Химическая связь – это взаимодействие
двух и нескольких атомов, в результате
которого образуется химически устойчивая
двух- или многоатомная система (например,
молекула или кристалл).
Основными типами химической
связи являются ионная (химическая связь,
образованная за счет электростатического
притяжения между катионами и анионами);
ковалентная (химическая связь, осуществляемая
с помощью общих электронных пар); металлическая
(связь между положительными ионами в
кристаллах металлов, осуществляемая
за счет притяжения электронов, свободно
перемещающихся по кристаллу); и водородная
(химическая связь между атомами водорода
и атомами сильно электроотрицательных
элементов (фтор, кислород, азот)).
57. Поясните и охарактеризуйте
особенности 5 технологического уклада.
Пятый технологический уклад
1970—2010 гг.Пятый уклад опирается на достижения
в области микроэлектроники, информатики,
биотехнологии, генной инженерии, новых
видов энергии, материалов, освоения космического
пространства, спутниковой связи и т. п.
Происходит переход от разрозненных фирм
к единой сети крупных и мелких компаний,
соединенных электронной сетью на основе
Интернета, осуществляющих тесное взаимодействие
в области технологий, контроля качества
продукции, планирования инноваций.
Ядро технологического уклада:
электронная промышленность
вычислительная техника
оптико-волоконная техника
программное обеспечение
телекоммуникации
роботостроение
производство и переработка газа
информационные технологии.
Ключевой фактор — микроэлектронные
компоненты.Преимущество технологического
уклада, по сравнению с предыдущим, заключалось
в индивидуализации производства и потребления,
в повышении гибкости производства.
58. Траектории
движения микрочастиц в квантовой
механике (микромире) – как они
представляются? Что такое орбиталь?
Что называют граничной поверхностью
орбитали? Что она характеризует?
В квантовомеханической модели
атома, на смену движущихся вокруг ядра
электронов, пришли пространственные
стоячие волны, когда движущемуся вокруг
ядра электрону отвечает волна . При этом
кратное целое число этих длин волн
должно соответствовать длине орбиты.
Одним из фундаментальных положений квантовой
механики, которое обусловлено волновыми
свойствами движущихся частиц, является
невозможность точной локализации движущейся
частицы в определенной точке пространства
(иначе, нельзя определить ее местонахождение).
В связи с этим такие привычные для классической
механики понятия, как положение (координаты
частицы) и траектория ее движения, в квантовой
механике для микрочастицы, какой является
электрон, не имеют смысл, хотя в ней сохраняют
свое значение такие понятия, как масса,
импульс и момент импульса частицы. Движение
микрочастицы описывается с помощью особого
уравнения (Шредингера), в котором учитываются
ее волновые свойства. Это уравнение не
определяет точно положение или траекторию
движения микрочастицы, но дает возможность
установить вероятность ее обнаружения
в тех или иных точках заданного пространства.
Записывая в математическом виде представление
микрообъектов с учетом их волновых свойств,
можно сказать, например, что электрон
при движении «размазывается» в пространстве
как некоторый волновой процесс и, наоборот,
собирается в материальную точку при взаимодействии
с веществом и полем. Пространство
вокруг ядра, в котором нахождение электрона
наиболее вероятно называют орбиталью.
С математической точки зрения орбиталь
– это волновая функция, описывающая состояние
электрона. Эта функция определяет форму
поверхностей, ограничивающих пространство,
в котором вероятность нахождения электрона
составляет не менее 90. Поверхность, охватывающая
ядро атома, за пределом которой вероятность
пребывания электрона исчезающе мала,
называют граничной поверхностью орбитали.
Эта поверхность передаёт форму орбитали
при графическом его изображении
59. Поясните и
охарактеризуйте особенности 2 и 3 технологических
укладов.
Второй технологический уклад
1830—1880 гг.Второй уклад— ускоренное развитие
транспорта (строительство железных дорог,
паровое судоходство), возникновение механического
производства во всех отраслях на основе
парового двигателя.
Ядро технологического уклада:
паровой двигатель
черная металлургия.
инструментальная промышленность
железнодорожное строительство
транспорт
машиностроение
пароходостроение
угольная промышленность
Ключевой фактор — паровой
двигатель, станки.Преимущество технологического
уклада, по сравнению с предыдущим, было
в росте масштабов и концентрации производства
на основе использования парового двигателя.
60. В чем основное
сходство и отличие между графитом
и алмазом? Что из них тверже
(крепче) и почему? Известны ли
в природе или в науке более
твердые вещества? Если да, то
какие?
Одной из самых известных аллотропных
форм углерода является алмаз — трехмерная
структура, характеризующаяся тетраэдрическим
расположением атомов углерода в кристаллической
решетке. Это самый твердый из природных
минералов — 10 по шкале твердости Мооса.
Так, для разрушения алмаза необходимо
использовать давление около 100 ГПа, или
1 млн атмосфер. По своим электрическим
свойствам чистый алмаз — диэлектрик.
Другая всем знакомая разновидность
углерода — графит — представляет собой
двумерную слоеную кристаллическую структуру.
В этих слоях атомы углерода связаны ковалентными
связями и располагаются в вершинах шестиугольника
Между слоями действуют силы
Ван-дер-Ваальса, значительно более слабые
по сравнению с ковалентной связью. Отсюда
и сильная анизотропия в физических свойствах
графита. По шкале твердости (шкале Мооса)
графит имеет наименьшую величину – 1.
Кроме этого, он хороший проводник тока.
А монослой графита представляет собой
уже отдельное вещество — графен, который,
в принципе, также можно отнести к аллотропным
формам углерода, поскольку он обладает
уникальными физическими свойствами.
Менее известны другие полиморфные
модификации углерода — например, гексагональный
алмаз (или лонсдейлит). Лонсдейлит по
своему внутреннему строению напоминает
алмаз, но с немного иным типом «упаковки»
атомов — атомы углерода образуют в нём
гексагональную кристаллическую решетку.
Отсюда его второе название — гексагональный
алмаз. В феврале 2009 года в журнале Physical
Review Letters была опубликована статья, согласно
которой чистый, не имеющий примесей лонсдейлит
теоретически должен оказаться на 58% прочнее
алмаза: его твердость будет равна 152 ГПа
против приблизительно 100 ГПа у алмаза.
Таким образом, теоретически именно лонсдейлит,
а не алмаз, следует считать самым твердым
веществом на Земле.
61. Поясните и
охарактеризуйте особенности 1 и 4 технологических
укладов.
Первый технологический уклад
1770—1830 гг. Первый уклад основан на новых
технологиях в текстильной промышленности, использовании
энергии воды.
Ядро технологического уклада:
текстильная промышленность
текстильное машиностроение
выплавка чугуна
обработка железа
строительство каналов
водяной двигатель.
Ключевой фактор — текстильные
машины.
Преимущество технологического
уклада заключалось в механизации и концентрации
производства на фабриках.
Четвёртый технологический
уклад 1930—1970 гг.Четвёртый уклад основан на
дальнейшем развитии энергетики с использованием нефти и нефтепродуктов, газа, средств связи, новых синтетических
материалов. Это эра массового производства
автомобилей, тракторов, самолетов, различных
видов вооружения, товаров народного потребления.
Появились и широко распространились компьютеры и программные продукты для
них, радары. Атом используется в военных
и затем в мирных целях. Организовано массовое
производство на основе конвейерной технологии.
На рынке господствует олигопольная конкуренция.
Появились транснациональные и межнациональные
компании, которые осуществляли прямые
инвестиции в рынки различных стран.Ядро
технологического уклада:
автомобилестроение
тракторостроение
цветная металлургия
производство товаров длительного
пользования
синтетические материалы
органическая химия
производство и переработка
нефти.
Ключевой фактор: двигатель
внутреннего сгорания, нефтехимия.
Преимущество технологического
уклада, по сравнению с предыдущим — массовое
и серийное производство.
62. Что у движущихся
частиц измеряют в Джоулях, а что в электрон-Вольтах?
Как они связаны между собой? Что происходит
при переходе электрона с одной орбитали
на другую?
Определенное в системе СИ значение
энергии, выраженное в джоулях, обычно
оказывается достаточно малым. Поскольку,
говоря об атомах, приходится иметь дело
именно с такими энергиями, то уступая
естественному человеческому желанию
пользоваться числами в пределах от 0,1
до 100, часто отказываются от использования
единиц энергии, установленных системой
СИ. Вместо джоулей используют электрон-вольт
– единицу, численно равную энергии, которую
приобретает электрон под действием разности
потенциалов 1 В (вольт).
Возбуждение атома, то есть
«переход» электрона в состояние, которое
характеризуется большим квантовым числом
(переход на орбиталь с большим радиусом),
требует сообщения ему дополнительной
энергии и, следовательно, происходит
в результате каких-либо внешних воздействий
(к примеру, за счет теплового воздействия).
63. Поясните и
охарактеризуйте особенности 6 технологического
уклада.
Сегодня мир стоит на пороге
шестого технологического уклада. Его
контуры только начинают складываться
в развитых странах мира, в первую очередь
в США, Японии и КНР, и характеризуются
нацеленностью на развитие и применение
наукоёмких, или, как теперь говорят, «высоких
технологий». Основой шестого уклада являются
био- и нанотехнологии, генная инженерия,
мембранные и квантовые технологии, фотоника,
микромеханика, термоядерная энергетика
— синтез достижений на этих направлениях
должен привести к созданию, например,
квантового компьютера, искусственного
интеллекта и в конечном счёте обеспечить
выход на принципиально новый уровень
в системах управления государством, обществом,
экономикой.
64. Кратко опишите, что представляет
собой такая сущность, как энергетическая
диаграмма. Для чего она применяется?
Энергетическая диаграмма -
абстрактный образ, пытающийся передать
то, что не может представить наше воображение
о «частицах – волнах», о процессах их
движения