Читать реферат по химии: "История открытия и развитие исследований соединений со структурой слоистого перовскита" Страница 3


назад (Назад)скачать (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

исследователей. Проектирование кристалла - самая чистая форма рационального дизайна. Для получения специфических структурных особенностей (симметрии кристалла, типы связей, силы межмолекулярных взаимодействий) были выбраны молекулярные прекурсоры, и получившиеся структуры иногда довольно близко совпадают с теми, что задумал химик[3]. Многие интересные материалы с открытым каркасом[4] и пористые материалы, содержащие большие пустоты[5], были получены исходя из этих идей. Также, концепция использования вторичных «строительных блоков» для создания более сложных систем, совершенно точно приведет к созданию важных материалов в будущем. Методы получения тонких пленок, такие как эпитаксия молекулярным лучом, пульсационное лазерное осаждение, электроосаждение и испарение, также предоставляют прямой доступ к сложным гетероструктурам.

Другой подход рационального дизайна, известный как chimie douce, или «мягкая химия»[6], заключается в низкотемпературной модификации существующей структуры для образования новой фазы, сохраняющей, однако многие структурные особенности прекурсора. Используя принципы «мягкой химии», можно синтезировать множество метастабильных продуктов со структурами, которые не формируются по классической твердотельной реакции. Используя этот подход, химик - неорганик может выбрать прекурсорную фазу и разработать серию низкотемпературных реакций, которые пошагово модифицируют структуру в желаемый продукт. Будучи очень схожа с подходом органиков, «мягкая химия» - по природе своей ретросинтез. Главная цель - сначала идентифицировать целевую структуру, а затем, двигаясь в обратном направлении, разработать схему реакций, которая приведет к целевой структуре от стартового материала.

К сожалению, большинство удачных использований подхода «мягкой химии» включают единичные примеры этого использования, или крайне специализированные системы в качестве прекурсорной фазы. Возможность обобщить систему подходов «мягкой химии» открывает огромные возможности дизайна неорганических материалов с различными полезными свойствами. Такая система значительно продвинет возможности химии твердого тела и возможности систематического изучения «структура - свойство» также возрастут.

Термодинамика и кинетика реакций в твердой фазе также описывается законами, выведенными полуэмпирически на основе многочисленных экспериментов [6]. На химические реакции в твердом теле в большей степени влияют не микроскопические термодинамические характеристики веществ, а их макроскопическое состояние и структура. Эмпирически было выявлено, что в твердофазной реакции важнейшими условиями являются не термодинамическая разрешенность реакции по закону Гиббса, а такие макроскопические свойства вещества, как размер частиц, схожесть структуры веществ, наличие дефектов, зародышеобразование и скорость диффузии, структура поверхности. Преодолеть эти кинетические трудности позволяют либо непосредственно высокая температура, либо интенсивные излучения различной природы, в конечном счете приводящие к сильному нагреву смеси веществ.

Структурные правила кристаллохимии, такие как правило полярности Гольшмидта - Ферсмана, основное правило Гольшмидта, правило Ретгерса, правило Вегарда, также носят эмпирический характер и



Интересная статья: Быстрое написание курсовой работы