Химия

Химические соединения

Глицин
Глицин
Глици́н (гликокол, аминоуксусная кислота, аминоэтановая кислота), H2NCH2COOH, α-аминокислота простейшей структуры, содержащая в качестве боковой цепи только атом водорода. Не имеет оптических изомеров. Глицин – гликогенная аминокислота. Заменимая протеиногенная α-аминокислота. Служит предшественником при биосинтезе креатина, пуриновых оснований, порфириновых соединений, входит в состав многих биологически активных веществ, является тормозным нейромедиатором. Применяется в медицине, фотографии, а также используется в качестве модификатора вкуса и аромата.
Вода
Вода
Вода́ (оксид водорода), простейшее устойчивое химическое соединение водорода с кислородом, H2O; при нормальных условиях – жидкость без запаха, вкуса и цвета. Одно из самых распространённых на Земле соединений, играющее исключительно важную роль в разнообразных процессах живой и неживой природы Земли.
Формальдегид
Формальдегид
Формальдеги́д (муравьиный альдегид, метаналь), HCH═O, первый член гомологического ряда альдегидов. Бесцветный газ с резким за́пахом. Используют в органическом синтезе, в производстве синтетических смол, пластмасс, полиформальдегида, лекарственных веществ, красителей, для дубления кож, дезинфекции, дезодорации. Токсичен, ирритант.
Карбид димолибдена
Карбид димолибдена
Карби́д димолибде́на, неорганическое соединение металла молибдена, химическая формула Мо2С. Представляет собой металлический порошок тёмно-серого цвета, не растворимый в воде. Материал обладает высокой твёрдостью, износостойкостью, устойчивостью к коррозии. Мо2С тугоплавок, характеризуется высокой электро- и теплопроводностью. Карбиды димолибдена являются каталитически активными веществами и выступают аналогами благородных металлов в процессах катализа.
Эфирные масла
Эфирные масла
Эфи́рные масла́, многокомпонентные жидкие смеси летучих органических соединений (главным образом терпенов и терпеноидов), вырабатываемые эфиромасличными растениями и обусловливающие их запах. Эфирные масла используют в основном в парфюмерно-косметической промышленности и как сырьё для синтеза душистых веществ, в медицине, в кондитерской, ликёро-водочной, табачной и консервной промышленности, в производстве безалкогольных напитков и продуктов питания. Эфирные масла применяют также в технике; например, скипидар – в производстве лаков и красок, как растворитель; эвкалиптовое масло – как флотореагент и др.
Щавелевоуксусная кислота
Щавелевоуксусная кислота
Щавелевоу́ксусная кислота́ (2-оксобутандиовая кислота, α-кетоянтарная кислота), четырёхуглеродная дикарбоновая кетокислота. Существует в двух изомерных формах (кето-енольная таутомерия). В кристаллическом состоянии обычно находится в енольной форме и может существовать в виде цис-изомера (гидроксималеиновая кислота) и транс-изомера (гидроксифумаровая кислота). Соли щавелевоуксусной кислоты – оксалоацетаты – промежуточные метаболиты цикла трикарбоновых кислот. Щавелевоуксусная кислота принимает участие в глюконеогенезе, синтезе аминокислот и жирных кислот, в глиоксилатном цикле и цикле мочевины.
Лейцин
Лейцин
Лейци́н (α-аминоизокапроновая кислота, 2-амино-4-метилпентановая кислота, 2-амино-4-метилвалериановая кислота), неполярная алифатическая α-аминокислота с разветвлённой боковой цепью, (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH. Содержит асимметрический атом углерода, обладает оптической активностью. L-Лейцин – кетогенная аминокислота. Незаменимая протеиногенная α-аминокислота. Входит в состав белков, пептидов, антибиотиков. Стимулирует биосинтез белка. Обеспечивает энергетический обмен. Продукты катаболизма L-лейцина служат предшественниками при биосинтезе холестерина. Применяется в медицине, пищевой промышленности.
Глутамин
Глутамин
Глутами́н (δ-амид-α-аминоглутаровая кислота, 5-амид-2-аминопентадионовая кислота, γ-амид глутаминовой кислоты), H2NC(O)CH2CH2CH(NH2)COOH, полярная, гидрофильная незаряженная α-аминокислота. Содержит асимметрический атом углерода, обладает оптической активностью. Глутамин – гликогенная аминокислота. Заменимая протеиногенная α-аминокислота. L-глутамин встречается во всех организмах в свободном виде и в составе белков. Занимает центральное место в азотистом обмене, является донором азота при синтезе многих соединений, связывает токсичный аммиак, служит источником энергии для быстро делящихся клеток. Применяется в медицине.

Химические элементы

Кремний
Кремний
Кре́мний (лат. Silicium), Si, химический элемент IV группы короткой формы (14-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 14, атомная масса 28,0855. Второй по распространённости в земной коре химический элемент. Является микроэлементом. Широко применяется в электронике.
Кальций
Кальций
Ка́льций (лат. Calcium), Ca, химический элемент II группы короткой формы (2-й группы длинной формы) периодической системы; относится к щёлочноземельным металлам; атомный номер 20; атомная масса 40,078. Биогенный элемент. Кальций и его соединения применяются при получении многих металлов, для очистки аргона от кислорода и азота, в электровакуумных приборах в качестве поглотителя газов, в качестве осушителя в химическом синтезе, при производстве цемента.
Ртуть
Ртуть
Ртуть (лат. Hydrargyrum), Hg, химический элемент II группы короткой формы (12-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 80, атомная масса 200,59. Единственный металл, жидкий при нормальных условиях. Высокотоксична для любых форм жизни. Соединения ртути используют для чернения латуни, как компонент глазурей, в составе электролита в химических источниках тока, взрывчатых веществ (гремучая ртуть) и др.
Золото
Золото
Зо́лото (лат. Aurum), Аu, химический элемент I группы короткой формы (11-й группы длинной формы) периодической системы, относится к благородным металлам; атомный номер 79, атомная масса 196,96655. Золото и его сплавы используют для декоративных целей, изготовления ювелирных изделий, часов, монет, медалей, зубных протезов, в технике – для изготовления деталей химической аппаратуры, электрических контактов и проводов, изделий микроэлектроники, окрашивания стёкол, нанесения покрытий на металлической поверхности, в производстве припоев, катализаторов и др. Радиоактивный изотоп 198Au (период полураспада T½ 2,694 суток) используют для лечения опухолей в лучевой терапии. Золото – валютный металл (всеобщий эквивалент денег).
Серебро
Серебро
Серебро́ (лат. Argentum), Ag, химический элемент I группы короткой формы (11-й группы длинной формы) периодической системы, относится к благородным металлам; атомный номер 47, атомная масса 107,8682. Используется для изготовления кино- и фотоматериалов, сплавов, различных элементов электротехники, электроники, космической и оборонной техники, катализаторов и др.
Медь
Медь
Медь (лат. Cuprum), Cu, химический элемент I группы короткой формы (11-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 29, атомная масса 63,546; относится к переходным металлам. Микроэлемент. Все соли меди токсичны. Медь и её сплавы применяются в электротехнике, изготовлении монет, украшений и др. Соли меди используются для приготовления красок, инсектофунгицидов, микроудобрений, катализаторов окислительных процессов, в медицине (антисептические и вяжущие средства).
Фосфор
Фосфор
Фо́сфор (лат. Phosphorus), P, химический элемент V группы короткой формы (15-й группы длинной формы) периодической системы, атомный номер 15, атомная масса 30,973762; относится к пниктогенам. Основную долю всего добываемого фосфора (90 %) используют для получения оксида и фосфорной кислоты, применяемой в производстве фосфорных удобрений и фосфатов, в том числе минеральных подкормок для животноводства.
Олово
Олово
О́лово (лат. Stannum), Sn, химический элемент IV группы короткой формы (14-й группы длинной формы) периодической системы; атомный номер 50, атомная масса 118,710. Олово и большинство его неорганических соединений малотоксичны. Органические соединения олова высокотоксичны. Олово – компонент сплавов, используется для нанесения покрытия на металлы, производства деталей измерительных приборов, теплообменников. Оксид SnO2 применяется для изготовления жаростойких эмалей и глазурей. Кристаллический SnS2 («сусальное золото») входит в состав красок, имитирующих позолоту, фторид олова – добавка во фторсодержащих зубных пастах.

Учёные

Либих Юстус фон
Либих Юстус фон
Ли́бих Ю́стус фон (1803–1873), немецкий химик, член (с 1854) и президент (1859–1873) Баварской АН, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1830). Внёс вклад в развитие органической химии и элементного анализа. Один из основоположников агрохимии и биохимии.
Лебедев Сергей Васильевич
Лебедев Сергей Васильевич
Ле́бедев Серге́й Васи́льевич (1874–1934), российский химик, академик АН СССР (1932). Научные труды посвящены изучению процессов полимеризации, изомеризации и гидрогенизации ненасыщенных соединений. Исследовал (1908–1913) кинетику и механизм термической полимеризации дивинила, аллена и их гомологов. С 1932 г. по разработанной С. В. Лебедевым технологии в СССР впервые в мире начала создаваться промышленность синтетического каучука.
Ле Шателье Анри Луи
Ле Шателье Анри Луи
Ле Шателье́ Анри́ Луи́ (1850–1936), французский физикохимик, член Парижской АН (1907). Научные работы посвящены физической и прикладной химии. Выполнил исследования процессов воспламенения, горения и детонации рудничного газа (1881–1882, совместно с французским химиком Ф. Малларом). Предложил способ определения теплоёмкости газа при высоких температурах (совместно с Малларом). В 1884 г. сформулировал общий принцип динамического равновесия. Изучил процессы кристаллизации систем из двух металлов и из двух солей и доказал аналогию между сплавами и растворами.
Менделеев Дмитрий Иванович
Менделеев Дмитрий Иванович
Менделе́ев Дми́трий Ива́нович (1834–1907), российский химик, учёный-энциклопедист, педагог и общественный деятель; открыл один из фундаментальных законов природы – периодический закон химических элементов – и на его основе создал периодическую систему химических элементов. Научная деятельность Менделеева чрезвычайно обширна и многогранна. Среди его печатных трудов (более 500) – фундаментальные работы по общей, органической и физической химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, по вопросам экономики, народного просвещения и многим др.
Лавуазье Антуан Лоран де
Лавуазье Антуан Лоран де
Лавуазье́ Антуа́н Лора́н де (1743–1794), французский химик, член (с 1772) и директор (в 1785) Парижской АН. Окончил коллеж Мазарини (1761) и юридический факультет Парижского университета (1764). Один из основоположников классической химии. В начале 1770-х гг. выполнил систематические экспериментальные работы по изучению процессов горения. Лавуазье ввёл в химию строгие количественные методы исследования. Сформулировал закон сохранения массы. С 1790 г. принимал участие в разработке рациональной системы мер и весов – метрической. Является одним из основоположников термохимии. В 1780 г. совместно с П.-С. Лапласом показал, что теплота разложения соединения равна теплоте его образования (закон Лавуазье – Лапласа), предложил термин «калориметр». Разработал систематику органических соединений, определив их как соединения кислорода с углеродными радикалами; заложил основы органического анализа.
Легасов Валерий Алексеевич
Легасов Валерий Алексеевич
Лега́сов Вале́рий Алексе́евич (1936–1988), российский химик-неорганик, академик АН СССР (1981), Герой РФ (1996, посмертно). Член правительственной комиссии по устранению последствий аварии на Чернобыльской АЭС.
Смолли Ричард
Смолли Ричард
Смо́лли Ри́чард (1943–2005), американский физик и химик. Основные работы в области лазерной спектроскопии. Открыл (1985, совместно с Х. Крото и Р. Кёрлом) новую аллотропную модификацию углерода – фуллерены, а также эндоэдральные металлофуллерены, содержащие атомы металла внутри фуллеренового остова.
Зельдович Яков Борисович
Зельдович Яков Борисович
Зельдо́вич Я́ков Бори́сович (1914–1987), российский физик-теоретик и астрофизик, академик АН СССР, трижды Герой Социалистического Труда. Основные научные труды по физической химии, теории элементарных частиц, ядерной физике, астрофизике. Выполнил фундаментальные работы по адсорбции и катализу; один из создателей теорий горения, детонации и основ внутренней баллистики ракетных пороховых двигателей. Исследовал структуру фронта ударной волны; осуществил расчёт цепной реакции деления ядер урана; указал на аналогию между электромагнитным и слабым взаимодействиями, предсказал явление мюонного катализа. Разработал теорию последних стадий эволюции звёзд и звёздных систем, теорию гравитационного коллапса, теорию процессов в расширяющейся горячей Вселенной.

Химические процессы

Почему яблоки темнеют на срезе?
Почему яблоки темнеют на срезе?
Почему яблоки темнеют на срезе? Мякоть яблока, которое было разрезано или с которого сняли кожуру, очень быстро темнеет и приобретает характерный коричный, т. н. ржавый цвет. Многие ошибочно полагают, что данный эффект связан с большим содержанием в яблоках железа, которое окисляется (ржавеет) при контакте с воздухом. В действительности железа в яблоках сравнительно мало, около 0,9 мг на 100 г, что меньше, чем, например, в бобах или орехах, и значительно меньше, чем в пище животного происхождения (содержание железа в печени животных – от 3 до 8 мг на 100 г).
Катализ
Катализ
Ката́лиз, увеличение скорости или инициирование химической реакции в присутствии веществ (катализаторов), многократно вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с участниками реакции и восстанавливающих свой химический состав после каждого цикла этих взаимодействий. Замедление или практически полное подавление химической реакции в присутствии веществ, вступающих во взаимодействие с участниками реакции и затем восстанавливающих свой состав, называют ингибированием, а соответствующие вещества – ингибиторами химических реакций. Способность катализатора изменять скорость реакции характеризуют его каталитической активностью: отношением скорости катализируемой реакции, т. е. числа катализируемых превращений молекул реагентов в единицу времени, к массе или объёму катализатора.
Функционализация углеродных нанотрубок
Функционализация углеродных нанотрубок
Функционализа́ция углеро́дных нанотру́бок, процесс нанесения различных функциональных групп или молекул на поверхность углеродных нанотрубок (УНТ). Разделяют два типа функционализации – ковалентная, с образованием химической связи между нанотрубкой и функциональной группой, и невалентная, при которой не происходит химического взаимодействия между УНТ и другой молекулой.
Химическое осаждение из газовой фазы
Химическое осаждение из газовой фазы
Хими́ческое осажде́ние из га́зовой фа́зы, метод осаждения на подложке твёрдого вещества из газообразных или парообразных прекурсоров посредством химической реакции. Является одним из способов получения углеродных материалов (алмаз, графит) и наноматериалов (фуллерен, углеродные нанотрубки, графен).
Очистка углеродных нанотрубок
Очистка углеродных нанотрубок
Очи́стка углеро́дных нанотру́бок, комплекс процессов, обеспечивающих отделение углеродных нанотрубок (УНТ) от примесей и выделение УНТ с однородным распределением частиц по диаметру или длине. После получения углеродные нанотрубки загрязнены такими примесями, как аморфный углерод, углеродные наночастицы, графитовые примеси, фуллерены и остаточный катализатор. К методам очистки относятся: окислительная, ультразвуковая и температурная обработка УНТ и микрофильтрация.
Допирование углеродных нанотрубок
Допирование углеродных нанотрубок
Допи́рование углеро́дных нанотру́бок, процесс, применяемый для изменения структуры углеродных нанотрубок (УНТ) и их физико-химических свойств. Производится такими элементами, как бор, азот, фосфор, сера, кремний и др., при этом происходит замена атома углерода в углеродной сетке нанотрубки на гетероатом.
Агрегация частиц
Агрегация частиц
Агрега́ция части́ц, слипание частиц дисперсной фазы. Самопроизвольный распад агрегатов частиц называют пептизацией. Движущей силой процесса агрегации является стремление снизить общую энергию системы для увеличения её устойчивости. Снижение энергии возможно при уменьшении удельной площади межфазной поверхности, т. е. при увеличении размера частиц, в том числе за счёт образования крупных агрегатов. Агрегация частиц в дисперсных системах происходит при их столкновении. В дисперсных системах между частицами действуют силы притяжения и отталкивания, при преобладании сил притяжения образуются агрегаты (Elimelech M. Particle deposition and aggregation : measurement, modelling and simulation / M. Elimelech, J. Gregory, X. Jia. Amsterdam, 2013).
Эксфолиация (в химии)
Эксфолиация (в химии)
Эксфолиа́ция, способ получения слоистых кристаллов с малым количеством слоёв (т. н. 2D-материалов – материалов, для частиц которых характерно, что один из размеров меньше двух других на 2 и более порядка, причём эта особенность оказывает существенное влияние на свойства). Преимуществом эксфолиационных методов получения 2D-материалов является сохранение первоначальной структуры слоистого кристалла.

Химические реакции

Химические реакции
Химические реакции
Хими́ческие реа́кции, превращения одних химических веществ (реагентов) в другие, отличающиеся от исходных по химическому составу или строению (продукты реакции). При химических реакциях не изменяется общее число и природа атомов в реагирующей системе. При этом одни химические связи разрушаются и возникают другие. Поведение веществ в химических реакциях при заданных внешних условиях характеризует химические свойства веществ (реакционную способность).
Реакции нейтрализации
Реакции нейтрализации
Реа́кции нейтрализа́ции (франц. neutralisation, от лат. neuter – ни тот ни другой), взаимодействие молекул кислоты и основания, приводящее к образованию соли и молекулы растворителя (Иванцова М. Н. Основы строения и свойства неорганических и органических соединений различных классов. Екатеринбург, 2014). Наиболее часто применяемым растворителем является вода, и реакции нейтрализации можно рассматривать как взаимодействие между гидратированными ионами водорода и ионами гидроксила (т. е. как процесс, противоположный по направлению реакции диссоциации воды):

Химические вещества

Графин (вещество)
Графин (вещество)
Графи́н, аллотропная модификация углерода, состоящая из атомов углерода, соединённых между собой sp- и sp2-связями, представляющая собой плоский слой толщиной в один атом. Возможность существования аллотропного соединения углерода было предсказано еще в 1968 г. А. Т. Балабаном, но до настоящего времени удалось синтезировать лишь небольшие молекулярные фрагменты графина в малых количествах. Получаемые образцы графина нестабильные, легко агрегируют и сворачиваются. Согласно расчётам методами молекулярной динамики и функционала плотности графин обладает шириной запрещённой зоны 0,44–2,23 эВ, подвижностью носителей порядка 104 см2/В∙с, модулем упругости 162 Н/м и коэффициентом Пуассона 0,429. Получение экспериментальных данных затруднено сложностью получения стабильных пленок графина. Данные свойства открывают возможности для использования графина в медицине, электронике, для накопления, хранения и преобразования энергии, в катализе, для производства суперконденсаторов, химических сенсоров, в качестве наполнителя в композиционных материалах и т.д.
Твёрдые липидные наночастицы
Твёрдые липидные наночастицы
Твёрдые липи́дные наночасти́цы, термодинамически неустойчивые структуры, дисперсные системы, состоящие из жидкой дисперсионной среды и твёрдой дисперсной фазы размером до 100 нм. Получили широкое распространение в качестве перспективных способов доставки лекарственных препаратов.
Наноструктурированные липидные носители
Наноструктурированные липидные носители
Наноструктури́рованные липи́дные носи́тели, наноразмерные носители лекарственных сердств, представляющие собой твёрдую липидную матрицу с добавлением жидких липидов и диспергированные в жидкой дисперсионной среде. Являются вторым поколением твёрдых липидных носителей после твёрдых липидных наночастиц.
Поверхностно-активные вещества
Поверхностно-активные вещества
Пове́рхностно-акти́вные вещества́ (ПАВ), химические соединения, адсорбирующиеся на поверхности раздела фаз (тел) и образующие на ней слой повышенной концентрации (адсорбционный слой). Поверхностно-активным может быть любое вещество, являющееся компонентом жидкой или газовой фазы и под действием межмолекулярных сил скапливающееся у межфазной поверхности. Крупный потребитель ПАВ – нефтегазовая промышленность, где эти вещества применяют при бурении скважин, заводнении продуктивных пластов, обессоливании и обезвоживании сырой нефти. В горно-рудной промышленности ПАВ применяют при флотационном обогащении полезных ископаемых, в машиностроении – при механической, гальванической, химической обработке металлических поверхностей. Современная текстильная промышленность немыслима без использования текстильно-вспомогательных веществ – смачивателей, эмульгаторов, замасливателей, гидрофобизаторов, антистатиков, мягчителей. ПАВ широко применяют как модифицирующие присадки к нефтепродуктам (смазочным маслам и топливам), ингибиторы коррозии металлов, пеногасители или стабилизаторы пен в различных технологических процессах. Выпуск многотоннажной продукции химической и целлюлозно-бумажной промышленности – полимерных дисперсий (латексов), лакокрасочных материалов, пластмасс, средств защиты растений, огнетушащих средств, бумаги и других – возможен благодаря использованию ПАВ.
Углеродная нанопена
Углеродная нанопена
Углеро́дная нанопе́на, аллотропная модификация углерода, состоящая из кластеров углерода, соединённых в слабо упорядоченную трёхмерную сетку. Единственная модификация углерода, обладающая ферромагнитными свойствами. Может использоваться для хранения водорода в топливных ячейках, в спинтронике и электронике, в медицине (магнитно-резонансная томография) и др.
Наноэмульсии
Наноэмульсии
Наноэму́льсии (нанодисперсия, наножидкость), термодинамически нестабильные дисперсные системы, средний размер капель которых составляет до 100 нм. Состоят из двух несмешивающихся жидкостей – водной и масляной фаз – и стабилизированы индивидуальными поверхностно-активными веществами (ПАВ) или их смесями (со-ПАВ). Для образования наноэмульсий необходимо поступление энергии в систему.
Нанокластер
Нанокластер
Нанокла́стер, ансамбль однородных или разнородных атомов или молекул, имеющий характерные размеры, находящиеся в промежутке между размерами отдельных молекул и размеров наночастиц, которые составляют порядка нескольких единиц нанометров (чаще всего 1–3 нм). Применяются в катализе – в качестве высокоэффективных катализаторов, в медицине – в качестве биомаркеров для визуализации внутренних структур тела человека, а также в устройстве химических фильтров, оптических сенсоров и др.
Липидные нанокапсулы
Липидные нанокапсулы
Липи́дные нанока́псулы (наноструктуры, наночастицы), сферические или сфероподобные частицы, основу которых составляют биоорганические вещества, нерастворимые в воде, и которые имеют средний размер, не превышающий 100 нм. Получили широкое распространение в медицине: для доставки активных веществ в организм человека, при создании вакцин, переносе генного материала, в качестве основы для ранозаживляющих фармацевтических композиций.