• РЕГИСТРАЦИЯ
Елена Устинова
18 февраля 23:15 3410 49 38.89

Осторожно, популяризация фундаментальной науки!


В Интернете в нескольких вариантах опубликовано сообщение о предсказании и открытии новой химии «запрещенных» химических соединений:

1. https://postnauka.ru/video/31703 - Интернет-журнал «ПостНаука» (лекция);

2. https://www.gazeta.ru/science/2013/12/20_a_5811369.shtml (материалы, подготовленные отделом науки «Газеты.Ru» и МГУ в рамках сотрудничества с «Фестивалем науки»)

3. http://www.studfiles.ru/preview/4373084/page:2/ ( статья в Журнале МФТИ «За науку», 2014 г., №1).

Автор публикаций - Артем Оганов, выпускник геологического факультета, адъюнкт-профессор МГУ, профессор Университет штата Нью-Йорк в Стоуни-Бруке, работает по мегагранту российского правительства в Московском физико-техническом институте.

Информация на сайтах является популяризацией, которая по определению предполагает распространение в общепонятной форме среди широких масс серьезных научных материалов. В данном случае это материалы статьи под названием «Unexpected stable stoichiometries of sodium chlorides» (20 DECEMBER 2013 VOL 342 SCIENCE), созданной интернациональным коллективом из 10 авторов.

Популяризация фундаментальных научных знаний, а тем более принципиально новых достижений, представляет собой очень не простую задачу. Прежде всего, это - большая ответственность со стороны автора перед теми, кому предназначена информация, а также в отношении адекватной оценки значимости новых достижений. Известно, что основная цель популяризации науки – обеспечение усвоения научной культуры, в частности, престижа науки, а также непрерывности образовательного процесса. Предлагаемая популяризация не обеспечивает эти цели, а скорее наоборот, способствует тиражированию таких представлений, которые можно считать разрушительными, особенно в части образовательной функции.

Лекция начинается с условного примера, моделирующего ситуацию, в которой школьная учительница по химии спрашивает у учеников формулу хлорида натрия.

Профессор полагает, что успевающий ученик ответит: NaCl (натрий хлор), а отстающий ученик скажет что-нибудь типа: NaCl3 или Na2Cl. Далее следует радостное для двоечников сообщение, что они, оказывается, тоже правы, и могут не лить слезы, будучи наказанными за незнания правил химии. И это потому, что согласно последним результатам, полученным профессором и его коллегами (в декабре 2013 г.), было дано не только теоретическое предсказание существования и устойчивости таких соединений, но и экспериментальное их подтверждение.

Из текста лекции следует:

1. Было предсказано, что при давлениях, начиная с 20 гигапаскалей (ГПа), это 200 тысяч атмосфер, начнут образовываться соединения Na3Cl, Na2Cl, Na3Cl2, NaCl3и NaCl7, которые совершенно очевидно полностью нарушают правила химии, и которые названы «запрещенными» — в кавычках, но уже разрешенные благодаря новым предсказаниям.

2. Речь идет не только о хлоридах натрия. Практически в любой химической системе будут образовываться новые соединения, которые не поддаются нормальным традиционным правилам химии. По классической химии, например, возможен только MgO. Под давлением образуется Mg3O2 — это соединение совершенно неклассическое. Практически во всех системах, которые были подвергнуты анализу, при достаточно высоком давлении происходят такие аномалии образования соединений, которые совершенно невообразимы с точки зрения нормальной химии.

3. Удалось открыть новый класс химических соединений, к которому отнесены поверхностные соединения, которые возникают при высоких давлениях и противоречат традиционным правилам химии; оказывается, что на поверхности химический состав вещества может отличаться от состава в глубине кристалла, например, кристалл нитрида галлия имеет химический состав GaN, а на поверхности это может быть GaN2 или GaN3, или Ga2N3)..

Профессор полагает, что эти примеры демонстрируют, что такое «запрещенные» химические соединения и «запрещенная» химия, и в качестве обоснований рассматривает правила «классической химии», нарушенные в данном случае:

1. Когда натрий и хлор встречаются, самое естественное, если натрий отдаст свой электрон хлору. Натрий приобретет заряд +1, хлор приобретет заряд -1, и единственный способ, единственная пропорция, в которой эти два элемента могут сочетаться, — это один к одному, иначе электрической нейтральности не будет. С точки зрения классической химии единственное сочетание, в котором могут быть эти элементы, — это один к одному, другое совершенно исключено.

2. Также это связано с характером электрической связи. Вспомним понятие электроотрицательности. Ионная связь означает, что у атомов есть заряд, а если заряды есть, они должны взаимно компенсироваться. У натрия может быть заряд только +1, у хлора может быть заряд только -1, другое не предусматривается в рамках данной концепции. Но если вы повысите давление, то повылезают  (выражение  А.Оганова, Е.У.) запрещенные химические соединения. Почему так происходит? Дело в том, что правила химии, которые мы знаем по учебникам, были сформулированы на основе анализа огромного массива экспериментальных данных при нормальных условиях. При нормальных условиях наиболее устойчивой формой вещества является та форма, у которой наименьшая энергия.

3. .Практически во всех системах, которые мы анализировали , например, «магний — кислород» «калий — хлор» , при достаточно высоком давлении происходят такие аномалии образования соединений как Mg3O2 , K5Cl4 , K4Cl3 K3Cl5 ,которые совершенно невообразимы с точки зрения нормальной химии. Что касается зарядового баланса, ведь я начал с этого, то в данном случае он соблюдаться не должен, потому что большинство этих соединений — хотя не все — являются металлами, фактически металлическими сплавами между натрием и хлором или калием и хлором и так далее. А в металлических сплавах правило зарядового баланса уже не работает.

Затем автор говорит о том, что

«Пока непонятно, какие правила будут описывать и эти обобщенные условия. Понятно, что какие-то правила изобретены будут, понятно, что вот этот новый класс или новые классы химических соединений рано или поздно будут осмыслены».

Как видно, для эффектной подачи открытия новой и якобы запрещенной химии лектор обращается к познаниям школьников, выделяя для рассуждений о таком значимом для всей современной химии событии , двоечника.

Конечно, каждый автор имеет право на умозрительные построения для придания тексту или речи остроты и яркости, но и они должны быть состоятельными , т.е. обеспечивать доказательность и обоснованность рассуждений. Ведь речь всерьез идет о научном открытии и о создании новой химии.

Обыденный здравый смысл подсказывает, что наш плохой ученик вряд ли пойдет по сложному пути, предполагаемому лектором, т.е. он не будет выдумывать подстрочные индексы для натрия или хлора, а самый простой подход таков – раз спрашивают о формуле хлористого натрия, значит, натрий и хлор. И незачем выдумать что-то еще.

Интересно, что наше предположение вполне подтверждается реальностью - на сайте (https://otvet.mail.ru/question/46123502 ) самый первый ответ на тот же самый вопрос такой - по словам можно догадаться.

Поэтому предполагаемая профессором реакция со стороны двоечника вряд ли будет иметь место. А что касается хороших учеников, то здесь вполне ожидаема ситуация значительно более серьезная, реальная и одновременно проблематичная, в первую очередь, для самого лектора .

В этом случае с большой вероятностью можно ожидать , что хороший ученик попросит учительницу, а, значит, профессора, уточнить, о какой формуле идет речь. Дело в том, что из школьного учебника известно, что существуют разные типы химических формул: простейшие, молекулярные, структурные, пространственные. (Учебник по химии для 8-9 классов С.Т.Жукова http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov1/02.html).

Он также знает , что химические соединения по строению делятся на две группы: молекулярные и немолекулярные, или стехиометрические и нестехиометрические, причем хлорид натрия является немолекулярным (нестехиометрическим ) соединением.

Известно, что общая электронная пара образуется в молекулярных соединениях, а в кристаллической поваренной соли нельзя очертить отдельные молекулы, так как их там нет. 

Поляризованные атомы хлора и натрия в решетке хлорида натрия не связаны попарно между собой, поэтому формула NaCl является истинной только для молекул, находящихся в парообразном состоянии.

 Если же иметь в виду строение кристаллического хлорида натрия , то оно характеризуется кристаллохимической формулой, запись которой осуществляется с помощью специальной символики, и структура NaCl будет записана следующим образом:[ NaCl 6/ 6 ]3∞. 

Это значит, что каждый ион хлора окружен шестью ионами натрия, а значок 3∞ показывает, что структура NaCl координационная, т.е. этот мотив распространяется в трех измерениях до бесконечности (см,например, Г.Б.Бокий «Кристаллохимия», Изд-во «Наука» М, 1971г.Стр.237-247 и др.).

Что касается правила электронейтральности, то, как следует из того же учебника С.Т.Жукова, оно соблюдается при составлении простейших формул ионных соединений, а из-за ненаправленности и ненасыщенности ионной связи «упаковка» ионов в ионном кристалле осуществляется по принципу «сколько влезет» , т.е. в зависимости от размеров ионов.

Из школьных учебников, учебных пособий, справочной литературы давно известно, что химические соединения, не подчиняющиеся законам классической химии, были предсказаны в начале XIX К.Л.Бертолле.

А выдающийся русский ученый Николай Семенович Курнаков (1860–1941) при изучении сложных многокомпонентных систем вначале ХХ века установил образование фаз или соединений переменного состава, существование которых допускал Бертолле и получил такие соединения как NаНg2, КНg2 , Mg3Ag, МgАg и др, которые не отвечали правилам классической химии.

В настоящее время известно, что в неорганической химии свыше 95 % химических соединений являются не подчиняющихся законам стехиометрии, т.е. это нестехиометрические соединения, немолекулярного строения , в том числе галогениды щелочных и щелочноземельных металлов, например хлорид натрия.

Из справочной литературы легко получить сведения о том, что простейший тип нестехиометрических соединений широко представлен галогенидами щелочных металлов, в которых имеется избыток ионов металлов, образующийся вследствие наличия анионных вакансий.

Такого типа нестехиометрические соединения очень легко получают при нагревании хлорида натрия в парах натрия. При этом решетка связывает атомы натрия, которые затем занимают в ней такие же регулярные положения, как и ионы Na, а освобождающиеся электроны захватываются вблизи вновь образованных анионных вакансий , которые, до тех пор пока они свободны, являются центрами эффективного положительного заряда в кристалле.( http://www.ngpedia.ru/id451515p2.html ).

В решетке NаСl может быть избыточный натрий. В этом случае ион избыточного натрия занимает свое место в решетке, а на месте иона С1 оказывается электрон ( http://chem21.info/page/114190024021192219215098175135053001174098065125.)

К нестехиометрическим соединениям относятся и поверхностные соединения. Этим своеобразным химическим соединениям, неопределенным в отношении стехиометрии и фазового состава, в учебном пособии В. Б. Алесковского «Химия твердых веществ» (  М.: Высш. шк.,1978. С. 49–52).посвящена целая глава.

 Здесь же сказано, что впервые открытие поверхностных соединений было сделано Н.А.Шиловым совместно с его учениками К.В.Чуматовым, М.М.Дубининым, Т.Шатуновской, Л.К.Лепинь, в 30-ых годах ХХ века.

Эти соединения позднее получили название поверхностных соединений Шилова, а их исследование и применение получило очень широкое развитие, особенно в области катализа.

Нам же лектор преподносит их как открытие нового «запрещенного» класса соединений .

Комментарии не нужны.

В настоящее время известны четыре основных типа нестехиометрических соединений, которые «нарушают» правила стехиометрии:

- содержащие избыточное количество атомов металла вследствие анионных вакансий;

- с избытком металла при наличии катионов в междоузлиях;

- содержащие избыток электроотрицательного компонента при наличии аниона в междоузлиях;

- с избытком электроотрицательного компонента при наличии катионных вакансий.

( Химическая энциклопедия, М.«Советская энциклопедия», том 2 , 1990г, стр.221-222).

Хрестоматийный факт существования нестехиометрической химии позволяет школьнику задать вопрос профессору, почему эту химию, по определению не подчиняющуюся правилам стехиометрии и валентности, предлагается считать новой и даже «запрещенной».

Дело не столько в том, что вопрос о формуле хлорида натрия имеет не один ответ, а главное в том, что современная реальная химия, которая уже давно стала частью классической химии, по определению изучает химические системы, в которых не соблюдаются указанные лектором правила.

Другими словами, сам факт существования нестехиометрической химии является неоспоримым доказательством отсутствия запрета, а соединения, нарушающие эти правила, составляют подавляющее большинство неорганических химических соединений.

Заметим, что уже давно установлены правила той самой химии, которая по определению нарушают указанные профессором правила, согласно которым:

• само существование нестехиометрических соединений может быть понятно только исходя из их структуры;

• не существует связи между химической формулой твердого вещества и его структурой;

• исследования кристаллических структур уже привели к пересмотру многих химических формул путем перегруппировки атомов в соответствии с реальными группами, присутствующими в кристалле;

• формулы многих неорганических соединений на первый взгляд кажутся несовместимыми с нормальными валентностями атомов, но на самом деле легко объяснимы в свете строения молекулы или кристалла,

• под нестехиометрией подразумевает структурную неупорядоченность, а часто и присутствие того или иного элемента более чем в одном валентном состоянии; кристаллохимические и химические единицы не совпадают

Эмпирическая формула    Ga Cl2           ( NH4)2 SbCl 6

 Структурная формула   Ga1(Ga111Cl4).       ( NH4)4 (Sb 111Cl 6 )( SbvCl 6)

• понятие о молекуле неприменимо к кристаллическим веществам с ионной связью, а для удобства проведения химических расчетов в немолекулярном веществе выделяют так называемую формульную единицу - группа атомов, входящих в состав немолекулярного вещества, соответствующая простейшей формуле этого вещества

Эта информация не из школьных учебников, но она имеется в литературе, предназначенной для студентов, и представляется вполне доступной для понимания даже школьнику.

(Например, А.Уэллс «Структурная неорганическая химия». Изд-во «Мир» М.1987г. Том І).

В то же время, такие понятия как нестехиометрические химические соединения или соединения немолекулярного строения даже не упоминаются лектором, хотя без этих представлений вообще невозможно говорить о какой либо «новой» химии, тем более, что единственным обоснованием этой «новизны» является как раз несоблюдение правил стехиометрии.

Что касается заявления о предсказании и даже открытии нового класса химических соединений, то для этого совершенно недостаточно указания формульного состава, поскольку, как было сказано, само существование нестехиометрических соединений, т.е. соединений по определению не отвечающих законам традиционной химии, может быть понятно только исходя из их структуры, а не формульного состава.

Однако в лекции отсутствуют какие-либо доказательства того, что формулы типа Na3Cl, Na2Cl, Na3Cl2 или Mg3O2 , K5Cl4 , K4Cl3 K3Cl5 вообще относятся к химическим соединениями, а тем более, отсутствуют основания для утверждения о том , что продемонстрировано открытие нового класса химических соединений.

Таким формульным составам может соответствовать большое количество конкретных химических систем, которые не всегда представляют собой химические соединения, и последнее требует доказательств.

Рассуждая об открытии нового класса химических соединений, лектор приводит такие сведения:

этот новый класс или новые классы химических соединений рано или поздно будут осмыслены;

• большинство этих соединений — хотя не все — являются металлами, фактически металлическими сплавами между натрием и хлором или калием и хлором.

Что можно сказать по поводу подобных «доказательств».

Во-первых, простая логика не допускает делать выводы, да еще такой значимости как открытие нового класса химических соединений, если не существует даже понимания того, что именно создано, не говоря уже об отсутствии доказательств.

.Во-вторых, утверждение о том, что «соединения» Na3Cl, Na2Cl, Na3Cl2 являются металлами, у химиков может вызвать, мягко говоря, недоумение, поскольку согласно Периодическому Закону в его современном виде, к металлам относится 94 элемента из всех открытых; все остальные являются неметаллами.

В химии существует понятие полуметаллы, которое относится к химическим элементам, расположенным в периодической системе на границе между металлами и неметаллами.

В то же время известно, что в других областях науки термин «металл» может иметь другое значение. В астрофизике термин «металл» обозначает все химические элементы тяжелее гелия.

В физике металлам, как проводникам, противопоставляются полупроводники и диэлектрики, а полуметаллы характеризуются тем, что на уровне Ферми разрешённые состояния существуют только для электронов с определенным направлением спина.

Это называется профессиональным жаргоном, разновидностью жаргона, которой использует группа людей, объединенных по профессиональному признаку. Подчеркиваем, что лектор говорит о новых химических соединениях и даже о новой химии, а это обязывает использовать соответствующую, причем общепринятую именно в химии терминологию.

В любом случае при такой ситуации исключается вполне адекватное обсуждение химического содержания и химической сущности систем типа Na3Cl, названного металлом или металлическим сплавом.

В первом случае по той причине, что в химии Na3Cl не может называться металлом, поскольку металл – это элемент, а не соединение. Во втором случае, по той причине, что сплавы по определению вещества, которые по структуре делятся на механические смеси, химические соединения, твердые растворы, при этом в механических смесях компоненты могут содержаться в произвольных соотношениях.

Как видно, получение некоторых сплавов при любых соотношения компонентов нисколько не запрещено, а строение или структура зависят от условий и должны быть подтверждены структурными показателями.

Итак, сведения из общедоступной химической литературы говорят о том, что описание химической системы с помощью элементного (формульного) состав и термина «сплав» никоим образом не характеризует эту систему как химическое соединение вообще, а тем более, как неожиданное химическое соединение нового класса.

Все сказанное свидетельствует о том, что в материалах автора отсутствуют сколь-нибудь внятные обоснования открытия новой химии и «запрещенных» химических соединений. Зато проявились явные провалы в хрестоматийных знаниях химии.

Тем не менее, Отдел науки «Газеты.Ru» публикует статью под названием «Первые ласточки новой химии», которая предваряется текстом, выделенным очень крупным шрифтом и, в духе реклам новых бытовых средств, объявляющим, что:

"Школьные учебники по химии нужно переписывать — к такому выводу пришел российский ученый Артем Оганов со своими коллегами, изучая кристаллические структуры из натрия и хлора.

С помощью метода USPEX ученым удалось обнаружить, что совершенно невозможные с точки зрения правил химии соединения натрия и хлора существуют и вполне термодинамически стабильны. По всем правилам NaCl — единственное соединение, которое может существовать в этой системе.

Переписать эту основополагающую главу наших учебников решились исследователи под руководством российского ученого Артема Оганова".

И далее:

В корне изменяющие представление о химии структуры были рассчитаны с помощью метода предсказания кристаллических структур, разработанного Огановым, а сейчас используемого более 1500 ученых по всему миру.

Экзотические соединения не только расширяют наши горизонты познания химии, но и могут принести ощутимую пользу в будущем. Так, NaCl7, NaCl3, Na3Cl2 и Na2Cl — металлы (так объясняется видимое несоблюдение электронейтральности — концепция зарядового баланса для них неприменима), а полупроводниковая — только одна из фаз NaCl3 .

 Металлический Na3Cl — особенный. Он состоит из слоев NaCl и слоев чистого натрия.Слои NaCl — диэлектрики, а слои натрия — проводники, поэтому этот материал имеет очень интересную двумерную проводимость. 

Такого рода вещества в последнее время показывают целый ряд интересных физических явлений. Подобной двумерной структурой, например, обладают графит, его монослой — знаменитый графен, а также многие сверхпроводники.

Относительно « рекламного текста» все должно быть уже ясно из того, что сказано выше.А выше показано, что Артем Оганов демонстрирует отсутствие знания химии даже в объеме школьного учебника. 

Он не имеет представления о классической химии, включающей химию нестехиометрических соединений, которая постулирует известное даже школьникам правило – формульная единица, в данном случае формулы, которые представлены А.Огановым, не отражает строения и структуры  вещества, а  лишь его состав, и одной такой формуле может соответствовать множество конкретных структур. Такая формула не обязательно принадлежит химическому соединению вообще, это еще требует доказательств.

Однако А.Оганов просто не имеет таких познаний, которые доступны даже школьникам, а потому ему ничто не мешает делать непостижимые по огульности и амбициозности заявления. 

На основе именно формульных единиц, оказывается, позволительно заявлять, что они в корне изменяют представления о химии структуры.

Нельзя не обратить внимания на выделенное словосочетание, которому нет места в химии и употребление которого простительно разве что газетчикам.

 В химии известны такие понятия как химическая структура и структурная химия, каждое из которых имеет свой определенное значение, и их смысл ясен специалистам.

Словосочетание химия структуры не несет какого-то смыслового содержания, понятного специалистами.

Понятно только то, что это вульгаризм, который характерен для журналистов, рассуждающих о непостижимых для них научных фактах и теориях, что и способствует вольному  обращению  с терминами вплоть до создания собственных, т.е. попросту отсебятины.

Еще раз подчеркиваем, что ни указание формульных единиц, ни термины металлы и сплавы, ни громкие, но бессодержательные слова об экзотических соединениях, которые расширяют горизонты химии структур, никакого отношения собственно к химическим структурам или строению как носителям свойств химических соединений, не имеют.

Если и можно что-то говорить о строении или структурных признаках предсказанных и полученных объектов, то только по следующим сведениям:

1. Что касается зарядового баланса таких соединений как NaCl7, NaCl3, Na3Cl2 и Na2Cl , то в данном случае он соблюдаться не должен, потому что большинство этих соединений являются металлами,фактически металлическими сплавами, а в металлических сплавах правило зарядового баланса уже не работает, видимое несоблюдение электронейтральности - концепция зарядового баланса здесь для них неприменима.

2. Полупроводниковая — только одна из фаз NaCl3 . Металлический Na3Cl — особенный. Он состоит из слоев NaCl и слоев чистого натрия. Слои NaCl — диэлектрики, а слои натрия — проводники, поэтому этот материал имеет очень интересную двумерную проводимость. Такого рода вещества в последнее время показывают целый ряд интересных физических явлений. Подобной двумерной структурой, например, обладают графит, его монослой — знаменитый графен, а также многие сверхпроводники.

Какие бы конкретные химические системы не имели формульные составы, соответствующие NaCl7, NaCl3, Na3Cl2 и Na2Cl, они  ни при каких обстоятельствах не будут в химии названы металлами, о чем уже было сказано.

  Даже, если эти формулы относятся к сплавам, которые можно назвать металлическими, то они опять же будут отражать только состав, но никак не строение или структуру.

Рассуждения об отсутствии видимой электронейтральности и о том, что в металлических сплавах правило зарядового баланса уже не работает, являются еще одним непосредственным подтверждением того, что А.Оганов не владеет знаниями химии нестехиометрических соединений , а кроме того не соблюдает требований элементарной логики.

Сначала А.Оганов утверждает, что кристаллическое химическое соединение не может существовать при отсутствии электронейтральности, и это правильно. Но, если судить по приведенным формулам, то видно, что электронейтральность в них отсутствует. По логике получается, что это не может быть химическим соединением.

Тем не менее, А. Оганов «объясняет» отсутствие элекронейтральности тем, что это металлические сплавы, а по отношению к ним эти правила якобы не работают.

Однако металлические сплавы, как уже было сказано, могут быть и химическими соединениями, и механическими смесями, и только в последнем случае правило электронейтральности не то, что не работает, оно по определению не относится к таким системам, которые могут быть созданы при любом соотношении компонентов.

Но эта система - смесь, а не химическое соединение. Создается глубокое внутреннее противоречие: пояснение отсутствия электронейтральности приводит к тому, что это смеси, но это  не совместимо с понятием химическое соединение, которое фигурировать как превалирующее, при том, что слово смесь  вообще не упоминается. Автор буквально в каждой строчке подчеркивает, что получены и предсказаны новые химические соединения

Так что же представляют собой рассматриваемые объекты: то ли химические соединения, для которых невозможно отсутствие электронейтральности, то ли металлические сплавы, для которых это правило не действует только в том случае, если  это - смеси. 

А.Оганов оставляет это несовместимое противоречие без ответа, а точнее, он просто не задается этим вопросом, поскольку не осознает его реальность.

На самом деле вопрос решается очень просто, поскольку ответ содержится в принципах химии нестехиометрических соединений, которые дают возможность объяснить видимое нарушение электронейтральности, но о которых автор не имеет никакого представления, иначе бы не попал в логическую и смысловую ловушку.

Одно из объяснений, известных , если не из школьных учебников, то уж точно из учебных пособий для студентов , приведено выше – это присутствие того или иного элемента более чем в одном валентном состоянии, вследствие чего кристаллохимические и химические единицы не совпадают.

В упомянутой выше книге А.Уэллса указывается, что формулы многих неорганических соединений на первый взгляд кажутся несовместимыми с нормальными валентностями атомов, т.е. отсутствует видимая электронейтральность, но на самом деле легко объяснимы в свете строения (структуры) молекулы или кристалла.

( А.Уэллс, «Структурная неорганическая химия». Изд-во «Мир» М.1987г. Том І).

Существуют и другие варианты сохранения электронейтральности в кристаллах, которые описаны в многочисленных публикациях, в частности, в работах В.С.Урусова.

( Урусов В. И. Теоретическая кристаллохимия. М.: Изд-во МГУ, 1987г. и др.).

В любом случае это вопрос структурных факторов, а не простейших эмпирических формул, отображающих состав.

К структурным признакам можно отнести следующие приведенные выше   данные из текста статьи о «первых ласточках»:

Na3Cl состоит из слоев NaCl и слоев чистого натрия. Слои NaCl — диэлектрики, а слои натрия — проводники, поэтому этот материал имеет очень интересную двумерную проводимость.

И далее отмечается, что

такого рода вещества существуют, подобной двумерной структурой, например, обладают графит и его монослой — знаменитый графен.

Как видно, сам автор говорит о том, что такого рода вещества существуют. Это означает, что они не представляют собой новый класс, поскольку являются аналогами  известных, подобными им , а главное, они не противоречат химической реальности, т.е. ее правилам и по факту существования вовсе не запрещены. (Опять логика хромает).

Однако основания рассматривать графит и графен веществами такого же рода как Na3Cl отсутствуют.

Во-первых, в рассуждениях лектора имеет место недопонимание того, что двухмерность и многослойность структуры – это разные понятия, и уже по одной этой причине сравнения оказываются ошибочными.

Графен по определению двумерная модификация углерода, образованная одним слоем атомов углерода (элемента), в то время, как Na3Cl , по утверждению автора, состоит из нескольких слоев, разных по элементному составу и по строению (NaCl и чистый натрий).

Что касается графита, то он действительно имеет слоистое строение, но все слои состоят из атомов одного и того же элемента – углерода, это по определению аллотропная модификация элемента углерода

Тем не менее, соединения такого рода, как охарактеризован Na3Cl, действительно известны и достаточно давно, в том числе, на основе графита, но не сам графит, а тем более не графен.


Эти соединения называются соединениями включения или внедрения, которые давно известны. 

Сведения о таких соединениях можно считать хрестоматийными, поскольку уже в 70 годах прошлого века они были известны даже студентам (см, например, учебные пособия В.Б. Алесковского ).

В Химической энциклопедии 1990г. имеется следующее определение:

Это соединения, образующиеся в результате внедрения каких-либо реагентов в межслоевое пространство кристаллических веществ со слоистым типом структуры.

Веществом « хозяином» могут служить графит, дихалькогениты переходных металлов, природные глины и др, «гостем»- атомы металла ( щелочного, Cu ,Ag) или нейтральные молекулы, образующие дискретные двухмерные слои, разделённые элементами структуры «хозяина».

Слоистая структура графита позволяет многим веществам проникать в пространство между слоями с образованием нестехиометрических слоистых соединений графита.

Слоистые соединения образуют щелочные металлы, галогены, галогениды металлов, сильные кислоты, (http://www.alhimik.ru/stroenie/gl_19.htm).

Нельзя не заметить, что описание строения Na3Cl вполне соотносится с приведенным определением нестехиометрических химических соединений включения, где вещество-хозяин – галогенид металла (хлористый натрий), а вещество – гость – атом щелочного металла (натрия).

Представляется вполне логичным и обоснованным осмысление запрещенных «хлоридов натрия» с позиции именно таких структурных образований, что кардинально отличается от проведения аналогий с графитом и графеном, а тем более, с формульной единицей NaCl, не имеющей никакого отношения к структурным представлениям.

Вполне возможно, что при этом будут обнаружены отличительные признаки, и тогда уже можно будет говорить о новизне структуры объекта и о том, что он является химическим соединением, и возможно, о новом типе нестехиометрии.

Для такого осмысления нужны всего лишь знания химии нестехиометрических соединений на достаточно доступном уровне, но они у автора отсутствуют. Потому-то он с легкостью говорит о расширении горизонта познания химии , которая ему вовсе не известна, и лихо заявляет о том, что школьная химия отменяется.

Удивительно, но журнал МФТИ с обязывающим названием «За науку», публикует эти свидетельства не только узкого кругозора, а воинствующего невежества, откровенно претендующего на пророчество, ниспровержение правил традиционной химии и создание совершенно новой химии, ранее «запрещенной» (в настоящее время самое любимое слово во всех сферах нашей жизни).

Подчеркиваю, что речь шла только о публикациях одного из авторов статьи из журнала SCIENCE, материал которой не содержит призывов к пересмотру классической химии и запрету школьной химии.

По нашему убеждению, если что и надо отменить и запретить тиражировать, так это несостоятельные популяризации научных открытий.

Понятно, что это практически невозможно, но возможна и необхдима реакция представителей химической науки.

А.Оганова к этому сообществу отнести нельзя ни по полученному образованию (геолог), ни по области научной деятельности (физика), а главное, по очевидному отсутствию хрестоматийных представлений о химии нестехиометрических соединений, которая, как известно, лежит в основе теории химического строения твердых тел.

Я надеюсь, что эта информация попадет в руки учителей химии и представителей химического сообщества, которые вряд ли читают газеты и физические журналы. А вопрос принципиально важен не только с позиции профанации химии как науки. Не менее важно то, что получает широкое распространение в СМИ обсуждение фундаментальных проблем науки не в форме популярного изложения, которое, как было сказано, требует больших знаний, а в форме рекламы и лозунгов. 

В данном случае  - это  легковесная реклама не подтвержденной ничем "новой химии", в корне изменяющей не известные ее создателю представления современной химии ",  и громкие  призывы (лозунги)  к "переписыванию школьных учебников", с которыми открыватель тоже не знаком. И это имеет прямое отношение к вопросам образования, а точнее, к вопросам его разрушения руками  получивших свободу от любых   "запретов», а главное, свободу и независимость от настоящих знаний.

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Еще статьи от автора Елена Устинова
    Елена Устинова 18 июля 07:47 268 8.47

    УРОК ВТОРОЙ: ЧТО ТАКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ

    Итак, Н.С.Курнаков доказал существование химических соединений переменного состава, но общие критерии понятия химическое соединение не были определены.Грань между химическими соединениями и механическими смесями становилась неопределенной, поскольку соединения переменного состава не подчинялись законам стехиометрии, которые позволяли ли бы разграничить химическое соед...
    Елена Устинова 24 марта 11:00 2332 19.32

    УЧЕНЫЕ-ХИМИКИ СПОРЯТ, А УЧИТЕЛЯМ-ХИМИКАМ НАДО УЧИТЬ

    УРОК ПЕРВЫЙ: ЧТО ТАКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ«Понятие химического соединения было всегда чрезвычайно подвижным. Оно отражало в своем развитии все ступени прогресса знаний о химическом взаимодействии атомов, составляющих молекулу или иной агрегат. Нам хотелось бы иметь точное и для всех случаев пригодное определение химического соединения. Оно необходимо педаго...
    ПРОМО
    Регул Сегодня 00:23 634 6.74

    О ВЫСТУПЛЕНИИ ПУТИНА ПО ПРОЕКТУ ПЕНСИОННОЙ РЕФОРМЫ И О МНОГОМ ДРУГОМ (ЧАСТЬ 3)

    Прежде чем продолжить анализ выступления Путина, начатый здесь (часть 1) и здесь (часть 2), необходимо сделать несколько замечаний по комментариям. Первое. Я настаиваю, что данная мной схема анализа есть универсальная схема, и именно её выполнение делает анализ анализом, а её невыполнение анализом не является. Попробуйте привести любую другую схему действительно анали...
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика