СВЯЗИ В НАНОМИРЕИ Содержание 1. Введение
2. Взаимная привлекательность
3. Углерод
4. Бензол
5. Фуллерены
6. Заключение
7. Список используемой литературы Введение Данная работа посвящена химическим соединениям. В ней рассматриваются строение атома,некоторые вещества. такие как бензол,углерод и фуллерены. Взаимная привлекательность Нанотехнологу недостаточно знать,как устроена структура в её “ставшем” или застывшем состоянии.Такие определения даже плолхо применимы к наноструктурам.Необходимо понимать,как они преобразуются.Наиболее распространенный вид такого приобразования-химическая реакция. Превращение одних молекул в другие как правило связано с преодолением потенциального(квантового) барьера. (рис. 1)
рис.1 Зависимость энергии от расстояния. Улерод Из всех соединений химических элементов более 95% - соединение углерода и лишь 5% - соединение всех прочих химически элементов. При образовании химической связи атомы углерода могут подойти ближе друг к другу, чем, скажем, атомы кремния. Химическая связь атомов С–С оказывается весьма прочной (в среднем на несколько десятков процентов больше, чем связь атомов Si–Si).(рис 2)
рис.2 хим.строение углерода.
Связи атомов углерода гораздо богаче, отнюдь не всегда электронные облака имеют тетраэдрическую конфигурацию, но именно в этом случае образуется самое твердое известное в природе вещество — алмаз (рис. 3), в котором каждый атом углерода окружен четырьмя другими атомами углерода, находящимися в углах тетраэдра. В этом случае оси перекрывающихся электронных облаков р-электронов совпадают, что дает максимально прочную конструкцию (во всяком случае, до сих пор никто из нанотехнологов ничего более прочного сделать не смог).
рис 3. алмаз
Анализ геометрии облаков электронной плотности — одна из основных задач нанотехнолога. К счастью, определяющим эту геометрию является поведение внешних, валентных электронов. Состояние внутренних оболочек атомов слабо зависит от того, есть ли вокруг другие атомы, чем ближе электрон к ядру, тем меньше чувствуется влияние соседних атомов. Атомы, если так можно выразиться, остаются самими собою и в составе молекулы. Бензол
Один из весьма развитых способов представить структуру молекулы — написать ее структурную формулу. Точки, отвечающие химически связанным атомам, принято соединять отрезками (валентными штрихами), символизирующими химические связи между соответствующими парами атомов. Пример такой формулы для молекулы метана СН4.(рис 4)
рис 4. Хим строение бензола. Фуллерены
Углерод для нанотехнолога не менее важный конструкционный материал, чем сталь для строителей более масштабных конструкций. В природе издавна были известны две модификации5 углерода: алмаз и графит (рис.5). Трудно найти что-либо общее в этих двух веществах, за исключением того, что они составлены из одинаковых атомов.
рис 5. Строение фуллеренов.
В этих трех формах реализуются все три типа химической связи, которые свойственны углероду. Но список аллотропных модификаций углерода был продолжен открытием фуллеренов. Это класс веществ, в которых атомы углерода объединены в молекулы, каждая из которых насчитывает десятки атомов. Заключение Эта работа была посвящена химическим соединеиям.В ней было рассказано о строении атомов некоторых веществ их связях и взаимодействиях.
В сумме время, потраченное мной на выполнение задания, составляет примерно 5 часов. Список используемой литературы
Андрюшин Е. А. Сила нанотехнологий:наука&бизнес. - М.: Изд. Век-2, 2007. |