Применение фазовых переходов в технике и технологиях.

Фазовый переход - переход вещества из одной темодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. Любая смена агрегатного состояния- фазовый переход. Переходы первого рода: плавление, кристаллизация, испарение, конденсация, сублимация, десублимация. Применение: в тяжелой, пищевой и химической промышленности.

Элементная база компьютера. Развитие твердотельной электроники. Технологии микроэлектроники. Развитие нанотехнологии.

Элементная база компьютера: Релейный ЭВМ-Кондрат Цузе создал компьютер Z3, работающий на основе электрического реле.1941г.

Ламповый ЭВМ 1943г в Великобритании был создан компьютер Colossus Mark 1 на 1500 электр. Лампах. Транзисторные дискретные ЭВМ- 1955г компьютер на полупроводниковых и транзисторных диодах. Транзисторные интегральные ЭВМ 1968г- компьютер на интегральных схемах. Именно с него начинается развитие микропроцессоров. Современные компьютеры на основе микропроцессоров. Твердотельная электроника- наиболее перспективное направление электроники, связанное с созданием приборов и устройств в миниатюрном исполнении с использованием интегральной технологии. Развитие твердотельной электроники: 19в М.Фарадей пришел к выводу, что с повышением температуры электропроводность исследуемого образца возрастает по экспоненциальному закону. А.С. Беккель обнаружил при освещении «плохого проводника» светом возникает фото ЭДС. В 1906 г К.Ф. Браун: переменный ток. Пропущенный через контакт свинца и пирита не подчиняется закону Ома; св-ва контакта определяются величиной и знаком приложенного напряжения. В 1879. Э.Холл открыл новое явление- возникновение электрического поля в электр пластине золота с током, помещенной в магнитное поле, называется эффект Холла. В 1922г. О. Лосев создал генерирующий детектор. Первый твердотельный прибор-транзистор. Нанотехнологии до недавнего времени технология основывалась на удалении лишнего материала из заготовки, в наст. время нанотехнология- это междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретических обоснований и практических методов исследования анализа и синтеза и применение методов пр-ва и применения продуктов с заданной атомной массой путем манипулирования отдельных атомов и молекул. Развитие микроэлектроники: в рез-те совершенствования тонкопленочной технологии в течение последних лет удалось повысить степень интеграции. тенденция к усложнению интегральных схем: от больших(БИС) до ультробольших (УБИС) и гигантских после 2000г_ выражается в увеличении числа транзисторов на кристалле. Технологии микпроэлектроники: транзисторы, интегральные схемы, большие и сверхбольшие интегральные схемы(аудио и видео- техника). Первая модификация транзистора- биополярный транзистор, вторая- гетероструктурный транзистор. В 1958 г Хилби предложил конструкцию микросхемы, эта конструкция стала основополагающей для изготовления интегральных схем.

Основные представления современной химии. Эволюционная химия. Синтез новых материалов и применение новых материалов в технике и технологиях.

Химия- это наука о превращениях вещ-в, сопровождающиеся изменением их состава и (или) строения. В 5 в до н э Ливкипп впервые предложил гипотезу атомного строения вещ-в. Химический эелемент - это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Р. Бойль сделал вывод: кач-во и св-ва вещ-ва зависят от того, из каких эл-ов оно состоит. Закон кратных отношений: если 2 хим. эл-та образуют друг с другом более одного соединения, то массы одного элемента, приходящегося на одну и ту же массу другого относятся как целые числа, обычно небольших. Атом - наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Вещество- это форма материи, обладающая массой покоя. Катион -положительно заряженный ион. Анион -отрицательно заряженный ион. Анод -полож.заряженный электрод. Полиморфизм- существование кристаллических вещ-вс одинаковым составом, но разной структурой. Аллотропия - существование одного и того же хим. эл-та в виде двух и более простых вещ-в, различных по строениюи св-ам. Молекула – микрочастица, образовавшаяся из атомов и способная к самостоятельному существованию. Теория химического строения вещ-ва: св-ва вещ-ва определяются порядком связей атомов в молекулах и их взаимнвым влиянием. Периодический закон химических эдеентов _св-ва элементов находятся в периодической зависимости от заряда их атомных ядер. В совр.химии химические исследования проходят на молекулярном уровне. Эволюционная химия- это 4-ая концептуальная система химии, связанная с включением в хим.науку принципа историзма и понятии времени, с построением теории химюэволюция материи ускорилась. Эволюц химия изучает процессы самоорганизации вещ-ва. Синтез новых материалов. в наст время в основном синтезируют керамику. Синтезируют огненную, термостойкую, химостойкую и высокотвердую керамику. В нашей стране впервые в мире синтезировали сверхтвердый материал- гексанит-Р, по твердости сравним с алмазом. Синтезированные материалы используют в строительствемашиностроении, при создании сверхмощных двигателей, в энергетике и авиапромышленности, судостроении и т.д.

12. Взаимосвязь атомно-молекулярного строения и химических свойств веществ. Периодическая таблица элементов Д. И. Менделеева. Трансурановые элементы и их применение в технике и технологиях.

Химические св-ва вещ-ва зависят от того, из каких химических элементов оно состоит и от структуры молекул вещ-ва(структурная изомерия) и от пространственной конфигурации молекул (конформация и стереомерия). Вещ-ва, имеющие одинаковый состав и структуру, имеют одинаковые химические св-ва. Изомерия -явление, заключающееся в существовании хим.соединений, одинаковых по составу и молекулярной массе, но разных по строению и расположению атомов в пространстве и вследствие этого по св-ам.

Конформация- пространственное расположение атомов в молекуле определенной конфигурации. Стереоизомерия - возникает в результате различий в пространственной конфигурации молекул, имеющих одинаковое химическое строение.

Попытки систематизации химических элементов по их химическим свойствам делались многими учеными, начиная с 30-х годов XIX в. Д. И. Менделеев в 1869 г. разработал таблицу, в основу кот. положены атомные веса эл-тов, т. е. число протонов в ядрах атомов. Выяснилось, что химические св-ва эл-тов периодически зависят от этого числа. В 1911 г. Резерфордом была разработана планетарная модель атома. В основе теории лежит представление о закономерностях построения электронных оболочек (уровней) и подоболочек (подуровней) в атомах по мере роста числа протонов в ядре атома Z и, след-но, числа электронов в оболочках атома. Сходство электронных конфигураций свободных атомов коррелирует с подобием их химического поведения.

Химическая связь - это взаимное притяжение атомов, приводящее к образованию молекул и кристаллов. Валентность атомов показывает число связей, образуемых данным атомом с соседними атомами в молекуле. Основными видами химических связей явл-ся ковалентная и ионная.

В ковалентной связи электроны атомов образуют общую орбиталь. В ионных связях электрон передается от одного атома к другому, и образуются противоположно заряженные атомы. Химические реакции - превращения одних веществ в другие, отличные от исходных по химическому составу или строению.

Периодический закон элементов Менделеева: свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома (порядкового номера в таблице Менделеева).

Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента, а сумма чисел протонов и нейтронов соответствует его массовому числу.

Периодическое изменение свойств элементов с увеличением порядкового номера объясняется периодическим изменением числа электронов на их внешних энергетических уровнях.