Часть полного текста документа:Нестехиометрические твердые оксиды - новые vатериалы современной техники А. Н. Петров Введение Обычно об открытиях в химии сообщается в специальных периодических изданиях - научных и технических журналах. Немногие из этих сообщений попадают в ежедневные газеты, потому что массовый читатель не в состоянии оценить их значение и важность. Однако представить число таких открытий можно по новым приборам, материалам и продуктам. Зачастую появление материалов с новыми свойствами или новым сочетанием известных свойств обеспечивает прорыв в какой-либо отрасли техники. Широко известно, что благодаря появлению полупроводниковых, резисторных, магнитных и других подобных материалов произошла революция в радиотехнике. На смену громоздким ламповым пришли компактные приборы, смонтированные на микро- и интегральных схемах. Прогресс в области получения новых материалов, может быть, не столь эффектный, как в приведенном примере, происходит постоянно. Успехи современной техники (радиоэлектроники, оптики, энергетики, машиностроения и т. п.), требующей получения материалов с нужными и воспроизводимыми свойствами, связаны непосредственно со многими химическими проблемами. Одной из этих проблем является проблема нестехиометрических соединений. В данной статье мне хотелось бы рассказать о небольшой части проблем получения нестехиометрических оксидов, с которыми сталкиваются ученые кафедры физической химии Уральского государственного университета и решение которых в одних случаях уже внесло определенный вклад, в других - может положительно повлиять на развитие некоторых отраслей техники. Что такое нестехиометрические соединения? К основным законам химии принято относить стехиометрические законы - эквивалентов, постоянства состава вещества и кратных отношений. Они очень просты и знакомы всем из школьного курса химии. Закон эквивалентов. Массовые количества составляющих химическое соединение элементов пропорциональны их химическим эквивалентам. Представления о химическом эквиваленте, или о пае, "соединительном" весе, и сам термин стехиометрия (от греческих слов stoicei - первоначало, элемент и metrew - измеряю) ввел И. Б. Рихтер (1793). Закон постоянства состава. Состав химических соединений остается постоянным независимо от способа его получения. Практически именно с этого начинается изучение химии в школе. О постоянстве состава говорил уже М. В. Ломоносов в первой половине ХVII века, но формулировка (1799) исторически первого закона химии (химии как науки) принадлежит великому ученому Ж. Л Прусту, открывшему и отстоявшему его. Закон кратных отношений. Массы элементов, образующие сложное химическое соединение, относятся между собой как небольшие кратные числа. Если какие-то два элемента образуют несколько соединений друг с другом, то весовые количества одного из элементов, приходящиеся на одно и то же количество другого элемента, будут относиться между собой как простые целые числа 1:1 (NO, CO и т. п.), 1:2 (NO2, CO2 и т. п.), 2:1 (Н2O и т. п.). Открытию этого закона (1803) мы обязаны великому химику, основоположнику новой химической атомистики Дж. Дальтону. Значение трех законов стехиометрии для химии трудно переоценить. Они недаром получили название основных законов химии. ............ |