Neorganikaj polimeroj: ekzemploj kaj aplikoj

En naturo, estas elementaj organikaj, organikaj kaj neorganikaj polimeroj. Neorganikaj inkludas materialojn kies ĉefa ĉeno estas neorganika, kaj flankaj branĉoj ne estas hidrokarbonaj radikaluloj. La elementoj de grupoj III-VI de la perioda sistemo de kemiaj elementoj plej verŝajne formas polimerojn de neorganika origino.

Klasifiko

Organikaj kaj neorganikaj polimeroj estas aktive studitaj, iliaj novaj karakterizajxoj estas difinitaj, do klara klasifiko de ĉi tiuj materialoj ankoraŭ ne funkciis. Tamen, ĝi eblas identigi iujn grupojn de polimeroj.

Depende de la strukturo:

• Lineara;
• Plata;
• Branĉita;
• Polimero-mesh;
• Tridimensiaj kaj aliaj.

Depende de la ĉefaj ĉenaj atomoj formantaj la polimeron:

• Homochain-tipo (-M-) n - konsistas el unu speco de atomoj;
• Heterochain-tipo (-ML-) n - konsistas el malsamaj tipoj de atomoj.

Depende de la origino:

• Natura;
• Artefarita.

Por klasifiki kiel neorganikaj polimeroj substancoj, kiuj estas macromolekuloj en la solida stato, ili ankaŭ bezonas certan anisotropion de la spaca strukturo kaj la respondaj propraĵoj.

Ĉefaj Trajtoj

Pli komunaj estas heterocinaj polimeroj, en kiuj elektropozitivaj kaj elektronikaj atomoj alternas, ekzemple B kaj N, P kaj N, Si kaj O. La heteroceno-neorganikaj polimeroj (NP) povas esti akiritaj per polondondaj reagoj. Polikondensado de oxoanioj estas akcelita en acida meza, kaj la polondondacado de hidratacioj estas en alkala. Polycondensation povu efektivigi ambaŭ en solvo kaj en la solidoj en la ĉeesto de alta temperaturo.

Multaj el la heteroceno neorganikaj polimeroj povas esti akiritaj nur sub kondiĉoj de alta temperatura sintezo, ekzemple, rekte el simplaj substancoj. La formado de karbidoj, kiuj estas polimeroj, okazas kiam iuj oksidoj interagas kun karbono, kaj ankaŭ en la ĉeesto de alta temperaturo.

Longaj homocenaj ĉenoj (kun grado de polimerigo n> 100) formas karbonon kaj p-elementojn de grupo VI: sulfuro, seleno, kuriozo.

Neorganikaj polimeroj: ekzemploj kaj aplikoj

La specifeco de la NP estas la formado de polimeraj kristalaj materialoj kun regula tridimensia strukturo de macromoléculas. La ĉeesto de rigida kadro de kemiaj interligoj provizas tiajn komponaĵojn kun konsiderinda malmoleco.

Ĉi tiu propraĵo permesas la uzadon de neorganikaj polimeroj kiel abrasivoj. La uzo de ĉi tiuj materialoj trovis la plej vastan aplikon en la industrio.

La escepta kemia kaj varma rezisto de NP estas ankaŭ valora propraĵo. Ekzemple, plifortigi fibrojn faritajn de organikaj polimeroj estas stabilaj en aero al temperaturo de 150-220 ° C Dume, boro-fibro kaj ĝiaj derivaĵoj restas stabilaj ĝis temperaturo de 650 ° C. Tial neorganikaj polimeroj promesas por kreado de novaj kemie kaj termike stabilaj materialoj.

Praktika signifo ankaŭ havas NP, kiu ambaŭ proksimigas proprietojn al organikaj, kaj konservas siajn specifajn propraĵojn. Tiuj inkludas fosfatoj, polyphosphazenes, silikatoj, polimeraj rustoj de sulfuro kun malsama flanko grupoj.

Polimeroj de karbono

Task: "Donu ekzemplojn de neorganikaj polimeroj", - ofte trovitaj en lernolibroj pri kemio. Estas Facile efektivigi ĝin kun la mencio de la plej elstaraj NP-derivitaj de karbono. Ĉi tio inkluzivas materialojn kun unikaj karakterizaĵoj: diamantoj, grafito kaj karabeno.

Karbino estas artefarite kreita, malbone studita lineara polimero kun neprevaloraj potencaj indikiloj, ne pli malsupera, sed laŭ kelkaj studoj kaj pli alta ol grafeo. Tamen, la karabeno estas mistera substanco. Post ĉio, ne ĉiuj sciencistoj rekonas sian ekziston kiel sendependa materialo.

Ekstere ĝi aspektas kiel metala krista nigra pulvoro. Havas semikonduktajn propraĵojn. La elektra konduktiveco de la karabeno estas multe pliigita per la ago de lumo. Ĝi ne perdas ĉi tiujn ecojn eĉ je temperaturoj ĝis 5000 ° C, kio estas multe pli alta ol por aliaj materialoj similaj. Ricevita materialo en la V.V. de la 60. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin kaj Yu.P. Kudryavtsev per kataliza oxidado de acetileno. Lin pli malfacila estis determini la specon de ligoj inter karbaj atomoj. Poste, substanco estis akirita nur kun duoblaj ligoj inter karbaj atomoj ĉe la Instituto de Organoelementaj Kombinaĵoj de la Akademio de Sciencoj de la USSR. La nova komponaĵo nomiĝis polycamulena.

Grafito - la materialo de polymer ordigo validas nur en la aviadilon. Liaj tavoloj estas konektitaj ne de kemiaj interligoj, sed per malfortaj intermolekulaj interagoj, do ĝi kondukas varmegon kaj fluon kaj ne transdonas lumon. Grafito kaj ĝiaj derivaĵoj estas tre komunaj neorganikaj polimeroj. Ekzemploj de ilia uzo: el krajonoj al la nuklea industrio. Oksidanta grafeo, ĝi eblas akiri interajn oxidadajn produktojn.

Diamanto - ĝiaj propraĵoj estas esence malsamaj. Diamanto estas spaca (tridimensia) polimero. Ĉiuj karbaj atomoj estas kunigitaj per fortaj kovalentaj ligoj. Ĉar ĉi tiu polimero estas ekstreme fortika. Diamanto ne kondukas nian kaj varmegon, ĝi havas travideblan strukturon.

Boraj polimeroj

Se oni demandas vin pri tio, kion oni scias al vi pri neorganikaj polimeroj, bonvolu respondi - boro-polimeroj (-BR-). Ĉi tio estas sufiĉe vasta klaso de NP, vaste uzata en industrio kaj scienco.

Borono-karburo - ĝia formulo aspektas pli ĝuste (B12C3) n. Ĝia elementa ĉelo estas rombra. La kadro estas formita per dek du kovalente ligitaj boro-atomoj. Kaj en la mezo de tio - lineara grupo de tri kovalente interligitaj karbaj atomoj. Kiel rezulto, tre forta strukturo estas formita.

Boridoj - iliaj kristaloj estas formitaj kiel la karburo priskribita supre. La plej imuna de ĉi tiuj estas HfB2, kiu fandas nur je temperaturo de 3250 ° C La plej granda kemia rezisto estas markita de TaB2 - ĝi ne estas tuŝita de aŭ acidoj aŭ iliaj miksaĵoj.

Boro nitruro - ĝi ofte nomiĝas blanka talko por simileco. Ĉi tiu simileco estas vere nur ekstera. Strukture, ĝi similas al grafito. Ĝi akiras hejtante boro aŭ ĝian ruston en amoniazio.

Borazon

Elbor, borazono, citoite, regerenito, kubonito estas superhardaj neorganikaj polimeroj. Ekzemploj de apliko: produktado mueli radojn, abrasivo materialoj, metalo prilaborado. Ĉi tiuj estas kemie inertaj substancoj bazitaj sur boro. Malmoleco estas pli proksima al aliaj materialoj ol diamantoj. En aparta, borazon eliras skrapojn sur la diamanto, ĉi-lasta ankaŭ lasas skrapojn sur borazonkristaloj.

Tamen, ĉi tiuj NP havas plurajn avantaĝojn super naturaj diamantoj: ili havas altan varmoblan stabilecon (rezistas temperaturojn ĝis 2000 ° C, la diamanto ankaŭ disiĝas je 700-800 ° C) kaj alta rezisto al mekanika streso (ili ne estas tiel malfortaj). Borazono akiris temperaturon de 1350 ° C kaj premo de 62,000 atmosferoj fare de Robert Wentorf en 1957. Similaj materialoj fare de Leningrad-scienculoj estis akiritaj en 1963.

Neorganikaj polimeroj de sulfuro

Homopolimero - ĉi tiu modifo de sulfuro havas lineara molekulo. La substanco ne estas stabila, kiam la temperaturo fluctuiĝas, ĝi malakceptas en okedraj cikloj. Ĝi estas formita en la kazo de akra malvarmigo de la sulfuro fandita.

Modifo polimérica de anhidrido sulfúrico. Tre simila al asbesto, ĝi havas fibrosa strukturo.

Polimeroj de seleno

Griza seleno estas polimero kun spiralaj linearaj macromolekuloj nestitaj en paralela. En ĉenoj, selenaj atomoj estas covalente ligitaj, kaj macromolekuloj estas ligitaj per molekulaj ligoj. Eĉ fandita aŭ solvita seleno ne rompas en individuajn atomojn.

Ruĝa aŭ amorfa seleno estas ankaŭ polimero de ĉeno, sed de iom ordigita strukturo. En la temperaturo rango de 70-90 ° C, ĝi akiras kaŭĉukajn proprietojn, pasante en tre elastan staton, simile al organikaj polimeroj.

Selenium carbide, Aŭ roka kristalo. Termika kaj kemie stabila, sufiĉe forta spaca kristalo. Piezoelektra kaj duonkonduktilo. In vitro ricevitaj ŝin dum la reago de kvarco sablo kaj karbono en elektra forno al temperaturo de proksimume 2000 ° C.

Aliaj polimeroj de seleno:

• Monoclina seleno - pli ordema ol amorfa ruĝa, sed malsupera al griza.
• Selenio-dióxido, aŭ (SiO2) n - estas tridimensia reto-polimero.
• Asbesto estas polimero de seleno-oksido fibra strukturo.

Polimeroj de fosforo

Estas multaj modifoj de fosforo estas blankaj, ruĝa, nigra, bruna, purpura. Ruĝa - NP-kristala strukturo. Ĝi akiras hejtante blankan fosforon sen aera aliro je temperaturo de 2500 ° C Nigra fosforo estis akirita de P. Bridgman sub la jenaj kondiĉoj: premo de 200,000 atmosferoj je temperaturo de 200 ° C

Fosfora cloruro-kloridoj estas komponaĵoj de fosforo kun nitrogeno kaj kloro. La propraĵoj de ĉi tiuj substancoj ŝanĝas kun kreskanta maso. Same, ilia solvozeco en organikaj substancoj malpliiĝas. Kiam la molekula pezo de la polimero atingas plurajn milojn da unuecoj, formiĝas rubbero. Ĉi tiu estas la sola sufiĉa varmego-karba libera karbo. Ĝi estas detruita nur ĉe temperaturoj super 350 ° C.

Konkludo

Neorganikaj polimeroj estas plejparte substancoj kun unikaj trajtoj. Ili estas uzataj en produktado, en konstruo, por evoluigo de pionira kaj eĉ revoluciaj materialoj. Kiel la propraĵoj de konataj NPoj estas studitaj kaj novaj kreiĝas, la amplekso de ilia apliko ekspansiiĝas.