. (напр., пентааксід дыёду I₂O₅, бясколерныя крышталі, раскладаюцца пры 300 °C; ёднаватая кіслата і інш.). Пры награванні ўзаемадзейнічае з вадародам (гл. Ёдзісты вадарод) і многімі металамі. Атрымліваюць з буравых вод акісленнем ёдыдаў хлорам. Выкарыстоўваюць для ёдыднага рафінавання металаў (тытану, цырконію і інш.), як каталізатар у арган. сінтэзе, у медыцыне як антысептык і антытырэоідны сродак, радыеактыўныя ізатопы (​¹²⁵I, ​¹³¹I, ​¹³²I) для дыягностыкі і лячэння захворванняў шчытападобнай залозы. Атрутны, пара раздражняе слізістыя абалонкі, ГДК у паветры 1 мг/м³.

І.В.Боднар.

т. 6, с. 407

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

МА́РГАНЕЦ (лац. Manganum),

манган, Mn, хімічны элемент VII групы перыяд. сістэмы, ат. н. 25, ат. м. 54,938. Прыродны мае 1 стабільны ізатоп ​⁵⁵Mn. У зямной кары 0,1% па масе. У свабодным выглядзе не сустракаецца (гл. Марганцавыя руды). М. неабходны для жыццядзейнасці раслінных (гл. Марганцавыя ўгнаенні) і жывёльных арганізмаў (сутачная доза для чалавека каля 4 мг). Адкрыты швед. хімікам К.Шэеле, у чыстым выглядзе вылучаны яго суайчыннікам Ю.Ганам у 1774 з піралюзіту, назва ад ням. Manganerz — марганцавая руда.

Серабрыста-белы метал, t_пл 1244 °C. Вядомы 4 крышт. мадыфікацыі М. Пры t < 710 °C устойлівы цвёрды, але крохкі α-Μn з кубічнай аб’ёмнацэнтраванай рашоткай і шчыльн. 7440 кг/м³. Пры пакаёвай т-ры на паветры не змяняецца, узаемадзейнічае з вадой (вельмі марудна). З разбаўленымі к-тамі ўтварае солі двухвалентнага М., большасць з якіх добра раствараецца ў вадзе (растворы ружовага колеру, што абумоўлена прысутнасцю ў іх гідратаваных іонаў Mn​²⁺). Не ўзаемадзейнічае з растворамі шчолачаў. Пры награванні ўзаемадзейнічае з кіслародам (гл. Марганцу аксіды), галагенамі (утварае дыгалагеніды), азотам, серай, фосфарам і інш. неметаламі. Атрымліваюць карба-, сіліка- ці алюмінатэрмічным аднаўленнем рудных канцэнтратаў; найб. чысты (сумарная канцэнтрацыя прымесей < 0,1%) — электролізам водных раствораў сульфату MnSO₄. Выкарыстоўваюць пераважна ў металургіі ў выглядзе ферамарганцу (гл. Ферасплавы) для раскіслення, дэсульфурацыі і легіравання сталей, а таксама як кампанент сплаваў алюмінію і магнію, для стварэння ахоўных антыкаразійных пакрыццяў на металах. Злучэнні М. таксічныя, пашкоджваюць ц. н. с., ГДК у паветры 0,2 мг/м³ (у пераліку на М.). Гл. таксама Манганаты.

А.П.Чарнякова.

т. 10, с. 107

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

НІО́БІЙ (лац. Niobium),

Nb, хімічны элемент V групы перыяд. сістэмы, ат. н. 41, ат. м. 92,9064. У прыродзе адзін стабільны ізатоп ​⁹³Nb. У зямной кары 210​⁻³% па масе, трапляецца звычайна разам з танталам (гл. Ніобіевыя руды). Адкрыты ў выглядзе аксіду ў 1801 англ. вучоным Ч.Хатчэтам (названы ім «калумбіем»), незалежна ад яго ў 1844 ням. хімікам Г.Розе (прапанаваў назву Н.; ад імя Ніобы — дачкі міфалагічнага Тантала); пазней даказана ідэнтычнасць Н. і калумбію. Назва ўзаконена ў 1950 Міжнар. саюзам тэарэт. і прыкладной хіміі.

Светла-шэры пластычны метал, t_пл 2477 °C, t_кіп каля 4760 °C, шчыльн. 8570 кг/м³, т-ра пераходу ў звышправодны стан 9,28 К. У звычайных умовах хімічна ўстойлівы. Раствараецца толькі ў плавікавай кіслаце, яе сумесях з азотнай к-той і расплавах шчолачаў. Кампактны Н. у паветры пачынае акісляцца пры t > 200 °C. Пры награванні ўзаемадзейнічае з хлорам, фторам, вадародам, азотам, вугляродам і інш. Атрымліваюць аднаўленнем аксіду Nb (V) Nb₂O₅, гептафтораніабату (V) калію K₂NbF₇, асабліва чысты Н. і пакрыцці з яго на інш. металах — аднаўленнем пентахларыду NbCl₅ вадародам пры t > 1000 °C. Выкарыстоўваюць пераважна як кампанент нержавейных і гарачаўстойлівых сталей, сплавы Н. з вальфрамам, малібдэнам і цырконіем — як гарачаўстойлівыя канстр. матэрыялы ў ядз. энергетыцы, авіяц. і касм. тэхніцы, каразійнаўстойлівыя сплавы Н. з танталам — для вырабу хім. абсталявання, што працуе ў агрэсіўным асяроддзі, сплавы Н. з тытанам і цырконіем, а таксама звышправаднікі станід Nb₃Sn і германід Nb₃Ge (т-ра пераходу ў звышправодны стан 23,2 К) — у радыёэлектроніды для вырабу звышправодных саленоідаў.

т. 11, с. 349

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 Т (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