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Organische Polymere spielen in der Natur eine bedeutende Rolle. Darüber hinaus werden sie häufig in der Industrie eingesetzt. Als nächstes werden die Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendung organischer Polymere betrachtet.

Besonderheiten

Die betrachteten Materialien bestehen aus Monomeren, die durch sich wiederholende Fragmente einer Struktur aus mehreren Atomen dargestellt werden. Durch Polykondensation oder Polymerisation werden sie zu dreidimensionalen Strukturen oder Ketten verzweigter oder linearer Form verbunden. Sie sind oft deutlich in der Struktur sichtbar.

Es sollte gesagt werden, dass sich der Begriff „Polymere“ hauptsächlich auf organische Optionen bezieht, obwohl es auch anorganische Verbindungen gibt.

Das Prinzip der Benennung der betrachteten Materialien besteht darin, dem Namen des Monomers das Präfix Poly hinzuzufügen.

Die Eigenschaften von Polymeren werden durch die Struktur und Größe von Makromolekülen bestimmt.

Neben Makromolekülen enthalten die meisten Polymere weitere Stoffe, die der Verbesserung funktioneller Eigenschaften durch Modifizierung von Eigenschaften dienen. Sie werden vorgestellt:

• Stabilisatoren (verhindern Alterungsreaktionen);
• Füllstoffe (Einschlüsse unterschiedlicher Phasenzustände, die der Vermittlung spezifischer Eigenschaften dienen);
• Weichmacher (erhöhen die Frostbeständigkeit, senken die Verarbeitungstemperatur und verbessern die Elastizität);
• Schmiermittel (ermöglicht das Vermeiden des Anhaftens von Metallelementen der bei der Verarbeitung verwendeten Ausrüstung);
• Farbstoffe (servieren in dekorative Zwecke und zum Erstellen von Markierungen);
• Flammschutzmittel (verringern die Entflammbarkeit einiger Polymere);
• Fungizide, Antiseptika, Insektizide (verleihen antiseptische Eigenschaften und Widerstandsfähigkeit gegen Insekten und Schimmelpilze).

In der natürlichen Umwelt werden die betreffenden Stoffe in Organismen gebildet.

Darüber hinaus gibt es Verbindungen, die in ihrer Struktur Polymeren ähneln, sogenannte Oligomere. Ihre Unterschiede bestehen in einer geringeren Anzahl von Einheiten und einer Änderung der ursprünglichen Eigenschaften, wenn eine oder mehrere von ihnen entfernt oder hinzugefügt werden, während die Parameter der Polymere erhalten bleiben. Darüber hinaus gibt es keine klare Meinung über die Beziehung zwischen diesen Verbindungen. Einige betrachten Oligomere als niedermolekulare Varianten von Polymeren, während andere sie als einen separaten Verbindungstyp ohne hohes Molekulargewicht betrachten.

Einstufung

Polymere werden durch die Zusammensetzung ihrer Einheiten unterschieden in:

• organisch;
• Organoelement;
• anorganisch.

Erstere dienen als Grundlage für die meisten Kunststoffe.

Stoffe der zweiten Art umfassen in ihren Einheiten Kohlenwasserstoff- (organische) und anorganische Fragmente.

Nach ihrer Struktur werden sie unterschieden in:

• Optionen, bei denen Atome verschiedener Elemente durch organische Gruppen eingerahmt werden;
• Substanzen, bei denen sich Kohlenstoffatome mit anderen abwechseln;
• Materialien mit Kohlenstoffketten, die von Organoelementgruppen umrahmt sind.

Alle vorgestellten Typen verfügen über Hauptstromkreise.

Am häufigsten unter anorganische Polymere sind Alumosilikate und Silikate. Dies sind die Hauptmineralien der Erdkruste.

Basierend auf ihrer Herkunft werden Polymere in folgende Kategorien eingeteilt:

• natürlich;
• synthetisch (synthetisiert);
• modifiziert (modifizierte Varianten der ersten Gruppe).

Letztere werden je nach Herstellungsverfahren unterteilt in:

• Polykondensation;
• Polymerisation

Unter Polykondensation versteht man den Prozess der Bildung von Makromolekülen aus Monomermolekülen mit mehr als einer funktionellen Gruppe unter Freisetzung von NH 3, Wasser und anderen Stoffen.

Unter Polymerisation versteht man den Prozess der Bildung von Makromolekülen mit Mehrfachbindungen aus einem Monomer.

Die Klassifizierung nach makromolekularer Struktur umfasst:

• verzweigt;
• linear;
• dreidimensional genäht;
• Treppen

Aufgrund ihrer Reaktion auf thermische Einwirkungen werden Polymere unterschieden in:

• duroplastisch;
• Thermoplast.

Stoffe der ersten Art werden durch räumliche Varianten mit starrem Rahmen dargestellt. Beim Erhitzen werden sie zerstört und einige fangen Feuer. Dies liegt an der gleichen Stärke von Innenverbindungen und Kettenverbindungen. Infolgedessen führt der thermische Effekt zum Bruch sowohl der Ketten als auch der Struktur, sodass es zu einer irreversiblen Zerstörung kommt.

Thermoplastische Optionen werden durch lineare Polymere repräsentiert, die beim Erhitzen reversibel erweichen und beim Abkühlen aushärten. Ihre Eigenschaften bleiben dann erhalten. Die Plastizität dieser Stoffe beruht auf dem Aufbrechen intermolekularer und Wasserstoffbrückenbindungen von Ketten bei mäßiger Erwärmung.

Schließlich werden organische Polymere entsprechend ihren Strukturmerkmalen in mehrere Klassen eingeteilt.

1. Schwache und unpolare Thermoplaste. Sie werden in Varianten mit symmetrischer Molekülstruktur oder mit schwach polaren Bindungen dargestellt.
2. Polare Thermoplaste. Zu diesem Typ gehören Stoffe mit asymmetrischer Molekülstruktur und eigenen Dipolmomenten. Sie werden manchmal als Niederfrequenzdielektrika bezeichnet. Aufgrund ihrer Polarität ziehen sie Feuchtigkeit gut an. Außerdem sind die meisten von ihnen benetzbar. Diese Stoffe unterscheiden sich von der vorherigen Klasse auch durch einen geringeren elektrischen Widerstand. Darüber hinaus zeichnen sich viele der polaren Thermoplaste durch eine hohe Elastizität, chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit aus. Durch zusätzliche Verarbeitung können diese Verbindungen in flexible gummiartige Materialien umgewandelt werden.
3. Duroplastische Polymere. Wie oben erwähnt handelt es sich dabei um Stoffe mit einem räumlichen System kovalenter Bindungen. Sie unterscheiden sich von thermoplastischen Optionen durch Härte, Hitzebeständigkeit und Zerbrechlichkeit, einen höheren Elastizitätsmodul und einen niedrigeren linearen Ausdehnungskoeffizienten. Darüber hinaus sind solche Polymere gegenüber herkömmlichen Lösungsmitteln unempfindlich. Sie dienen als Grundlage für viele Stoffe.
4. Laminierte Kunststoffe. Sie werden durch Schichtmaterialien aus harzimprägnierten Papierblättern, Glasfaser, Holzfurnier, Stoff usw. dargestellt. Solche Polymere zeichnen sich durch die größte Anisotropie der Eigenschaften und Festigkeit aus. Für die Erstellung von Objekten mit komplexer Konfiguration sind sie jedoch von geringem Nutzen. Sie werden im Radio, in der Elektrotechnik und im Instrumentenbau eingesetzt.
5. Metall-Kunststoff. Hierbei handelt es sich um Polymere, die metallische Füllstoffe in Form von Fasern, Pulvern und Stoffen enthalten. Diese Zusätze dienen dazu, bestimmte Eigenschaften zu verleihen: magnetisch, verbessern die Dämpfung, die elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie die Absorption und Reflexion von Radiowellen.

Eigenschaften

Viele organische Polymere weisen über einen weiten Spannungs-, Frequenz- und Temperaturbereich sowie bei hoher Luftfeuchtigkeit gute elektrische Isolierparameter auf. Darüber hinaus verfügen sie über gute Schall- und Wärmedämmeigenschaften. Organische Polymere zeichnen sich zudem in der Regel durch eine hohe Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen aus und unterliegen weder Fäulnis noch Korrosion. Schließlich weisen diese Materialien eine große Festigkeit bei geringer Dichte auf.

Die obigen Beispiele zeigen gemeinsame Eigenschaften organischer Polymere. Abgesehen davon sind einige von ihnen unterschiedlich Spezielle Features: Transparenz und geringe Zerbrechlichkeit (organisches Glas, Kunststoffe), makromolekulare Orientierung mit gerichteter mechanischer Einwirkung (Fasern, Filme), hohe Elastizität (Gummi), schnelle Änderung physikalischer und mechanischer Parameter unter dem Einfluss eines Reagenzes in kleinen Mengen (Gummi, Leder). usw.), sowie hohe Viskosität bei niedrigen Konzentrationen, Radiotransparenz, Gleiteigenschaften, Diamagnetismus usw.

Anwendung

Aufgrund der oben genannten Parameter haben organische Polymere ein breites Anwendungsspektrum. So ermöglicht die Kombination von hoher Festigkeit mit geringer Dichte die Gewinnung von Materialien mit hoher spezifischer Festigkeit (Stoffe: Leder, Wolle, Pelz, Baumwolle usw.; Kunststoffe).

Darüber hinaus werden aus organischen Polymeren weitere Materialien hergestellt: Kautschuke, Farben und Lacke, Klebstoffe, Elektroisolierlacke, Faser- und Filmstoffe, Verbindungen, Bindemittel (Kalk, Zement, Ton). Sie werden für den industriellen und häuslichen Bedarf verwendet.

Allerdings haben organische Polymere einen erheblichen praktischen Nachteil – die Alterung. Unter diesem Begriff versteht man eine Veränderung ihrer Eigenschaften und Größen infolge physikalischer und chemischer Umwandlungen unter dem Einfluss verschiedener Faktoren: Abrieb, Erwärmung, Strahlung usw. Die Alterung erfolgt durch bestimmte Reaktionen, abhängig von der Art des Materials und den Einflussfaktoren. Die häufigste davon ist die Zerstörung, die die Bildung von Substanzen mit niedrigerem Molekulargewicht aufgrund des Aufbrechens der chemischen Bindung der Hauptkette impliziert. Basierend auf den Gründen wird die Zerstörung in thermische, chemische, mechanische und photochemische unterteilt.

Geschichte

In den 40er Jahren begann sich die Polymerforschung zu entwickeln. 20. Jahrhundert und entwickelte sich Mitte des Jahrhunderts zu einem eigenständigen Wissenschaftsgebiet. Dies war auf die Entwicklung des Wissens über die Rolle dieser Stoffe in der organischen Welt und die Identifizierung der Möglichkeiten ihrer Verwendung in der Industrie zurückzuführen.

Gleichzeitig wurden zu Beginn des 20. Jahrhunderts Kettenpolymere hergestellt.

Mitte des Jahrhunderts beherrschten sie die Herstellung elektrisch isolierender Polymere (Polyvinylchlorid und Polystyrol) und Plexiglas.

Zu Beginn der zweiten Hälfte des Jahrhunderts weitete sich die Produktion von Polymergeweben aufgrund der Rückkehr zuvor produzierter Materialien und der Entstehung neuer Optionen aus. Darunter sind Baumwolle, Wolle, Seide, Lavsan. Im gleichen Zeitraum begann dank der Verwendung von Katalysatoren die Produktion von Niederdruck-Polyethylen und -Polypropylen sowie die Kristallisation stereoregulärer Varianten. Wenig später beherrschten sie die Massenproduktion der berühmtesten Dichtstoffe, porösen und klebenden Materialien, repräsentiert durch Polyurethane, sowie organoelementarer Polymere, die sich von organischen Analoga durch größere Elastizität und Wärmebeständigkeit (Polysiloxane) unterscheiden.

In den 60er - 70er Jahren. Es entstanden einzigartige organische Polymere mit aromatischen Komponenten, die sich durch hohe Hitzebeständigkeit und Festigkeit auszeichnen.

Die Herstellung organischer Polymere entwickelt sich immer noch intensiv. Dies ist auf die Möglichkeit zurückzuführen, billige Materialien wie Kohle, Begleitgase aus der Ölraffinierung und -produktion sowie Erdgase sowie Wasser und Luft als Ausgangsstoffe für die meisten davon zu verwenden.

Polymere sind hochmolekulare Verbindungen, die aus vielen Monomeren bestehen. Polymere sind von Oligomeren zu unterscheiden, bei denen sich die Eigenschaften des Polymers bei Hinzufügung einer weiteren Zahleneinheit nicht ändern.

Die Verbindung zwischen den Monomereinheiten kann durch chemische Bindungen erfolgen, dann spricht man von Duroplasten, oder durch die Kraft der intermolekularen Wirkung, die typisch für die sogenannten Thermoplaste ist.

Die Verbindung von Monomeren zu einem Polymer kann als Ergebnis einer Polykondensations- oder Polymerisationsreaktion erfolgen.

Es gibt viele ähnliche Verbindungen in der Natur, die bekanntesten davon sind Proteine, Gummi, Polysaccharide und Nukleinsäure. Solche Materialien werden als organisch bezeichnet.

Heutzutage werden viele Polymere synthetisch hergestellt. Solche Verbindungen werden anorganische Polymere genannt. Anorganische Polymere werden durch die Kombination natürlicher Elemente durch Polykondensationsreaktionen, Polymerisation und chemische Umwandlung hergestellt. Dadurch können Sie teure oder seltene ersetzen natürliche Materialien, oder neue erstellen, die keine Analogien in der Natur haben. Die Hauptbedingung ist, dass das Polymer keine Elemente organischen Ursprungs enthält.

Anorganische Polymere erfreuen sich aufgrund ihrer Eigenschaften großer Beliebtheit. Ihr Einsatzspektrum ist recht breit gefächert, es werden ständig neue Anwendungsgebiete gefunden und neuartige anorganische Materialien entwickelt.

Hauptmerkmale

Heutzutage gibt es viele Arten anorganischer Polymere, sowohl natürliche als auch synthetische, die unterschiedliche Zusammensetzungen, Eigenschaften, Anwendungsbereiche und Aggregatzustände aufweisen.

Der aktuelle Entwicklungsstand der chemischen Industrie ermöglicht die Herstellung anorganischer Polymere in großen Mengen. Um ein solches Material zu erhalten, müssen Bedingungen mit hohem Druck und hoher Temperatur geschaffen werden. Der Rohstoff für die Produktion ist eine reine Substanz, die dem Polymerisationsprozess zugänglich ist.

Anorganische Polymere zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine erhöhte Festigkeit und Flexibilität aufweisen, schwer von Chemikalien angreifbar sind und beständig gegen hohe Temperaturen sind. Einige Arten können jedoch zerbrechlich und mangelhaft an Elastizität sein, sind aber gleichzeitig recht stark. Die bekanntesten davon sind Graphit, Keramik, Asbest, Mineralglas, Glimmer, Quarz und Diamant.

Die gebräuchlichsten Polymere basieren auf Ketten von Elementen wie Silizium und Aluminium. Dies liegt an der Fülle dieser Elemente in der Natur, insbesondere an Silizium. Die bekanntesten davon sind anorganische Polymere wie Silikate und Alumosilikate.

Eigenschaften und Eigenschaften variieren nicht nur in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung des Polymers, sondern auch von Molekulargewicht, Polymerisationsgrad, Atomstruktur und Polydispersität.

Unter Polydispersität versteht man das Vorhandensein von Makromolekülen unterschiedlicher Masse in der Zusammensetzung.

Die meisten anorganischen Verbindungen zeichnen sich durch folgende Indikatoren aus:

1. Elastizität. Eine Eigenschaft wie Elastizität zeigt die Fähigkeit eines Materials an, sich unter dem Einfluss einer äußeren Kraft zu vergrößern und nach Wegnahme der Belastung in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren. Beispielsweise kann sich Gummi um das Sieben- bis Achtfache ausdehnen, ohne seine Struktur zu verändern oder Schäden zu verursachen. Die Wiederherstellung von Form und Größe ist möglich, indem die Position der Makromoleküle in der Zusammensetzung beibehalten wird; nur ihre einzelnen Segmente bewegen sich.
2. Kristallstruktur. Die Eigenschaften und Eigenschaften des Materials hängen von der räumlichen Anordnung der Bestandteile, der sogenannten Kristallstruktur, und ihren Wechselwirkungen ab. Basierend auf diesen Parametern werden Polymere in kristalline und amorphe Polymere unterteilt.

Kristalline haben eine stabile Struktur, in der eine bestimmte Anordnung von Makromolekülen beobachtet wird. Amorphe bestehen aus Makromolekülen mit Nahordnung, die nur in bestimmten Zonen eine stabile Struktur aufweisen.

Die Struktur und der Kristallisationsgrad hängen von mehreren Faktoren ab, wie der Kristallisationstemperatur, dem Molekulargewicht und der Konzentration der Polymerlösung.

1. Glasigkeit. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für amorphe Polymere, die bei sinkender Temperatur oder steigendem Druck eine glasartige Struktur annehmen. In diesem Fall stoppt die thermische Bewegung von Makromolekülen. Die Temperaturbereiche, in denen der Glasbildungsprozess stattfindet, hängen von der Art des Polymers, seiner Struktur und den Eigenschaften der Strukturelemente ab.
2. Viskoser Fließzustand. Hierbei handelt es sich um eine Eigenschaft, bei der es unter dem Einfluss äußerer Kräfte zu irreversiblen Form- und Volumenänderungen eines Materials kommt. Im zähfließenden Zustand Strukturelemente bewegen sich in einer linearen Richtung, was zu einer Formänderung führt.

Struktur anorganischer Polymere

Diese Eigenschaft ist in einigen Branchen sehr wichtig. Es wird am häufigsten bei der Verarbeitung von Thermoplasten mit Methoden wie Spritzgießen, Extrudieren, Vakuumformen und anderen verwendet. Dabei schmilzt das Polymer bei erhöhter Temperatur und hohem Druck.

Arten anorganischer Polymere

Heutzutage gibt es bestimmte Kriterien, nach denen anorganische Polymere klassifiziert werden. Die wichtigsten:

• Art der Herkunft;
• Arten chemischer Elemente und ihre Vielfalt;
• Anzahl der Monomereinheiten;
• Polymerkettenstruktur;
• physikalische und chemische Eigenschaften.

Je nach Herkunft werden synthetische und natürliche Polymere unterschieden. Natürliche Stoffe werden unter natürlichen Bedingungen ohne menschliches Eingreifen gebildet, während synthetische Stoffe unter industriellen Bedingungen hergestellt und modifiziert werden, um die erforderlichen Eigenschaften zu erreichen.

Heutzutage gibt es viele Arten anorganischer Polymere, von denen die am weitesten verbreiteten sind. Dazu gehört auch Asbest.

Asbest ist ein feinfaseriges Mineral, das zur Gruppe der Silikate gehört. Die chemische Zusammensetzung von Asbest besteht aus Silikaten von Magnesium, Eisen, Natrium und Kalzium. Asbest hat krebserregende Eigenschaften und ist daher sehr gefährlich für die menschliche Gesundheit. Es ist sehr gefährlich für die Arbeiter, die an der Gewinnung beteiligt sind. In Form von Fertigprodukten ist es jedoch recht sicher, da es sich nicht in verschiedenen Flüssigkeiten auflöst und nicht mit diesen reagiert.

Silikon ist eines der am häufigsten vorkommenden synthetischen anorganischen Polymere. Es ist leicht, ihn zu finden Alltagsleben. Der wissenschaftliche Name für Silikon ist Polysiloxan. Seine chemische Zusammensetzung ist eine Bindung von Sauerstoff und Silizium, die Silikon die Eigenschaften hoher Festigkeit und Flexibilität verleiht. Dadurch ist Silikon in der Lage, hohen Temperaturen und physikalischen Belastungen standzuhalten, ohne an Festigkeit zu verlieren und seine Form und Struktur beizubehalten.

Kohlenstoffpolymere kommen in der Natur sehr häufig vor. Es gibt auch viele Arten, die vom Menschen unter industriellen Bedingungen synthetisiert wurden. Unter den natürlichen Polymeren sticht Diamant hervor. Dieses Material ist unglaublich langlebig und hat eine kristallklare Struktur.

Carbyne ist ein synthetisches Kohlenstoffpolymer mit erhöhten Festigkeitseigenschaften, die denen von Diamant und Graphen in nichts nachstehen. Es wird in Form einer schwarzen Moltebeere mit feiner Kristallstruktur hergestellt. Es verfügt über elektrische Leitfähigkeitseigenschaften, die unter Lichteinfluss zunehmen. Kann Temperaturen von 5000 Grad standhalten, ohne seine Eigenschaften zu verlieren.

Graphit ist ein Kohlenstoffpolymer, dessen Struktur durch planare Ausrichtung gekennzeichnet ist. Aus diesem Grund ist die Struktur von Graphit schichtförmig. Dieses Material leitet Strom und Wärme, lässt jedoch kein Licht durch. Seine Art ist Graphen, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffmolekülen besteht.

Borpolymere zeichnen sich durch eine hohe Härte aus und stehen Diamanten in nichts nach. Hält Temperaturen von mehr als 2000 Grad stand, was viel höher ist als die Grenztemperatur von Diamant.

Selenpolymere sind eine ziemlich breite Palette anorganischer Materialien. Das bekannteste davon ist Selencarbid. Selenkarbid ist ein langlebiges Material, das in Form transparenter Kristalle vorliegt.

Polysilane verfügen über besondere Eigenschaften, die sie von anderen Materialien unterscheiden. Dieser Typ leitet Strom und hält Temperaturen bis zu 300 Grad stand.

Anwendung

Anorganische Polymere kommen in fast allen Bereichen unseres Lebens zum Einsatz. Je nach Typ haben sie unterschiedliche Eigenschaften. Ihr Hauptmerkmal ist, dass künstliche Materialien im Vergleich zu organischen Materialien verbesserte Eigenschaften haben.

Asbest wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, vor allem im Bauwesen. Zur Herstellung von Schiefer und verschiedenen Rohrtypen werden Mischungen aus Zement und Asbest verwendet. Asbest wird auch verwendet, um die Säurewirkung zu reduzieren. In der Leichtindustrie wird Asbest zum Nähen von Feuerwehranzügen verwendet.

Silikon wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Es wird zur Herstellung von Rohren für die chemische Industrie, Elementen für die Lebensmittelindustrie und auch im Bauwesen als Dichtungsmittel verwendet.

Im Allgemeinen ist Silikon eines der funktionellsten anorganischen Polymere.

Diamant ist vor allem als Schmuckmaterial bekannt. Aufgrund seiner Schönheit und der schwierigen Gewinnung ist es sehr teuer. Aber auch in der Industrie werden Diamanten eingesetzt. Dieses Material wird in Schneidgeräten zum Schneiden sehr haltbarer Materialien benötigt. Es kann in reiner Form als Fräser oder als Spray auf Schneidelementen verwendet werden.

Graphit wird in verschiedenen Bereichen häufig verwendet; daraus werden Bleistifte hergestellt, es wird im Maschinenbau, in der Nuklearindustrie und in Form von Graphitstäben verwendet.

Da Graphen und Carbin noch wenig erforscht sind, ist ihr Anwendungsbereich begrenzt.

Borpolymere werden zur Herstellung von Schleifmitteln, Schneidelementen usw. verwendet. Für die Metallbearbeitung sind Werkzeuge aus diesem Material notwendig.

Selenkarbid wird zur Herstellung von Bergkristall verwendet. Es wird durch Erhitzen von Quarzsand und Kohle auf 2000 Grad gewonnen. Aus Kristall werden hochwertige Tisch- und Einrichtungsgegenstände hergestellt.

ANORGANISCHE POLYMERE

Sie haben eine anorganische Wirkung Hauptketten und enthalten keine org. Nebenradikale. Die Hauptketten sind aus kovalenten oder ionisch-kovalenten Bindungen aufgebaut; in einigen N. p. kann die Kette ionisch-kovalenter Bindungen durch einzelne Koordinationsverbindungen unterbrochen werden. Charakter. Strukturelle N. p. wird nach den gleichen Merkmalen wie org durchgeführt. oder elementoorg. Polymere (vgl Verbindungen mit hohem Molekulargewicht). Unter den natürlichen N. p. am meisten. Retikuläre sind weit verbreitet und gehören zu den meisten Mineralien der Erdkruste. Viele von ihnen bilden eine Art Diamant oder Quarz. Die oberen Elemente sind in der Lage, lineare n.p. zu bilden. Reihen III-VI gr. periodisch Systeme. Innerhalb von Gruppen nimmt mit zunehmender Reihenzahl die Fähigkeit der Elemente, homo- oder heteroatomare Ketten zu bilden, stark ab. Halogene, wie in org. Polymere spielen die Rolle von Kettenabbruchmitteln, obwohl alle möglichen Kombinationen davon mit anderen Elementen Seitengruppen bilden können. Elemente VIII gr. können in die Hauptkette eingebunden werden und eine Koordination bilden. N. S. Letztere unterscheiden sich grundsätzlich von org. Koordinationspolymere, Wo ist das Koordinationssystem? Bindungen bilden nur eine Sekundärstruktur. Mn. oder Metallsalze mit variabler Wertigkeit makroskopisch. St. du siehst aus wie Mesh N. p.

Lange homoatomare Ketten (mit Polymerisationsgrad n >= 100) bilden nur die Elemente der Gruppe VI – S, Se und Te. Diese Ketten bestehen nur aus Grundatomen und enthalten keine Seitengruppen, aber die elektronischen Strukturen der Kohlenstoffketten und der S-, Se- und Te-Ketten sind unterschiedlich. Linearer Kohlenstoff - Cumulene=C=C=C=C= ... und car-bin ChS = SChS = MF... (siehe Kohlenstoff); Darüber hinaus bildet Kohlenstoff zweidimensionale bzw. dreidimensionale kovalente Kristalle. Graphit Und Diamant. Schwefel und Tellur bilden Atomketten mit einfachen und sehr hohen Bindungen P. Sie haben den Charakter eines Phasenübergangs und der Temperaturbereich der Stabilität des Polymers weist eine verschwommene untere und eine klar definierte obere Grenze auf. Unterhalb und oberhalb dieser Grenzen sind sie jeweils stabil. zyklisch Oktamere und zweiatomige Moleküle.

DR. Elemente, sogar die nächsten Nachbarn von Kohlenstoff in psriodischen. System-B und Si sind nicht mehr in der Lage, homoatomare Ketten oder zyklische Ketten zu bilden. Oligomere mit n >= 20 (unabhängig von der Anwesenheit oder Abwesenheit von Seitengruppen). Dies liegt daran, dass nur Kohlenstoffatome in der Lage sind, untereinander rein kovalente Bindungen einzugehen. Aus diesem Grund sind binäre Heteroketten-n.p.-Typen [HMPLH] häufiger anzutreffen N(siehe Tabelle), wobei die M- und L-Atome ionisch-kovalente Bindungen miteinander eingehen. Im Prinzip müssen lineare Heterokettenketten nicht unbedingt binär sein: Ein sich regelmäßig wiederholender Abschnitt der Kette kann dies tun. durch komplexere Kombinationen von Atomen gebildet. Der Einschluss von Metallatomen in die Hauptkette destabilisiert die lineare Struktur und reduziert i stark.

KOMBINATIONEN VON ELEMENTEN, DIE BINÄRE BILDEN HETEROCYNISCHE ANORGANISCHE POLYMERE TYP [HMMHLH] N(GEKENNZEICHNET MIT A+-ZEICHEN)

* Bildet auch inorg. Polymere der Zusammensetzung [CHVCHRH] N.

Die Besonderheiten der elektronischen Struktur der Hauptketten von Homokettennukleotiden machen sie sehr anfällig für Angriffe durch Nukleophile. oder Elektroph. Agenten. Allein aus diesem Grund sind Ketten, die als Komponente L oder andere in der Periodizität benachbarte Komponenten enthalten, relativ stabiler. System. Aber diese Ketten brauchen in der Natur meist auch eine Stabilisierung. N.P. ist mit der Bildung von Netzwerkstrukturen und einer sehr starken intermolekularen Struktur verbunden. Interaktion Seitengruppen (einschließlich der Bildung von Salzbrücken), wodurch die meisten sogar linearen N.-Elemente unlöslich und makroskopisch sind. St. Sie ähneln dem retikulären N. p.

Praktisch Von Interesse sind lineare N.-Elemente, die am häufigsten vorkommen. Grade ähneln organischen – sie können in den gleichen Phasen-, Aggregat- oder Relaxationszuständen existieren und ähnliche Supermole bilden. Strukturen usw. Solche Nanopartikel können hitzebeständige Gummis, Gläser, faserbildende Materialien usw. sein und weisen auch eine Reihe von Eigenschaften auf, die org nicht mehr inhärent sind. Polymere. Diese beinhalten Polyphosphazene, polymere Schwefeloxide (mit unterschiedlichen Seitengruppen), Phosphate, . Bestimmte Kombinationen von M und L bilden Ketten, die keine Analoga unter den Organen haben. Polymere zum Beispiel mit breitem Leitungsband und . Eine gut ausgebaute Wohnung oder ein gut ausgestatteter Raum verfügt über ein breites Leitungsband. Struktur. Ein üblicher Supraleiter bei Temperaturen nahe 0 K ist das Polymer [ЧSNЧ] X; Bei erhöhten Temperaturen verliert es seine Supraleitung, behält aber seine Halbleitereigenschaften. Hochtemperatur-supraleitende Nanopartikel müssen eine keramische Struktur haben, das heißt, sie müssen in ihrer Zusammensetzung (in den Seitengruppen) Sauerstoff enthalten.

Die Verarbeitung von Nitrat zu Glas, Fasern, Keramik usw. erfordert ein Schmelzen, das normalerweise mit einer reversiblen Depolymerisation einhergeht. Zur Stabilisierung mäßig verzweigter Strukturen in Schmelzen werden daher üblicherweise Modifizierungsmittel eingesetzt.

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Chemische Enzyklopädie. - M.: Sowjetische Enzyklopädie. Ed. I. L. Knunyants. 1988 .

Sehen Sie, was „ANORGANISCHE POLYMERE“ in anderen Wörterbüchern sind:

Polymere, deren Moleküle über anorganische Hauptketten verfügen und keine organischen Nebenreste (Rahmengruppen) enthalten. In der Natur sind dreidimensionale Netzwerke anorganischer Polymere weit verbreitet, die in Form von Mineralien Teil von... ...

Polymere, die keine CC-Bindungen in der Wiederholungseinheit enthalten, aber in der Lage sind, einen organischen Rest als Nebensubstituenten zu enthalten. Inhalt 1 Klassifizierung 1.1 Homokettenpolymere ... Wikipedia

Polymere, deren Moleküle über anorganische Hauptketten verfügen und keine organischen Nebenreste (Rahmengruppen) enthalten. Dreidimensional vernetzte anorganische Polymere, die in Form von Mineralien Bestandteil von... ...sind in der Natur weit verbreitet. Enzyklopädisches Wörterbuch

Polymere mit einer anorganischen (keine Kohlenstoffatome enthaltenden) Hauptkette eines Makromoleküls (siehe Makromolekül). Seitengruppen (Rahmengruppen) sind normalerweise ebenfalls anorganisch; Polymere mit organischen Seitengruppen werden jedoch häufig auch als H klassifiziert.

Polymere und Makromoleküle sind anorganisch CH. Ketten und enthalten keine organischen Seitenketten. Radikale (Rahmengruppen). Praktisch synthetische Angelegenheiten. Polymer Polyphosphonitrilchlorid (Polydichlorphasphazen) [P(C1)2=N]n. Andere werden daraus gewonnen... ... Großes enzyklopädisches polytechnisches Wörterbuch

Polymere, Moleküle mit anorganischen Eigenschaften CH. Ketten und enthalten keine organischen Stoffe. Nebenradikale (Rahmengruppen). In der Natur sind dreidimensional vernetzte NPs weit verbreitet, die in Form von Mineralien in die Zusammensetzung der Erdkruste eingehen (z. B. Quarz). IN… … Naturwissenschaft. Enzyklopädisches Wörterbuch

- (von poly... und griech. meros Anteilsteil), Stoffe, deren Moleküle (Makromoleküle) aus einer Vielzahl sich wiederholender Einheiten bestehen; Das Molekulargewicht von Polymeren kann zwischen mehreren Tausend und vielen Millionen variieren. Polymere nach Herkunft... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

Ov; pl. (Einheit Polymer, a; m.). [aus dem Griechischen Polys zahlreich und meros Anteil, Teil] Hohes Molekulargewicht Chemische Komponenten, bestehend aus homogenen, sich wiederholenden Atomgruppen, weit verbreitet in der modernen Technologie. Natürliche, synthetische Produkte... ... Enzyklopädisches Wörterbuch

- (von griech. polymeres, bestehend aus vielen Teilen, vielfältig) chemische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (von mehreren tausend bis vielen Millionen), deren Moleküle (Makromoleküle (siehe Makromolekül)) aus einer großen Anzahl bestehen ... .. . Große sowjetische Enzyklopädie

IN moderne Welt Es gibt praktisch keinen Menschen, der nicht zumindest eine gewisse Ahnung von Polymeren hat. Polymere gehen mit einem Menschen durchs Leben und machen sein Leben immer bequemer und komfortabler. Bei der Erwähnung von Polymeren werden zunächst Assoziationen zu synthetischen organischen Substanzen hergestellt, da diese besser sichtbar sind. Natürliche Polymere – natürliche organische Stoffe – obwohl es in der Welt um uns herum mehr davon gibt, treten sie in der assoziativen Wahrnehmung eines Menschen in den Hintergrund. Sie umgeben uns immer, aber niemand denkt über die Natur des Ursprungs von Flora und Fauna nach. Zellulose, Stärke, Lignin, Gummi, Proteine ​​und Nukleinsäuren sind die Hauptmaterialien, aus denen die Natur die Tiere um uns herum erschafft Flora. Und niemand wird sie überhaupt als Polymere wahrnehmen. Edelsteine, Graphit, Glimmer, Sand und Ton, Glas und Zement. Dennoch hat die Wissenschaft die Polymerstruktur vieler anorganischer Verbindungen, einschließlich der oben aufgeführten, nachgewiesen. Polymere Stoffe bestehen aus Makromolekülen. Bei der Bildung von Polymeren werden eine Vielzahl von Atomen oder Atomgruppen durch chemische Bindungen – kovalente oder koordinative – miteinander verbunden. Polymermakromoleküle enthalten Zehntausende, Hunderte, Tausende oder Zehntausende Atome oder sich wiederholende Elementareinheiten. Informationen über die Polymerstruktur wurden durch Untersuchung der Eigenschaften von Lösungen, der Struktur von Kristallen, mechanisch und physikalisch gewonnen chemische Eigenschaften anorganische Stoffe. Zur Untermauerung des oben Gesagten ist darauf hinzuweisen, dass eine ausreichende Anzahl vorhanden ist Wissenschaftliche Literatur, was die Tatsache der Polymerstruktur einiger anorganischer Substanzen bestätigt.

Eine logische Bemerkung wäre: Warum gibt es so viele Informationen über synthetische organische Polymere und so wenig über anorganische? Wenn es anorganische Polymerstoffe gibt, was genau sind sie und wo werden sie verwendet? Oben wurden mehrere Beispiele für anorganische Polymere aufgeführt. Das sind bekannte Stoffe, die jeder kennt, aber nur wenige wissen, dass diese Stoffe den Polymeren zugeordnet werden können. Im Großen und Ganzen ist es dem Durchschnittsmenschen egal, ob Graphit als Polymer eingestuft werden kann oder nicht; was Edelsteine ​​betrifft, kann es für manche sogar anstößig und gleichsetzend sein teurer Schmuck mit billigem Plastikschmuck. Wenn es dennoch einen Grund gibt, einige anorganische Stoffe als Polymere zu bezeichnen, warum dann nicht darüber reden? Schauen wir uns einige Vertreter solcher Materialien an und schauen wir uns die interessantesten genauer an.
Die Synthese anorganischer Polymere erfordert meist sehr reine Ausgangsmaterialien sowie hohe Temperaturen und Drücke. Die Hauptmethoden für ihre Herstellung sind wie bei organischen Polymeren Polymerisation, Polykondensation und Polykoordination. Zu den einfachsten anorganischen Polymeren gehören Homokettenverbindungen, die aus Ketten oder Gerüsten bestehen, die aus identischen Atomen aufgebaut sind. Neben dem bekannten Kohlenstoff, der das Hauptelement beim Aufbau fast aller organischen Polymere ist, können auch andere Elemente am Aufbau von Makromolekülen beteiligt sein. Zu diesen Elementen gehören Bor aus der dritten Gruppe, Silizium, Germanium und Zinn aus der vierten Gruppe, zu der auch Kohlenstoff, Phosphor, Arsen, Antimon und Wismut aus der fünften Gruppe sowie Schwefel, Selen und Tellur aus der sechsten Gruppe gehören. Hauptsächlich aus diesen Elementen gewonnene homokettige Polymere werden in der Elektronik und Optik eingesetzt. Die Elektronikindustrie entwickelt sich sehr schnell und die Nachfrage nach synthetischen Kristallen übersteigt längst das Angebot. Besonders hervorzuheben sind jedoch Kohlenstoff und die auf seiner Basis hergestellten anorganischen Polymere: Diamant und Graphit. Graphit, berühmtes Material, das in verschiedenen Branchen Anwendung gefunden hat. Bleistifte, Elektroden, Tiegel, Farben und Schmiermittel werden aus Graphit hergestellt. Aufgrund seiner Eigenschaften zur Verlangsamung von Neutronen werden Tausende Tonnen Graphit für den Bedarf der Nuklearindustrie verwendet. In dem Artikel werden wir näher darauf eingehen interessante Vertreter anorganische Polymere – Edelsteine.
Der interessanteste, anspruchsvollste und bei Frauen beliebteste Vertreter anorganischer Polymere sind Diamanten. Diamanten sind sehr teure Mineralien, die auch als anorganische Polymere klassifiziert werden können; sie werden in der Natur von fünf großen Unternehmen abgebaut: DeBeers, Alrosa, Leviev, BHPBilliton, RioTinto. Es war die Firma DeBeers, die den Ruf dieser Steine ​​begründete. Intelligentes Marketing läuft auf den Slogan „für immer“ hinaus. DeBeers hat diesen Stein in ein Symbol für Liebe, Wohlstand, Macht und Erfolg verwandelt. Eine interessante Tatsache ist, dass Diamanten in der Natur recht häufig vorkommen, zum Beispiel Saphire und Rubine, die seltenere Mineralien sind, aber einen niedrigeren Wert haben als Diamanten. Am interessantesten ist die Situation, die sich auf dem Markt für Naturdiamanten entwickelt hat. Tatsache ist, dass es Technologien gibt, die es ermöglichen, synthetische Diamanten zu gewinnen. Im Jahr 1954 erfand die General Electric-Forscherin Tracy Hall ein Gerät, das es ermöglichte, Diamantkristalle aus Eisensulfid bei einem Druck von 100.000 Atmosphären und einer Temperatur von über 2500 °C zu gewinnen. Die Qualität dieser Steine ​​war aus schmucktechnischer Sicht nicht hoch, die Härte entsprach jedoch der von Naturstein. Halls Erfindung wurde verbessert und 1960 gründete General Electric eine Anlage, in der Diamanten in Edelsteinqualität hergestellt werden konnten. Der negative Punkt war, dass der Preis für synthetische Steine ​​höher war als für natürliche Steine.
Derzeit gibt es zwei Technologien zur Synthese von Diamanten. Die HPHT-Technologie (Hochdruck/Hochtemperatur) ist die Synthese von Diamanten in einer Kombination aus hohem Druck und hoher Temperatur. Die CVD-Technologie (Chemical Vapour Deposition) ist eine chemische Gasphasenabscheidungstechnologie, die als fortschrittlicher gilt und es Ihnen ermöglicht, Diamanten so zu züchten, als ob sie die natürlichen Wachstumsbedingungen simulieren würden. Beide Technologien haben Vor- und Nachteile. Kampagnen, die sie nutzen, beheben die Mängel der Technologie, indem sie ihre eigenen Erfindungen und Entwicklungen nutzen. Beispielsweise gelang es einer Gruppe sowjetischer Wissenschaftler aus Nowosibirsk bereits 1989, den Fusionsdruck auf 60.000 Atmosphären zu senken. Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion wurden die Entwicklungen auf dem Gebiet der Diamantsynthese dank zahlreicher ausländischer Investoren, die an der Technologie zur kostengünstigen Synthese hochwertiger Edelsteine ​​interessiert waren, fortgesetzt. Um beispielsweise die Möglichkeit zur Kontrolle des Marktes nicht zu verlieren, finanzierte DeBeers die Arbeit einiger Wissenschaftler. Einige Privatunternehmer kauften Anlagen zur Diamantensynthese in Russland, zum Beispiel begann das inzwischen florierende amerikanische Unternehmen Gemesis 1996 mit dem Kauf einer Anlage zur Diamantenzucht in Russland für 60.000 US-Dollar. Jetzt produziert und verkauft Gemesis Diamanten in seltenen Farben: Gelb und Blau, und der Preisunterschied zwischen diesen und genau denselben Natursteinen beträgt 75 %.

Andere Großunternehmen, das Diamanten synthetisiert - Apollo Diamond, verbessert die HPHT-Technologie durch die Synthese von Steinen in einer Gasatmosphäre einer bestimmten Zusammensetzung (Symbiosetechnologie von HPHT und CVD). Diese Methode bringt Apollo Diamond auf den Markt für Schmucksteine; gleichzeitig ist die Qualität der mit dieser Technologie gezüchteten synthetischen Diamanten sehr hoch. Für Gematologen wird es immer schwieriger, synthetische von natürlichen Steinen zu unterscheiden. Dies erfordert eine Reihe von Analysen, bei denen recht komplexe und teure Geräte zum Einsatz kommen. Die synthetischen Edelsteindiamanten von Apollo Diamond sind mit Standardanalysemethoden kaum von natürlichen Mineralien zu unterscheiden.

Die weltweite Diamantenproduktion beträgt derzeit 115 Millionen Karat oder 23 Tonnen pro Jahr. Theoretisch könnte dieser gigantische Markt zusammenbrechen und der Ruf von Diamanten als Edelsteine ​​wäre für immer verloren. Monopolunternehmen investieren in die Stabilisierung der Situation und die Kontrolle des Marktes. Beispielsweise werden teure Marketingkampagnen durchgeführt, Patente für Technologien zur Herstellung künstlicher Diamanten gekauft, damit diese Technologien nie eingeführt werden, für Markendiamanten werden Zertifikate und Qualitätspässe ausgestellt, die ihre natürliche Herkunft bestätigen. Aber wird dies den Fortschritt der Fusionstechnologie bremsen?

Nachdem wir über Diamanten gesprochen hatten, waren wir von der Brillanz der Edelsteine ​​der Schmuckindustrie abgelenkt, sollten aber auch auf Industriesteine ​​hinweisen. In diesem Fall sind die meisten Diamantenanbauunternehmen hauptsächlich für den Bedarf der Elektronik- und Optikindustrie tätig. Der Markt für Industriesteine ​​ist vielleicht nicht so faszinierend wie der Schmuckmarkt, aber er ist dennoch riesig. Das Haupteinkommen von Apollo Diamond ist beispielsweise die Synthese dünner Diamantscheiben für Halbleiter. Übrigens kann jetzt eine Diamantsyntheseanlage mit einer Produktivität von etwa 200 kg Diamanten pro Monat für 30.000 Dollar erworben werden.

Ein weiterer Vertreter von Edelsteinen ist der Rubin. Der erste synthetische Rubin wurde 1902 geboren. Es wurde vom französischen Ingenieur Verneuil durch Schmelzen von Aluminiumoxid und Chrompulver synthetisiert, das dann zu einem sechs Gramm schweren Rubin kristallisierte. Diese Einfachheit der Synthese ermöglichte eine relativ schnelle Entwicklung industrielle Produktion Rubine auf der ganzen Welt. Dieser Stein ist sehr gefragt. Jedes Jahr werden weltweit etwa 5 Tonnen Rubine abgebaut, und der Marktbedarf beläuft sich auf Hunderte Tonnen. Rubine werden in der Uhrenindustrie und bei der Herstellung von Lasern benötigt. Die von Verneuil vorgeschlagene Technologie schuf später die Voraussetzungen für die Synthese von Saphiren und Granaten. Am meisten große Produktionen Künstliche Rubine gibt es in Frankreich, der Schweiz, Deutschland, Großbritannien und den USA. Die Ökonomie der Produktion ist wie folgt. Der Löwenanteil der Kosten entfällt auf die Energiekosten. Gleichzeitig betragen die Kosten für die Synthese eines Kilogramms Rubine 60 Dollar, die Kosten für ein Kilogramm Saphire 200 Dollar. Die Rentabilität eines solchen Unternehmens ist sehr hoch, da der Einkaufspreis für Kristalle mindestens doppelt so hoch ist. Hierbei sind eine Reihe von Faktoren zu berücksichtigen, wie zum Beispiel die Tatsache, dass die Kosten umso geringer sind, je größer der gezüchtete Einkristall ist; außerdem wird bei der Herstellung von Produkten aus Kristallen deren Preis viel höher sein als der Preis der verkauften Kristalle (z (beispielsweise die Herstellung und der Verkauf von Glas). Was die Ausrüstung angeht, kosten russische Anlagen zur Kristallzüchtung etwa 50.000 Dollar, westliche sind um eine Größenordnung teurer, während die Amortisationszeit der organisierten Produktion durchschnittlich zwei Jahre beträgt. Wie bereits erwähnt, ist der Marktbedarf an synthetischen Kristallen enorm. So sind beispielsweise Saphirkristalle sehr gefragt. Pro Jahr werden weltweit etwa tausend Tonnen Saphire synthetisiert. Der jährliche Produktionsbedarf erreicht eine Million Tonnen!
Smaragde werden ausschließlich für den Bedarf der Schmuckindustrie synthetisiert. Im Gegensatz zu anderen Kristallen wird Smaragd nicht aus einer Schmelze, sondern aus einer Borsäurelösung bei einer Temperatur von 400 °C und einem Druck von 500 Atmosphären in einer Hydrothermalkammer gewonnen. Es ist merkwürdig, dass die Gewinnung von Naturstein nur 500 Kilogramm pro Jahr beträgt. Synthetische Smaragde werden weltweit auch auf andere Weise hergestellt große Mengen, wie andere Kristalle, etwa eine Tonne pro Jahr. Tatsache ist, dass die Technologie zur Synthese von Smaragden eine geringe Produktivität aufweist, die Rentabilität einer solchen Produktion jedoch hoch ist. Bei einer Produktion von etwa 5 Kilogramm Kristallen pro Monat und Kosten von 200 US-Dollar pro Kilogramm entspricht der Verkaufspreis synthetischer Smaragde fast dem Preis natürlicher Smaragde. Die Kosten für die Anlage zur Synthese von Smaragden betragen etwa 10.000 Dollar.
Der beliebteste synthetische Kristall ist jedoch Silizium. Vielleicht gibt es jedem Edelstein Chancen. Derzeit nimmt Silizium 80 % des Gesamtmarktes für synthetische Kristalle ein. Aufgrund der rasanten Entwicklung von Hochtechnologien herrscht auf dem Markt ein Mangel an Silizium. Derzeit liegt die Rentabilität der Siliziumproduktion bei über 100 %. Der Preis für ein Kilogramm Silizium beträgt etwa 100 US-Dollar pro Kilogramm, während die Synthesekosten 25 US-Dollar betragen.

Als Halbleiter wird hochreines Silizium verwendet. Seine Kristalle werden zur Herstellung von Solarfotozellen mit einem hohen Koeffizienten verwendet nützliche Aktion. Silizium kann wie Kohlenstoff aus seinen Atomen lange Molekülketten bilden. Auf diese Weise werden Silane und Kautschuke gewonnen, die erstaunliche Eigenschaften aufweisen. Vor einigen Jahren war die ganze Welt begeistert von den Experimenten des amerikanischen Ingenieurs Walter Robbs, dem es gelang, eine 0,0025 Zentimeter dicke Folie aus Silikonkautschuk herzustellen. Er bedeckte den Käfig, in dem der Hamster lebte, mit diesem Gummi und ließ den Hamster ins Aquarium sinken. Mehrere Stunden lang atmete der erste U-Boot-Hamster der Welt im Wasser gelösten Sauerstoff ein, war wachsam und zeigte keine Anzeichen von Angst. Es stellt sich heraus, dass der Film die Rolle einer Membran spielt und die gleichen Funktionen erfüllt wie die Kiemen von Fischen. Der Film lässt Lebensgasmoleküle hinein, während Kohlendioxid durch den Film herausgedrückt wird. Diese Entdeckung ermöglicht es, das menschliche Leben unter Wasser zu organisieren, indem Zylinder mit Atemgemisch und Sauerstoffgeneratoren beiseite geschoben werden.

Silizium gibt es in drei Arten: metallurgisches Silizium (MG), elektronisches Silizium (EG) und Fertigungssilizium. Solarplatten(SG). Aufgrund einer Reihe von Energiekrisen werden alternative Energietechnologien intensiv eingeführt. Dazu gehört die Umwandlung von Sonnenenergie in elektrische Energie, also der Einsatz von Solaranlagen, die mit Solarbatterien betrieben werden. Ein wichtiger Bestandteil von Solarzellen ist Silizium. In der Ukraine produzierte das Titan-Magnesium-Werk Zaporozhye Silizium für Solarmodule. Unter der Sowjetunion produzierte dieses Unternehmen 200 Tonnen Silizium, wobei das Produktionsvolumen in der gesamten Union 300 Tonnen betrug. Der Autor weiß derzeit nichts über die Situation der Siliziumproduktion in Saporoschje. Die Kosten für die Organisation einer modernen Produktion von polykristallinem Silizium für den Bedarf der Energiewirtschaft mit einer Kapazität von 1000 Tonnen pro Jahr belaufen sich auf etwa 56 Millionen Dollar. Die Synthese von Silizium für unterschiedliche Bedürfnisse auf der ganzen Welt steht an erster Stelle und wird diese Position noch lange halten.

In dem Artikel haben wir nur einige Vertreter anorganischer Polymere untersucht. Vielleicht wurden viele der oben genannten Dinge von manchen mit Überraschung und echtem Interesse wahrgenommen. Jemand hat das Konzept des Steins der Weisen neu betrachtet: Auch wenn es sich nicht um Gold handelt, ist es dennoch möglich, Edelsteine ​​aus unscheinbaren Metalloxiden und anderen unauffälligen Substanzen zu gewinnen. Wir hoffen, dass der Artikel zum Nachdenken anregt und den Leser zumindest mit interessanten Fakten unterhält.

Anorganische Polymere

• Anorganische Polymere- Polymere, die keine C-C-Bindungen in der Wiederholungseinheit enthalten, aber in der Lage sind, einen organischen Rest als Nebensubstituenten zu enthalten.

Klassifizierung von Polymeren

1. Homokettige Polymere

Kohlenstoff und Chalkogene (plastische Modifikation von Schwefel).

Mineralfaserasbest

Eigenschaften von Asbest

• Asbest(griech. ἄσβεστος, – unzerstörbar) ist die Sammelbezeichnung für eine Gruppe feinfaseriger Mineralien aus der Klasse der Silikate. Bestehen aus feinsten flexiblen Fasern.

• Ca2Mg5Si8O22(OH)2 - Formel

• Die beiden Hauptarten von Asbest sind Serpentinasbest (Chrysotilasbest oder Weißasbest) und Amphibolasbest.

Chemische Zusammensetzung

• Von der chemischen Zusammensetzung her handelt es sich bei Asbest um wässrige Silikate aus Magnesium, Eisen und teilweise Kalzium und Natrium. Folgende Stoffe gehören zur Klasse der Chrysotilasbest:

• Mg6(OH)8

• 2Na2O*6(Fe,Mg)O*2Fe2O3*17SiO2*3H2O

Sicherheit

• Asbest ist praktisch inert und löst sich nicht in Körperflüssigkeiten, hat aber eine spürbare krebserregende Wirkung. Menschen, die Asbest abbauen und verarbeiten, haben ein um ein Vielfaches höheres Risiko, Tumore zu entwickeln als die Allgemeinbevölkerung. Am häufigsten verursacht es Lungenkrebs, Tumoren des Bauchfells, des Magens und der Gebärmutter.

• Basierend auf den Ergebnissen umfassender wissenschaftlicher Forschung zu Karzinogenen hat die Internationale Agentur für Krebsforschung Asbest als eines der gefährlichsten Karzinogene der ersten Kategorie eingestuft.

Anwendung von Asbest

• Herstellung von feuerfesten Stoffen (u.a. zum Nähen von Feuerwehranzügen).

• Im Bauwesen (als Bestandteil von Asbest-Zement-Mischungen zur Herstellung von Rohren und Schiefer).

• An Orten, an denen es notwendig ist, den Einfluss von Säuren zu reduzieren.

Die Rolle anorganischer Polymere bei der Bildung der Lithosphäre

Lithosphäre

• Lithosphäre- die harte Hülle der Erde. Es besteht aus der Erdkruste und dem oberen Teil des Erdmantels bis hin zur Asthenosphäre.

Die Lithosphäre unter Ozeanen und Kontinenten variiert erheblich. Die Lithosphäre unter den Kontinenten besteht aus Sediment-, Granit- und Basaltschichten mit einer Gesamtdicke von bis zu 80 km. Die Lithosphäre unter den Ozeanen hat infolge der Bildung der ozeanischen Kruste viele Stadien teilweisen Schmelzens durchlaufen, sie ist stark an schmelzbaren seltenen Elementen verarmt, besteht hauptsächlich aus Duniten und Harzburgiten, ihre Dicke beträgt 5–10 km und Granit Schicht fehlt vollständig.

Chemische Zusammensetzung

Die Hauptbestandteile der Erdkruste und des Oberflächenbodens des Mondes sind Si- und Al-Oxide und deren Derivate. Diese Schlussfolgerung kann auf der Grundlage bestehender Vorstellungen über die Verbreitung von Basaltgesteinen gezogen werden. Die Hauptsubstanz der Erdkruste ist Magma – eine flüssige Gesteinsform, die neben geschmolzenen Mineralien eine erhebliche Menge an Gasen enthält. Wenn Magma an die Oberfläche gelangt, bildet es Lava, die zu Basaltgestein erstarrt. Der wichtigste chemische Bestandteil von Lava ist Kieselsäure oder Siliziumdioxid, SiO2. Bei hohen Temperaturen können Siliziumatome jedoch leicht durch andere Atome wie Aluminium ersetzt werden, wodurch verschiedene Arten von Alumosilikaten entstehen. Im Allgemeinen handelt es sich bei der Lithosphäre um eine Silikatmatrix mit Einschlüssen anderer Stoffe, die durch physikalische und chemische Prozesse entstanden sind, die in der Vergangenheit unter Bedingungen hoher Temperatur und hohem Druck abliefen. Sowohl die Silikatmatrix selbst als auch die darin enthaltenen Einschlüsse enthalten überwiegend Stoffe in Polymerform, also heterokettige anorganische Polymere.

Granit

• Granit - kieselsäurehaltiges magmatisches Intrusivgestein. Es besteht aus Quarz, Plagioklas, Kaliumfeldspat und Glimmer – Biotit und Muskovit. Granite sind in der kontinentalen Kruste sehr verbreitet.

Größte Volumina Granite entstehen in Kollisionszonen, wo zwei Kontinentalplatten kollidieren und es zu einer Verdickung der Kontinentalkruste kommt. Nach Ansicht einiger Forscher bildet sich in der verdickten Kollisionskruste auf Höhe der Mittelkruste (Tiefe 10–20 km) eine ganze Schicht Granitschmelze. Darüber hinaus ist granitischer Magmatismus charakteristisch für aktive Kontinentalränder und in geringerem Maße auch für Inselbögen.

• Mineralische Zusammensetzung von Granit:

• Feldspäte - 60-65 %;

• Quarz – 25–30 %;

• dunkel gefärbte Mineralien (Biotit, selten Hornblende) – 5-10 %.

Basalt

• Mineralische Zusammensetzung. Die Hauptmasse besteht aus Mikroliten aus Plagioklas, Klinopyroxen, Magnetit oder Titanomagnetit sowie vulkanischem Glas. Das häufigste Begleitmineral ist Apatit.

• Chemische Zusammensetzung. Der Kieselsäuregehalt (SiO2) liegt zwischen 45 und 52-53 %, die Summe der alkalischen Oxide Na2O+K2O bis zu 5 %, in alkalischen Basalten bis zu 7 %. Andere Oxide können wie folgt verteilt sein: TiO2 = 1,8-2,3 %; Al2O3=14,5–17,9 %; Fe2O3=2,8–5,1 %; FeO=7,3–8,1 %; MnO=0,1–0,2 %; MgO=7,1–9,3 %; CaO=9,1–10,1 %; P2O5=0,2–0,5 %;

Quarz (Silizium(IV)oxid, Kieselsäure)

Formel: SiO2

• Formel: SiO2

• Farbe: farblos, weiß, violett, grau, gelb, braun

• Eigenschaftsfarbe: Weiß

• Scheinen: glasig, manchmal fettig in festen Massen

• Dichte: 2,6-2,65 g/cm³

• Härte: 7

Chemische Eigenschaften

Korund (Al2O3, Aluminiumoxid)

Formel: Al2O3

• Formel: Al2O3

• Farbe: blau, rot, gelb, braun, grau

• Eigenschaftsfarbe: Weiß

• Scheinen: Glas

• Dichte: 3,9-4,1 g/cm³

• Härte: 9

Tellur

Struktur der Tellurkette

• Kristalle sind sechseckig, die Atome in ihnen bilden helikale Ketten und sind durch kovalente Bindungen mit ihren nächsten Nachbarn verbunden. Daher kann elementares Tellur als anorganisches Polymer betrachtet werden. Kristallines Tellur zeichnet sich durch einen metallischen Glanz aus, kann jedoch aufgrund seiner komplexen chemischen Eigenschaften eher den Nichtmetallen zugerechnet werden.

Anwendungen von Tellur

• Herstellung von Halbleitermaterialien

• Gummiproduktion

• Hochtemperatur-Supraleitung

Selen

Struktur der Selenkette

Schwarz Grau Rot

Graues Selen

Graues Selen (manchmal auch metallisches Selen genannt) weist Kristalle in einem hexagonalen System auf. Sein Elementargitter kann als leicht deformierter Würfel dargestellt werden. Alle seine Atome scheinen an spiralförmigen Ketten aufgereiht zu sein, und die Abstände zwischen benachbarten Atomen in einer Kette sind etwa eineinhalb Mal kleiner als der Abstand zwischen den Ketten. Daher sind die Elementarwürfel verzerrt.

Anwendungen von grauem Selen

• Gewöhnliches graues Selen hat halbleitende Eigenschaften; es ist ein Halbleiter vom p-Typ, d. h. Die Leitfähigkeit darin wird hauptsächlich nicht durch Elektronen, sondern durch „Löcher“ erzeugt.

• Eine weitere praktisch sehr wichtige Eigenschaft des Halbleiters Selen ist seine Fähigkeit, die elektrische Leitfähigkeit unter Lichteinfluss stark zu erhöhen. Auf dieser Eigenschaft beruht die Wirkungsweise von Selen-Fotozellen und vielen anderen Geräten.

Rotes Selen

• Rotes Selen ist eine weniger stabile amorphe Modifikation.

• Ein Polymer mit Kettenstruktur, aber einer schlecht geordneten Struktur. Im Temperaturbereich von 70–90 °C nimmt es gummiartige Eigenschaften an und geht in einen hochelastischen Zustand über.

• Hat keinen bestimmten Schmelzpunkt.

• Rotes amorphes Selen Mit zunehmender Temperatur (-55 °C) beginnt es sich in graues hexagonales Selen umzuwandeln

Schwefel

Strukturelle Eigenschaften

• Die plastische Modifikation von Schwefel wird durch helikale Ketten von Schwefelatomen mit linker und rechter Rotationsachse gebildet. Diese Ketten werden verdreht und in eine Richtung gezogen.

• Plastikschwefel ist instabil und verwandelt sich spontan in rhombischen Schwefel.

Gewinnung von Plastikschwefel

Anwendung von Schwefel

• Herstellung von Schwefelsäure;

• In der Papierindustrie;

• in der Landwirtschaft (zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten, hauptsächlich Weintrauben und Baumwolle);

• bei der Herstellung von Farbstoffen und Leuchtmitteln;

• um schwarzes (Jagd-)Pulver zu erhalten;

• bei der Herstellung von Streichhölzern;

• Salben und Puder zur Behandlung bestimmter Hautkrankheiten.

Allotrope Modifikationen von Kohlenstoff

Vergleichsmerkmale

Anwendung allotroper Modifikationen von Kohlenstoff

• Diamant – in der Industrie: Er wird zur Herstellung von Messern, Bohrern und Fräsern verwendet. in der Schmuckherstellung. Die Zukunft liegt in der Entwicklung der Mikroelektronik auf Diamantsubstraten.

• Graphit – zur Herstellung von Schmelztiegeln, Elektroden; Kunststofffüllstoff; Neutronenmoderator in Kernreaktoren; Bestandteil der Zusammensetzung zur Herstellung von Minen für schwarze Graphitstifte (gemischt mit Kaolin)