Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Лекции МГУ: водород

Ключевые слова:  водород, лекция, общая и неорганическая химия, тьютору

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

16 октября 2011

"Нанометр" параллельно с сайтом химического факультета МГУ продолжает публикацию материалов лекций общего потока 1 курса химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова "Общая и неорганическая химия", которые (надеемся, что лишь с небольшой задержкой) будут появляться 2 раза в неделю и содержать как иллюстративные материалы, так и "живую" видеозапись лекции. В каждой лекции будут содержаться один или несколько вопросов для размышлений, направленных на подготовленных (точнее, мотивированных студентов).

Ниже приводятся материалы тринадцатой лекции для химиков (Большая химическая аудитория, химический факультет МГУ), сначала иллюстративные, потом появится видеозапись.

Название лекции: Лекция 13. Водород.

Лектор: проф. А.В.Шевельков

Демонстрационные эксперименты: к.х.н., доц. С.Г.Дорофеев

Аудитория: БХА, химфак МГУ

Уровень: "новобранцы" химического факультета МГУ (студенты - химики) и студенты 1 курса факультета наук о материалах МГУ

Дополнительные вопросы лектора для официальных слушателей (повышение рейтинга по курсу для желающих): какое влияние на практическое использование водорода оказывает существование "орто" и "параводорода"? (ответы присылать на адрес электронной почты, указанный на 1 слайде ПЕРВОЙ лекции) Текущие ответы собираются, в октябре будет сделана проверка всех присланных решений.

Архивы лекций прошлых лет и предщественники - аналоги текущих лекций можно посмотреть на сайте химического факультета МГУ, в разделе учебных материалов по неорганической химии. Просьба обратить внимание, что перепечатка материалов с сайта химического факультета запрещена политикой конфиденциальности сайта химического факультета МГУ.

Использование приводящихся ниже материалов лекций в коммерческих целях также запрещено, запрещается также размещение лекций на других сайтах без согласования с авторами лекций (разумеется, за исключением сайта химического факультета МГУ, где они также будут постепенно появляться). При использовании (полном или частичном) материалов лекций в образовательных целях ссылка на текущий адрес лекции (гиперссылка) с указанием авторства и принадлежности лекций химическому факультету МГУ безусловно ОБЯЗАТЕЛЬНЫ.

Предыдущие лекции:

Прикрепленные файлы:
Lecture13_hydrogen_2011.pdf (1.04 Мб.)

Материалы лекций (при использовании ссылка на авторство, гиперссылка на постоянный адрес лекции и принадлежность материалов курсу "Общая и неорганическая химия" химического факультета МГУ обязательны!).

 

Get the Flash Player to see this player.


Видеофайл лекции.
скачать встроить



Комментарии
Юный максималист, 14 октября 2011 15:36 
Замечательная лекция!
Андрей Владимирович замечательный лектор.
Всё хорошо (пока смотрел только иллюстративный материал pdf) и примеры есть интересные, однако есть ряд неточностей и ошибки, с которыми наука уже разобралась, но по прежнему некритично переписывающиеся из учебника в учебник, а оттуда - в лекции. А именно:
1) BeH2 действительно имеет полимерную структуру с тетраэдрической координацией по водороду, но не цепочечную с реберным сопряжением тетраэдров (когда-то предполагавшуюся по аналогии с BeCl2), а трехмерную орторомбическую (пространственная группа Ibam, z = 12 формульных единиц в ячейке) с вершинным сопряжением тетраэдров - то есть родственную BeF2 (хотя и другого структурного типа). Источник:
G.S.Smith, Q.C.Johnson, D.K.Smith, D.E.Cox, R.L.Snyder, R.S.Zhou, Solid State Commun. 67, 491 (1998)
Для этой структуры была проведена также квантовохимическая оптимизация:
B-T.Wang, P.Zhang, H-J.Shi, B.Sun, W-D.Li, Eur. Phys. J B 74, 303 - 308 (2010)
2) Между ионными и полимерными гидридами на самом деле нет такой чёткой границы. Действительно, CuH может быть осаждён из водных растворов солей меди анионом-восстановителем PH2O2-1, однако ещё в учебнике Некрасова писалось, что BeH2 и MgH2 в воде разлагаются до водорода (один быстро, другой медленно), и MgH2 изоструктурен типично ионному MgF2 - один из многих примеров изоструктурности гидридов и фторидов, и никаким восстановлением водных растворов получить BeH2, MgH2, AlH3 заведомо невозможно.
3) Между ионными и металлическими гидридами граница устроена сложнее. Высшие гидриды редкоземельных металлов - ионные диэлектрики (из них ScH3 требует высокого давления азота для своего образования, а при обычном давлении разлагается уже при очень низких температурах, а все прочие тригидриды образуются при обычном давлении при избытке водорода), ионные также дигидриды YbH2 и EuH2, прочие низшие гидриды - действительно металлические и отличаются от ионных даже структурно. Опечатка: в таблице Sr вместо Sc.
4) Следует отметить, что рисунок периодической таблицы, в которой для большинства переходных металлов гидриды указываются неизвестными, создаёт у новичков резко неадекватное представление о реальности, а студентов, которым ещё жить, надо учить наиболее реалистичному пониманию, поэтому правильным будет сообщить, что хотя при обычном давлении большинство переходных металлов не образует двойных гидридов, многие из них образуют тройные и более сложные комплексные гидриды с участием щелочных и щелочноземельных металлов. Во времена учебника Некрасова был известен лишь один тип таких гидридов - с анионом ReH9-2, сейчас же их известно огромное множество, например, с анионами PtH4-2, PtH6-2, PdH4-2, PdH2-2, NiH4-4, RhH6-3, IrH6-3, OsH6-4, IrH6-4, OsH8-2 (сложные гидриды знаю для металлов групп 7-10, случай Au-H пока малоизучен, а связи W-H, Mo-H изучены только в органических комплексах).
Андрей Владимирович - выдающийся специалист по клатратам, и приведённый им пример клатрата (Xe)2(CCl4)6(H2O)46 замечателен полным упорядочением неводородных атомов и максимальной степенью заполнения пространства полостей. Однако есть другой замечательный клатрат, ближе к теме лекции - полученный при 250-600 МПа и -24C клатрат водорода II типа (4H2)8(H2)16(H2O)136, который может быть сохранён без разрушения при сбросе давления до обычного ниже 77K, см. V.V.Struzhkin, B.Militzer, W.L.Mao, H-k.Mao, R.J.Hemley, Chem.Rev. 2007, 107, 4133-4151.
И ещё. Вышел из интернета, и меня вдруг засверлила мысль: CCl4 в полости лишь с 2-мя шестиугольными гранями делать нечего - симметрия не та и места мало, а формула Xe-CCl4 клатрата написана как для клатрата I типа, но молекулы CCl4 нарисованы как для тетраэдрической подсистемы, значит, формула клатрата записана неверно! На самом деле, приводимый в лекции рисунок из учебника соответствует клатрату не 1-го, а 2-го типа, CCl4 занимает алмазные позиции, их 8 на ячейку, находится в центрах 16-гранников воды, 24 молекулы воды (четыре 6-угольных грани) обобществлены 16-гранииками попарно, то есть их в ячейке 24*8/2, остальные молекулы воды образуют тетраэдрические кластеры (H2O)(H2O)4 в узлах алтернативной алмазной подрешётки, взаимопроникающей с первой по мотиву NaTl (и тоже имеющей на ячейку 8 позиций), в итоге формула ячейки (Xe)16(CCl4)8(H2O)(8*24/2)(H20)8*(1+4) = (Xe)16(CCl4)8(H2O)136, т.е. это клатрат 2-го типа. То есть, в иллюстративных материалах нашлась ещё одна однозначная ошибка.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Наноновогодняя Наноелочка 2016
Наноновогодняя Наноелочка 2016

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.