Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Сполу ки вклю чення або клатра ти сполуки в яких молекули або йони знаходяться в порожнинах іншої молекули або просторов

Клатрат

Клатрат

Сполу́ки вклю́чення, або клатра́ти — сполуки, в яких молекули або йони () знаходяться в порожнинах іншої молекули або просторового каркаса речовини-господаря та пов'язані з ним нековалентними зв'язками (йонними, водневими, донорно-акцепторними та іншими).

image
18-Краун-6 етер навколо іону Калію (фіолетовий).

Загальний опис

Сполуки включення посідають проміжне місце між твердими речовинами включення і істинними хімічними сполуками. Сполуки включення утворюються внаслідок проникнення однієї або кількох молекул одного виду в порожнину молекули або кристалічної решітки другого. Валентні сили при цьому не діють, але молекула включення не може залишити свого місця, тобто не має виходу у зовнішнє середовище, бо вона оточена з усіх боків молекулами речовини, яка її включає. Сполуки включення досліджують методами рентгенографії і спектроскопії. Сполуки включення утворюються переважно при змішуванні насичених і перенасичених речовин.

Сполука, в якій молекулу гостя впроваджено в порожнину кристалічної ґратки або в молекулярну порожнину молекули господаря, але між молекулами гостя та господаря не виникає ковалентного зв'язку, а є лише взаємодії на рівні вандерваальсівських сил, водневих зв'язків, проте при обов'язковій умові існування або виникнення (під впливом гостя) пустот i їх геометричній відповідності розмірам адденда.

Крім неспецифічної взаємодії, зумовленої ефектом порожнини, істотну роль можуть відігравати специфічні, i присутність певних сторонніх речовин може сповільняти або й унеможливлювати утворення таких сполук (примором, сірчані сполуки припиняють утворення сполук втиснення н-парафінів у карбамід).

Основні типи сполук включення: шаристі (інтеркаляційні), канальні (тунельні, типу парафінів у карбаміді) та клатрати — це сполуки ґратчастої будови, нестехіометричні, але серед усіх інших нестехіометричних сполук виділяються тим, що при їх утворенні в основному не порушується каркасна кристалічна ґратка господаря, тоді як утворення твердих розчинів веде до порушення тривимірного порядку ґраток. Молекулярні сполуки включення (утворюються за рахунок молекулярних порожнин), на відміну від ґратчастих, можуть існувати й в рідкій фазі, в розчинах (наприклад, сполуки циклодекстринів).

Синонім — комплекс включення.

Класифікація

Розрізняють дві групи СВ:

  • 1) молекулярні СВ, в яких молекула-господар містить одну або декілька частинок, в порожнині, що підходить геометрично і які існують в твердій фазі і в розчинах (приклад — СВ на основі фулеренів);
  • 2) ґраткові СВ, в яких частинки-гості включено в порожнини тривимірної ґратки. Ґраткові СВ формують макромолекулярні неорганічні речовини (мінерали) та тверді вуглецьвмісні викопні речовини (графіт, шунгіт, кам'яне вугілля, сланці).

Процес утворення СВ — інтеркалювання — включає дифузію молекул або йонів в ґратку твердого тіла та їх утримування (фіксацію) в порожнинах, які вже існують або формуються в ґратці під конкретну частинку-гостя. Максимальну здатність утворення СВ проявляють шаруваті мінерали (каолініт, монтморилоніт, вермикуліт та ін.) та речовини на основі вуглецю (графіт, вугілля). В них частинки-гості розташовуються між шарами речовини-господаря та утворюють самостійні двомірні шари (фази включення).

Залежно від характеру порожнини сполуки включення можна класифікувати як решітчасті, коли порожнина виникає внаслідок утворення кристалічної решітки; молекулярні, коли порожнина виникає в одній молекулі, і сполуки включення, утворені високомолекулярними речовинами за рахунок порожнин між ланцюгами макромолекул. Решітчасті сполуки включення можуть бути канальні (порожнина подібна до каналу) і клатратні (порожнина подібна до клітки). Клатрати використовують для зберігання газів або їх розділення. Завдяки утворенню сполуки включення з сечовиною розділяють вуглеводні, які різняться будовою вуглецевого ланцюга.

Розповсюдження і приклади

До речовин, що здатні легко утворювати сполуки включення, належать целюлоза, крохмаль (сполука включення з йодом), білки, мінерали, цеоліти, монтморилоніт, галуазит та багато інших, які мають велике практичне значення.

В природі СВ не утворюють самостійних родовищ, але є супутниками шаруватих мінералів та твердих горючих копалин. Найбільш вивчено графітові СВ (сполуки інтеркалювання графіту), розроблено методи та технології їх промислового виробництва, визначено галузі їх застосування: протипожежні фарби, термостійкі (до 1500 °С) вироби, теплоізоляційні матеріали (замінники азбесту) та ін.

Сполуки включення вугілля (СВВ) — тверді речовини, в яких молекули або йони включено в порожнини просторового вугільного каркаса. СВВ належать до групи СВ з просторово рухливими ґратками, порожнини яких утворюються під впливом інтеркалювання частинок-гостей. В гірничо-геологічних умовах СВВ утворюються внаслідок дії низькомолекулярних речовин (вода, метан, солі металів), що утримуються всередині органічного каркаса вугілля, який формується в ході метаморфізму. Типові представники природносформованих СВВ — вугілля солоне, вугілля насичене метаном або водою (вугілля буре). Вугілля утворює СВВ при взаємодії з різними речовинами (органічні розчинники, луги, окиснювачі), що використовують для зміни їх властивостей в процесах термохімічної переробки.

Див. також

Джерела

image Це незавершена стаття з хімії.
Ви можете проєкту, виправивши або дописавши її.

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Spolu ki vklyu chennya abo klatra ti spoluki v yakih molekuli abo joni znahodyatsya v porozhninah inshoyi molekuli abo prostorovogo karkasa rechovini gospodarya ta pov yazani z nim nekovalentnimi zv yazkami jonnimi vodnevimi donorno akceptornimi ta inshimi 18 Kraun 6 eter navkolo ionu Kaliyu fioletovij Zagalnij opisSpoluki vklyuchennya posidayut promizhne misce mizh tverdimi rechovinami vklyuchennya i istinnimi himichnimi spolukami Spoluki vklyuchennya utvoryuyutsya vnaslidok proniknennya odniyeyi abo kilkoh molekul odnogo vidu v porozhninu molekuli abo kristalichnoyi reshitki drugogo Valentni sili pri comu ne diyut ale molekula vklyuchennya ne mozhe zalishiti svogo miscya tobto ne maye vihodu u zovnishnye seredovishe bo vona otochena z usih bokiv molekulami rechovini yaka yiyi vklyuchaye Spoluki vklyuchennya doslidzhuyut metodami rentgenografiyi i spektroskopiyi Spoluki vklyuchennya utvoryuyutsya perevazhno pri zmishuvanni nasichenih i perenasichenih rechovin Spoluka v yakij molekulu gostya vprovadzheno v porozhninu kristalichnoyi gratki abo v molekulyarnu porozhninu molekuli gospodarya ale mizh molekulami gostya ta gospodarya ne vinikaye kovalentnogo zv yazku a ye lishe vzayemodiyi na rivni vandervaalsivskih sil vodnevih zv yazkiv prote pri obov yazkovij umovi isnuvannya abo viniknennya pid vplivom gostya pustot i yih geometrichnij vidpovidnosti rozmiram addenda Krim nespecifichnoyi vzayemodiyi zumovlenoyi efektom porozhnini istotnu rol mozhut vidigravati specifichni i prisutnist pevnih storonnih rechovin mozhe spovilnyati abo j unemozhlivlyuvati utvorennya takih spoluk primorom sirchani spoluki pripinyayut utvorennya spoluk vtisnennya n parafiniv u karbamid Osnovni tipi spoluk vklyuchennya sharisti interkalyacijni kanalni tunelni tipu parafiniv u karbamidi ta klatrati ce spoluki gratchastoyi budovi nestehiometrichni ale sered usih inshih nestehiometrichnih spoluk vidilyayutsya tim sho pri yih utvorenni v osnovnomu ne porushuyetsya karkasna kristalichna gratka gospodarya todi yak utvorennya tverdih rozchiniv vede do porushennya trivimirnogo poryadku gratok Molekulyarni spoluki vklyuchennya utvoryuyutsya za rahunok molekulyarnih porozhnin na vidminu vid gratchastih mozhut isnuvati j v ridkij fazi v rozchinah napriklad spoluki ciklodekstriniv Sinonim kompleks vklyuchennya KlasifikaciyaRozriznyayut dvi grupi SV 1 molekulyarni SV v yakih molekula gospodar mistit odnu abo dekilka chastinok v porozhnini sho pidhodit geometrichno i yaki isnuyut v tverdij fazi i v rozchinah priklad SV na osnovi fulereniv 2 gratkovi SV v yakih chastinki gosti vklyucheno v porozhnini trivimirnoyi gratki Gratkovi SV formuyut makromolekulyarni neorganichni rechovini minerali ta tverdi vuglecvmisni vikopni rechovini grafit shungit kam yane vugillya slanci Proces utvorennya SV interkalyuvannya vklyuchaye difuziyu molekul abo joniv v gratku tverdogo tila ta yih utrimuvannya fiksaciyu v porozhninah yaki vzhe isnuyut abo formuyutsya v gratci pid konkretnu chastinku gostya Maksimalnu zdatnist utvorennya SV proyavlyayut sharuvati minerali kaolinit montmorilonit vermikulit ta in ta rechovini na osnovi vuglecyu grafit vugillya V nih chastinki gosti roztashovuyutsya mizh sharami rechovini gospodarya ta utvoryuyut samostijni dvomirni shari fazi vklyuchennya Zalezhno vid harakteru porozhnini spoluki vklyuchennya mozhna klasifikuvati yak reshitchasti koli porozhnina vinikaye vnaslidok utvorennya kristalichnoyi reshitki molekulyarni koli porozhnina vinikaye v odnij molekuli i spoluki vklyuchennya utvoreni visokomolekulyarnimi rechovinami za rahunok porozhnin mizh lancyugami makromolekul Reshitchasti spoluki vklyuchennya mozhut buti kanalni porozhnina podibna do kanalu i klatratni porozhnina podibna do klitki Klatrati vikoristovuyut dlya zberigannya gaziv abo yih rozdilennya Zavdyaki utvorennyu spoluki vklyuchennya z sechovinoyu rozdilyayut vuglevodni yaki riznyatsya budovoyu vuglecevogo lancyuga Rozpovsyudzhennya i prikladiDo rechovin sho zdatni legko utvoryuvati spoluki vklyuchennya nalezhat celyuloza krohmal spoluka vklyuchennya z jodom bilki minerali ceoliti montmorilonit galuazit ta bagato inshih yaki mayut velike praktichne znachennya V prirodi SV ne utvoryuyut samostijnih rodovish ale ye suputnikami sharuvatih mineraliv ta tverdih goryuchih kopalin Najbilsh vivcheno grafitovi SV spoluki interkalyuvannya grafitu rozrobleno metodi ta tehnologiyi yih promislovogo virobnictva viznacheno galuzi yih zastosuvannya protipozhezhni farbi termostijki do 1500 S virobi teploizolyacijni materiali zaminniki azbestu ta in Spoluki vklyuchennya vugillya SVV tverdi rechovini v yakih molekuli abo joni vklyucheno v porozhnini prostorovogo vugilnogo karkasa SVV nalezhat do grupi SV z prostorovo ruhlivimi gratkami porozhnini yakih utvoryuyutsya pid vplivom interkalyuvannya chastinok gostej V girnicho geologichnih umovah SVV utvoryuyutsya vnaslidok diyi nizkomolekulyarnih rechovin voda metan soli metaliv sho utrimuyutsya vseredini organichnogo karkasa vugillya yakij formuyetsya v hodi metamorfizmu Tipovi predstavniki prirodnosformovanih SVV vugillya solone vugillya nasichene metanom abo vodoyu vugillya bure Vugillya utvoryuye SVV pri vzayemodiyi z riznimi rechovinami organichni rozchinniki lugi okisnyuvachi sho vikoristovuyut dlya zmini yih vlastivostej v procesah termohimichnoyi pererobki Div takozhSupramolekulyarna himiyaDzherelaGlosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 Goncharov A I Kornilov M Yu Dovidnik z himiyi K Visha shkola 1974 304 s Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Fizichni procesi ta yih mikroskopichni modeli v periodichnih neorganichno organichnih klatratah monografiya I I Grigorchak P P Kostrobij I V Stasyuk ta in M vo osviti i nauki Ukrayini Nac un t Lviv politehnika Lviv Rastr 7 2015 286 s il Bibliogr v kinci rozdiliv ISBN 978 617 7359 10 3 Ce nezavershena stattya z himiyi Vi mozhete dopomogti proyektu vipravivshi abo dopisavshi yiyi

Дата публікації:
Топ