Читать онлайн «Большая Советская Энциклопедия (ХИ)». Страница 15

«Химическая промышленность»

«Хими'ческая промы'шленность», ежемесячный научно-технический журнал министерства химической промышленности СССР. Издаётся в Москве. Основным Советом Съездов представителей основной химической промышленности при Президиуме ВСНХ СССР. 1-й номер вышел в 1924; до середины 1941 назывался «Журнал химической промышленности». Современное название получил в начале 1944 (с 1941 по 1943 — перерыв в издании). «Х. п.» освещает опыт строительства новых предприятий и освоения мощностей, проблемы экономики, организации труда и заработной платы, вопросы повышения эффективности и качества, автоматизации и механизации производства. Журнал пропагандирует новейшие отечественные и зарубежные достижения в химической промышленности, печатает рецензии на химическую литературу. Тираж (1975) около 5000 экз. С 1969 переводится в США.

Хими'ческая разве'дка, один из видов военной разведки, предназначенный для своевременного обнаружения в воздухе, на местности, боевой технике, материальных средствах, в источниках водоснабжения отравляющих веществ (ОВ). В задачи Х. р. входит обозначение границ зараженных участков, определение характера и степени их заражения, предупреждение войск о заражении, определение направления перемещения облака зараженной ОВ атмосферы, отыскивание и обозначение наиболее безопасных направлений (маршрутов) для преодоления участков заражения или путей их обхода, установление районов застоя ОВ. Х. р. ведётся подразделениями разведки химических войск, от которых выделяются наблюдательные посты и дозоры. В подразделениях родов войск и специальных войск для ведения Х. р. подготавливаются отделения (экипажи, расчёты). Ведётся Х. р. на специально оборудованных машинах или пешим порядком с помощью специальных приборов.

Хими'ческая свя'зь, взаимное притяжение атомов, приводящее к образованию молекул и кристаллов. Принято говорить, что в молекуле или в кристалле между соседними атомами существуют Х. с. Валентность атома (о чём подробнее сказано ниже) показывает число связей, образуемых данным атомом с соседними атомами [см. также Валентность ]. Э. Франкленд в 1852 предложил концепцию, согласно которой каждый элемент образует соединения, связываясь с определённым числом эквивалентов др. элементов, при этом один эквивалент соответствует количеству, требуемому одной валентностью. Ф. А. Кекуле и А. В. Г. Кольбе в 1857 в соответствии с представлениями валентности выдвинули положение, что углерод обычно имеет валентность 4, образует 4 связи с др. атомами. А. С. Купер в 1858 указал, что атомы углерода, связываясь между собой, могут образовывать цепочки. В его записи химические формулы имели очень большое сходство с современными, связи изображались чёрточками, соответствующими валентным связям между атомами. Термин «химическое строение» впервые ввёл А. М. Бутлеров в 1861. Он подчёркивал, сколь существенно выражать строение единой формулой, показывающей, как в молекуле соединения каждый атом связан с др. атомами. Согласно Бутлерову, все свойства соединения предопределяются его молекулярным строением; он высказал уверенность, что точную структурную формулу можно установить по результатам изучения путей синтеза данного соединения. Следующий шаг, заключавшийся в приписывании молекулам пространственной трёхмерной структуры, был сделан в 1874 Я. Х. Вант-Гоффом и Ж. А. Ле Белем .

  В 19 в. валентная связь изображалась чёрточкой между символами двух химических элементов. Природа этой связи была совершенно неизвестна. После открытия электрона делались многочисленные попытки развить электронную теорию Х. с. Наиболее успешными были работы Г. Н. Льюиса , который в 1916 предложил рассматривать образование Х. с., называемой теперь ковалентной связью, как результат того, что пара электронов становится общей для двух атомов. Разработка квантовой механики (1925) и использование многих экспериментальных методов (молекулярной спектроскопии, рентгенографии кристаллов, газовой электронографии, методов изучения магнитных свойств) для определения длин связей (межатомных расстояний), углов между связями, числа неспаренных электронов и других структурных параметров молекул и кристаллов привели к более глубокому пониманию природы Х. с.

  Электронная структура атомов. Электронам в атоме приписываются различные орбитали, которые характеризуются главным квантовым числом n , орбитальным квантовым числом l и магнитным квантовым числом ml (см. Квантовые числа , Квантовая химия ). Имеется одна наиболее устойчивая орбиталь с n = 1, образующая К -оболочку. L -Оболочка с n = 2 включает одну орбиталь с l = 0 и ml = 0 и три с l = 1 и ml = —1, 0 и +1. Их называют 1s -орбиталь, 2s -орбиталь и три 2р -орбитали. М -Оболочка состоит из 3s -орбитали, трёх 3р -орбиталей и пяти 3d -орбиталей. Электрон имеет спин со спиновым квантовым числом s = 1 /2 , который может ориентироваться относительно определённого направления двумя различными путями — с компонентами, даваемыми магнитным спиновым квантовым числом ms , равным + 1 /2 или —1 /2 . В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех квантовых чисел. Следовательно, 1s -орбиталь, образующая К -оболочку, может быть занята только одним электроном с положительным или отрицательным спином или же двумя электронами (электронной парой), одним — с положительным спином, другим — с отрицательным.

  Заполнение определённых оболочек и подоболочек приводит к особой устойчивости атомов, наблюдающейся у атомов инертных газов. В этих устойчивых структурах электронная конфигурация заполненной оболочки гелия 1s2 , неона 2s2 2p6 , аргона 3s2 3p6 , криптона 3d10 4s2 4p6 , ксенона 4d10 5s2 5p6 , радона 4f14 5d10 6s2 6p6 , эка-радона 5f14 6d10 7s2 7p6 . [О заполнении электронных оболочек см. также Атом , Периодическая система элементов .]

  Ковалентная связь. В 1927 датский физик О. Бурро выполнил квантовомеханический расчёт молекулярного нона водорода и показал, что единственный электрон в этом ионе На занимает орбиталь, называемую молекулярной орбиталью, которая простирается вокруг обоих протонов. Теоретический расчёт энергии связи этого молекулярного иона, т. е. разности между суммарной энергией отдельного атома и протона и энергией иона в его основном состоянии, привёл к значению 255 кдж ×моль-1 , прекрасно согласующемуся с экспериментом. Вскоре было отмечено, что электронную структуру молекулярного иона водорода можно рассмотреть, используя волновую функцию основного состояния атома водорода. По мере сближения атома водорода и протона появляется возможность выхода электрона из области, окружающей одно ядро, в область, окружающую второе ядро, причём в каждом случае электрон занимает 1s -орбиталь. Молекулярная орбиталь, образованная как сумма этих двух 1s -орбиталей, является хорошим приближением к молекулярной орбитали, полученной Бурро путём решения волнового уравнения Шрёдингера. Если образовать волновую функцию как разность двух 1s -орбиталей, то это, как было показано, отвечает не притяжению, а отталкиванию. Первая волновая функция является симметричной линейной комбинацией двух 1s -функций и отвечает устойчивому состоянию, образованию одноэлектронной ковалентной связи, тогда как вторая функция, являющаяся антисимметричной линейной комбинацией тех же 1s -функций, отвечает неустойчивому состоянию. Иногда говорят, что образование одноэлектронной ковалентной связи в молекуле водорода соответствует резонансу данного электрона между двумя атомными орбиталями или между двумя атомами водорода.

  В том же году (1927) было выполнено два квантовомеханических расчёта Х. с. в молекуле водорода. Американский физик Э. У. Кондон использовал метод молекулярных орбиталей, приписав молекуле водорода структуру, в которой за основу была принята орбиталь H2 + , рассчитанная Бурро, причём к этой орбитали были отнесены оба электрона с противоположными спинами. Немецкие физики В. Гейтлер и Ф. Лондон отнесли один электрон, с положительным спином, к 1s -орбитали одного атома водорода, а второй, с отрицательным спином, к 1s -орбитали др. атома водорода. Волновая функция для данной молекулы была суммой этой функции и функции, в которой два электрона менялись местами — электрон с положительным спином относился ко второму атому, а с отрицательным — к первому атому. Оба расчёта, как Кондона, так и Гейтлера и Лондона, привели к выводу об устойчивости молекулы водорода с энергией связи, превышающей приблизительно в 1,7 раза энергию связи в молекулярном ионе водорода. Связь между двумя атомами водорода в молекуле водорода — прототип связи с поделенной электронной парой по Льюису, обычно называют ковалентной связью.