Химия кратко и понятно: 404 – Страница не найдена

Нобелевская премия по химии: история и статистика

• Яна Литвинова
• Русская служба Би-би-си, Лондон

7 октября 2015

Автор фото, Getty Images

“… и еще одна часть пойдет тому человеку, которой сделает самое важное химическое открытие или изобретение…”

Из завещания Альфреда Нобеля

Химия, возможно, была самой важной наукой для самого Нобеля. Изобретение динамита, принесшее ему миллионы, также как и организация процесса производства, требовали глубоких химических знаний. Химия стала второй научной дисциплиной, упомянутой Нобелем в завещании.

Премии по химии присуждаются Шведской академией наук.

На перекрестке наук

Нобелевский комитет по химии признает, что она занимает достаточно уникальное положение среди естественных наук: фундаментальные основы химии базируются на строении атома, которое находится в ведении физики.

И одновременно биология дает химикам широчайшее поле для исследований, учитывая, что живые организмы представляют собой сложнейшие химические системы.

Автор фото, istock

Подпись к фото,

Многие исследования, получившие Нобелевскую премию по химии, можно было бы квалифицировать и как работы в медицине, и как физические исследования

Таким образом, как отметил член Нобелевского комитета по химии профессор Бертил Андерсон, “тот факт, что химические исследования расцвели пышным цветом в начале XX века, тесно связан с фундаментальными открытиями в физике”.

Химия? Физика? Медицина?

Нобелевский комитет часто сталкивается с тем, что один и тот же кандидат получает номинации и по физике, и по химии, и по медицине.

Первый раз эта проблема возникла уже на третий год существования Нобелевских премий в 1903 году, когда шведский ученый Сванте Аррениус был одновременно номинирован и на премию по физике, и на премию по химии.

Автор фото, Hulton Archive

Подпись к фото,

Нобелевский комитет никак не мог решить, к какой же науке отнести работу Аррениуса

После продолжительных раздумий Нобелевский комитет по химии предложил, чтобы Аррениуса отметили по обеим категориям, и он бы получил половину химической, и половину физической премий. Идея эта, однако, не понравилась Нобелевскому комитету по физике, и химики решили наградить Аррениуса по своему департаменту.

Вот почему сейчас все три комитета по естественным наукам проводят совместные заседания, чтобы “распределить” кандидатов между собой.

Председатель Нобелевского комитета по химии в 1945 году, профессор Вестгрен заявил, что, по большому счету, по какой именно статье тот или иной ученый получит премию, не так уж и важно: “Большинство из нас согласны с тем, что самое главное, решить, достойна ли та или иная работа Нобелевской премии в принципе”.

Например, Питер Митчелл, получивший в 1978 году Нобелевскую премию по химии за изучение механизмов передачи биологической энергии, мог с тем же успехом получить награду в области физиологии или медицины.

Наука – дело семейное

Химия оказалась самой “семейной” наукой в нобелевском послужном списке. И самой успешной нобелевской семьей стала семья Кюри.

Автор фото, Hulton Archive

Подпись к фото,

Мари Кюри с мужем Пьером и дочерью Ирэн. Все трое стали Нобелевскими лауреатами

Мари Кюри дважды стала Нобелевским лауреатом: первый раз вместе с мужем Пьером в 1903 году она получила премию по физике, во второй раз – в 1911 году – по химии. Старшая дочь Мари и Пьера Ирэн в 1935 году получила Нобелевскую премию по химии вместе с мужем Фредериком Жолио.

Немецкий ученый Ганс фон Эйлер-Хельпин стал Нобелевским лауреатом по химии в 1929 году, а его сын Ульф – получил премию по физиологии и медицине в 1970.

Американский биохимик Артур Корнберг стал Нобелевским лауреатом по физиологии и медицине в 1959 году (хотя с тем же успехом мог получить премию и по химии, учитывая, что его исследования касались синтеза ДНК и РНК), а его сын Роджер получил Нобелевскую премию по химии в 2006.

Химическая география

Автор фото, istock

Подпись к фото,

Больше всего нобелевских лауреатов по химии в США

Больше всего Нобелевских премий по химии получили ученые из Соединенных Штатов – 49. Однако, большинство из них стали лауреатами уже после Второй мировой войны. До 1945 года США могли похвастаться только 3 Нобелевскими премиями по химии.

Химики из Германии находятся на втором месте – 26 лауреатов. Однако большинство из них (14 человек) получили премию до Второй мировой войны.

Британия занимает третье место с 25 лауреатами. За ней идут Франция (7), Швеция и Швейцария (по 5), Нидерланды и Канада (по 3).

Вынужденный отказ

Адольф Гитлер запретил двум ученым Ричарду Куну и Адольфу Бутенандту принять Нобелевскую премию по химии в 1938 году. Правда, позднее, им было разрешено принять медали и дипломы, но не призовые деньги.

Обратная сторона медали

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

На церемонии награждения король Швеции вручает лауреату медаль и диплом

Нобелевские медали по химии и физике одинаковы. На обратной стороне отчеканено аллегорическое изображение Природы в виде богини, поднимающейся из облаков. В руках у нее рог изобилия. Ее лицо закрывает вуаль, которую приподнимает аллегория Науки.

Надпись по латыни гласит: “Inventas vitam juvat excoluisse per artes”. Эта строка взята из поэмы Вергилия “Энеида” и в приблизительном переводе звучит примерно так: “И те, кто улучшили жизнь на Земле своим вновь обретенным мастерством”.

Медаль была создана шведским скульптором Эриком Линдбергом.

Неорганическая химия – основа новых материалов

Юрий Дмитриевич Третьяков,
академик РАН
«Химия и жизнь» №5, 2007

Большая часть знаний, на которых базируется неорганическая химия, получена довольно давно, но во второй половине прошлого века она вдруг оказалась в тени фантастических достижений органической химии и химии живых систем. Практически у всех создалось ощущение, что неорганическая химия — в глубоком застое. Этому в немалой степени способствовали и университетские профессора, излагавшие предмет почти в неизменном виде на протяжении десятилетий. Между тем ситуация в последние годы существенно переменилась. Интенсивное развитие электроники, фотоники, сенсорики и спинтроники потребовало новых материалов со специальными свойствами, что привело к ренессансу неорганической химии.

Кстати, неорганика вообще гораздо сложнее органической химии. Последняя — это фактически химия одного элемента, а у неорганики их в арсенале почти сто. Именно это дает простор для создания самых разных материалов с разными свойствами.

В Периодической системе элементов уже почти исчезли «застойные» зоны, практически все элементы активно применяются в новых материалах. Пример тому — использование самых молодых (по времени открытия) химических элементов, таких, как рений, технеций и франций, не говоря уже о плутонии, америции и других актинидах.

Переход от химических элементов к материалам исключительно сложен, здесь не помогают даже методы комбинаторной химии, поскольку возможно множество сочетаний различных химических элементов. Например, только для элементов, имеющих стабильные изотопы, таких сочетаний больше 7·10²³

. Это число увеличится на много порядков, если учесть, что большинство современных материалов создают, используя метастабильные состояния веществ. Дело в том, что 99,9% неорганических материалов находятся в неравновесном состоянии, то есть с ними что-то происходит во времени (например, металл окисляется). Этот процесс превращения может быть очень медленным, поэтому кажется, что материал стабилен и неизменен. Чем отличается стабильное состояние от метастабильного? Если зафиксировать все параметры, которые характеризуют состояние системы, то только одно-единственное будет термодинамически стабильным, а множество других — метастабильными. Таких метастабильных состояний бесконечно много даже для одного вещества, имеющего фиксированный состав, а свойства у этих состояний разные.

В этой ситуации метод случайного перебора композиций не может быть эффективным — надо с умом использовать закономерности неорганической химии. К сожалению, несмотря на славные традиции ее развития в России, в последние 10–20 лет фронт отечественных исследований значительно сузился из-за крайне ограниченных экспериментальных возможностей многих научных групп (нет современных электронных микроскопов, синхротронных источников излучения, сквид-магнетометров, ЯМР-спектрометров высокого разрешения и т. д.). Это тем более печально, что в прошлом российские ученые внесли существенный вклад в развитие неорганической химии, — достаточно вспомнить Д.И. Менделеева, И.С. Курнакова, Л.А. Чугаева, И.И. Черняева, а также А.В. Новоселову, И.В. Тананаева, В.И. Спицина.

Мы не будем пытаться охватить все направления современной неорганической химии, а ограничим круг научных проблем опытом, накопленным на кафедре неорганической химии химического факультета и на факультете наук о материалах МГУ за последние годы. Несмотря на неизбежную субъективность, этот выбор дает достаточно полное представление о современной неорганической химии. Возьмем только основные направления: химия ионных и молекулярных прекурсоров; кристаллохимический дизайн новых неорганических соединений; неорганическая супрамолекулярная химия; химия соединений переменного состава; химия элементов в аномальных степенях окисления; неорганическая химия биоматериалов; неорганический синтез материалов с использованием различных физических воздействий.

Химия прекурсоров

Прекурсор — это предшественник, а точнее, обычное в неорганике обозначение исходного вещества, вступающего в реакцию. Конечная цель исследователей — не синтез соединений, а создание на их основе материалов с определенным комплексом свойств. Свойства же материала зависят от его структуры. Ну, это понятно в общем смысле, а если копнуть глубже, то оказывается, что у каждого материала есть несколько уровней структуры, которые связаны между собой, и все они влияют на свойства материала.

Первый уровень структуры — кристаллический. Это структура на атомном и ионном уровне организации вещества, то, как расположены ионы, атомы или молекулы в кристаллической решетке относительно друг друга. Следующий уровень — более удаленный от атомного состояния, он связан с присутствием в твердом теле различных линейных дефектов. Третий уровень — это макроскопические дефекты (например, поры), которые возникают в твердых телах в процессе их формирования или использования.

Одно дело, когда у нас в руках монокристалл — в нем кристаллический порядок повторяется во всем объеме. Но чаще всего мы имеем дело с поликристаллическими телами, то есть такими, которые состоят из маленьких кристалликов (кристаллитов), по-разному ориентированных друг относительно друга. Здесь возникают дополнительные дефекты (дислокации, границы между кристалликами, поры, трещины), которые вносят важный вклад в формирование свойств. Например, железо, если его получить в виде монокристалла, будет в химическом отношении совершенно инертно. А если железо получить разложением карбонила или оксалата железа, то это будет поликристаллический материал, который сразу сгорает на воздухе, образуя оксиды. И то и другое — железо, а ведут они себя совершенно по-разному.

Чтобы управлять зависимостью свойств от уровней структуры, надо, чтобы исходные вещества были в определенном состоянии. А этого не всегда просто достичь. При получении многих материалов неэффективен, казалось бы, самый простой твердофазный синтез, который широко использовали раньше для получения магнитных диэлектриков и пьезокерамики. Например, марганец-цинковые ферриты синтезировали, осуществляя реакцию:

Оказалось, что традиционные механическое перемешивание, прессование смеси реагентов и их высокотемпературный обжиг (1200°С) во многих случаях не дают однофазного продукта. При повышении температуры теряется летучий оксид цинка и происходит диссоциация оксида железа (III). Все это изменяет состав и существенно ухудшает свойства материала.

Шаг вперед — использование в качестве исходных реагентов твердых солевых растворов. Как показали наши исследования, наиболее удобны для этого соли типа шенитов — M²⁺A⁺(RO₄)₂·6Н₂0 (М = Mg, Mn, Ni, Co, Fe, Cu, Zn; A — щелочной металл или NH₄⁺, R = S, Se, Те) или квасцов A⁺M³⁺(SO₄)₂·12Н₂0 (А — щелочной металл или NH₄, М = Fe, Cr, Со).

Теперь сделаем маленькое отступление и поясним, что такое твердые солевые растворы. Для примера возьмем более простую соль, например NaCl. Если растворить хлорид натрия в воде, а потом понизить температуру, то раствор станет пересыщенным и выпадет осадок. Если мы в этот же раствор добавим еще и KCl, то из раствора по мере понижения температуры выделятся не индивидуальные соли NaCl и KCl, а кристаллиты твердого раствора. В твердом растворе, также как и в жидком, вещества смешаны на атомном уровне — в этом его ключевое отличие от механической смеси кристаллов.

Твердые растворы широко используют в металлургии. Известно, что железо в процессе получения из руды растворяет углерод. Если железо не содержит углерода, то оно мягкое и пластичное, если углерода 1% — это прочная сталь, а если 4% — хрупкий чугун. Для любого человека это совершенно разные материалы, а для химика — твердый раствор железа с различным содержанием растворенного углерода. Другой пример — когда в меди растворяют олово и получается бронза. В зависимости от того, какое количество олова содержится в сплаве, материал будет иметь совершенно разные механические и прочностные свойства, и даже звучание колокола, который делают из меди, будет совершенно разным.

Так вот, оказалось, что шениты и квасцы могут образовывать твердые растворы при любых соотношениях компонентов и имеют хорошую растворимость в воде, резко уменьшающуюся при охлаждении. Это так называемые ионные (поскольку в солях ионная связь) прекурсоры, или исходные реагенты.

Целевой продукт — феррит получают с помощью термолиза:

От того, в каких условиях проводится эта реакция, зависит, удастся ли получить поликристаллический материал с нужной керамической структурой и свойствами.

Несколько позже появилась криохимическая технология получения твердых солевых растворов, основанная на сбалансированном сочетании нагрева и охлаждения. Прежде чем применять новую технологию, надо было подробно изучить фундаментальные процессы криокристаллизации, сублимационного обезвоживания, криоосаждения, криоэкстракции и криодиспергирования. Криохимический синтез солеобразных исходных реагентов стал основой получения самых разных функциональных материалов. Например, высокопрочной керамики, пигментов, сорбентов, катализаторов и многого другого.

Важная особенность солеообразных ионных прекурсоров — так называемая топохимическая память, то есть способность помнить свое происхождение и передавать эту информацию в последующих реакциях, которые так и называются — топохимическими. Скорее всего, эту информацию в твердом теле хранит реальная структура, сформированная, как правило, в неравновесных условиях. В дальнейшем это сильно влияет на свойства функциональных материалов (особенно тех, которые получают в форме поликристаллической керамики).

Очень важны и интересны исследования молекулярных прекурсоров (исходных реагентов). Их используют, например, для создания тонкопленочных материалов методом молекулярного наслаивания. Известно, что уже давно назрела необходимость увеличить плотность записи информации в кремниевых микросхемах, а для этого придется заменить SiО₂ на оксиды с большей величиной диэлектрической константы. Среди наиболее вероятных претендентов оказались НfO₂, ZrO₂, Ln₂0₃ (лантан и другие редкоземельные элементы). Чтобы получить пленки таких оксидов на поверхности кремния, надо создать исходные реагенты с высокой летучестью и относительной термической стабильностью, которые смогут легко гидролизоваться (или вступать в другие реакции разложения) с образованием аморфных оксидов на поверхности кремния. В лаборатории координационной химии МГУ синтезировали новые молекулярные прекурсоры на основе насыщенных комплексов металла с лигандами, образующими относительно слабые донорно-акцепторные связи.

Комплексы с органическими лигандами использовали и для решения другой важнейшей проблемы — получения термозащитных покрытий на лопатках газотурбинных двигателей. Оказалось, что лучше всего покрытия, полученные осаждением ZrO₂ (Y₂O₃) из паров бета-дикетонатов соответствующих металлов. Процесс недорогой, поскольку можно использовать недорогой ацетилацетат. То, что полимерный Y(AcAc)₃ недостаточно летуч, легко устраняется его совместным испарением с летучим Zr(AcAc). — при этом испарение происходит гораздо полнее.

Кристаллохимический дизайн

Сотрудники кафедры неорганической химии МГУ разработали концепцию структур срастания и использовали ее для поиска новых материалов. Что такое структуры срастания?

Например, возьмем кристалл WO₃. Его стабильная модификация (со структурой типа ReO₃) получается в результате сочленения октаэдров, так что они имеют только общие вершины и больше ничего общего у них нет. Если представить, что одна часть структуры смещается относительно другой, то тогда общими становятся не только вершины, но и грани. Такое смещение происходит при переходе к нестехиометрическим составам. Практически это делают следующим образом. В WO₃ на каждый атом вольфрама приходится три атома кислорода. Если отжигать такой кристалл при пониженном давлении кислорода, то он частично восстанавливается, теряя какую-то часть кислорода и сохраняя при этом кристаллическую структуру (на такое восстановление способны не все оксиды, например оксид никеля восстанавливается скачком, изменяя состав с образованием металлического никеля). Структура срастания — это фаза с нестехиометрическим соотношением атомов, и ее можно представить как сдвиг одной части кристаллов относительно другой. Этот сдвиг повторяется через определенное число октаэдров, а увидеть его можно на электронных микроскопах высокого разрешения. Надо отметить, что структуры срастания оказались стабильны в довольно широком диапазоне температур.

Концепция структур срастания показала себя очень эффективной при синтезе новых высокотемпературных сверхпроводников на основе сложных оксидов меди. В них входит перовскит (ABO₃) или его фрагмент, который становится одним из блоков структур срастания (рис. 1). Новые сверхпроводники синтезировали, перебирая различные структуры, подобно тому как это делается при синтезе органических соединений. Но в данном случае надо было рассматривать не изолированные группы атомов, как в органических молекулах, а бесконечные двумерные слои, объединенные в блоки.

Такое кристаллохимическое моделирование позволило Е.В. Антипову и С.Н. Путилину (кафедра неорганической химии МГУ) спрогнозировать существование и синтезировать новое семейство (рис. 2) сверхпроводников HgBa₂Ca_n–1Cu_nO_2n+2+δ, которое обладает рекордно высокими значениями критической температуры (у лучшего представителя 135 К). Температуры перехода в сверхпроводящее состояние у таких соединений сильно зависят от содержания кислорода и числа слоев (CuO₂). Потом оказалось, что если добавить еще и атомы фтора, то это расширяет область поиска Cu-содержащих сверхпроводников (оксифторидов). Особенно надо отметить синтез HgBa₂Ca₂Cu₃O₈F_0,32 — в этом веществе внедрение фтора вызвало анизотропное химическое сжатие и привело к возрастанию Т_с до рекордно высокого значения 138 К.

Принципиально новый подход к дизайну новых материалов (разработан А.Р. Каулем с сотрудниками) — эпитаксиальная стабилизация неустойчивых оксидов в виде тонких пленок. Эпитаксия — это когда одно вещество удается кристаллизовать на поверхности другого, заставляя его принять ту структуру, которую имеет подложка. Матрица как бы навязывает пленке свое строение.

Так, ученые МГУ синтезировали новые соединения RBО₃ (R — редкоземельный элемент, В = Ni, Co, Mn, Fe, In) с различными свойствами: сегнетоэлектрики (RFeО₃ и RMnО₃), материалы с переходом «металл—диэлектрик» (RNiО₃, RCоО₃) и магнитные материалы (R₃Fe₅O₁₂). Оказалось, что эпитаксиальную стабилизацию можно с успехом использовать в производстве тонкопленочных материалов для микроэлектроники.

Конечно, конструирование функциональных материалов не сводится только к кристаллохимическому дизайну. Можно использовать систему физико-химических принципов, достаточно давно сформулированных автором этой статьи. Ее с успехом применили для оптимизации свойств ферритов, магнитных полупроводников, электронно-ионных проводников, керамических электролитов, пьезокерамики и т. д.

Неорганическая нано

– и супрамолекулярная химия

Интерес к наноматериалам связан, в частности, с их необычными физическими свойствами. Принято, что наноматериалы, в отличие от обычных материалов, состоят из частиц меньше 100 нм — именно в этой области происходит резкое изменение свойств. Например, уменьшение размеров полупроводниковых частиц ниже некоторого критического значения может привести к изменению ширины запрещенной зоны, генерации второй гармоники, эффектам размерного квантования энергетических уровней. При этом, наверное, самая большая проблема — предрасположенность свободных наночастиц к агрегации: это сильно затрудняет их практическое применение. Один из путей решения этой проблемы — нанести наночастицы на инертную матрицу, которая защитит их от воздействия окружающей среды и предотвратит агрегацию. Методами получения таких нанокомпозитов тоже занимается неорганическая химия.

Как матрицу для нанокомпозитных материалов можно использовать кремнеземы. Их большое преимущество — высокоупорядоченные поры с диаметром от 20 до 100 А. Пористых материалов много, но кремнеземы в своем роде уникальны, поскольку у них довольно однородное распределение пор по размерам, а также очень высокая удельная поверхность (1000 м²/г). Пористый SiO₂, можно использовать как матрицу для синтеза наночастиц металла, полупроводниковых соединений, а также полианилиновых и углеродных волокон.

Сегодняшний этап развития неорганической супрамолекулярной химии — это супрамолекулярные ансамбли, обладающие благодаря особенностям архитектуры особыми свойствами. Их строение определяется структурой каркаса «хозяина», а функциональные свойства — природой «гостя». Возьмем, к примеру, полупроводниковые клатраты. У них в полостях каркаса «хозяина» размещены атомы «гостя» с координационными числами 20 и 24. Гостевые атомы не связаны с каркасом ковалентными связями и могут колебаться с такими частотами, которые обеспечивают эффективное рассеяние теплопроводящих фононов. У таких материалов очень низкое (как у стекол) значение теплопроводности. В то же время каркас обеспечивает высокие концентрацию и подвижность носителей заряда. Все это делает клатраты перспективными веществами для создания термоэлектрических материалов.

Новое направление неорганической супрамолекулярной химии исследует контролируемую самосборку упорядоченных супрамолекулярных ансамблей в высокотемпературных реакциях, когда реакционная система сложна и не поддается анализу. Основой для таких процессов служит взаимная подстройка «гостя» и «хозяина». Первый служит шаблоном для формирования каркаса определенной топологии и геометрии, но при этом и сам изменяет свои параметры, подчиняясь требованиям «хозяина». Пример — структура [Hg₆P₄](TiCl₆)Cl, сформированная за счет самосборки TiCl₆^3– и Сl^– в полостях каркаса [Hg₆P₄]⁴⁺ (рис. 3).

Соединения переменного состава

Соединения переменного состава открыл более 100 лет назад Н. С. Курнаков и назвал их бертоллидами. Позднее оказалось, что практически все неорганические твердофазные соединения с ионным типом связи имеют непостоянный состав. Возьмем, к примеру, поваренную соль NaCl. Кажется, что это соединение постоянного состава, а на самом деле — переменного. Причем его кристаллическая структура будет сохраняться, даже если на один атом натрия придется больше (или меньше), чем один атом хлора. И хотя отклонение состава от стехиометрического очень невелико (порядка 10^–5–10^–7), это уже влияет на свойства вещества и потому становится очень важным в науке о материалах. Например, бесцветный (и стехиометрический) NaCl, обработанный парами натрия при высоких температурах, станет голубым и начнет проводить электрический ток. Если NaCl обработать парами хлора, то он позеленеет и тоже станет проводником, но не за счет движения электронов, а за счет подвижных дырок. Выходит, что можно получать вещества с различными свойствами, не изменяя кристаллической структуры.

В зависимости от элементов, которые входят в состав соединений переменного состава, область их существования может быть широкой (моноксиды титана и железа) или, наоборот, крайне узкой (галогениды щелочных металлов, халькогениды цинка, свинца, кадмия). Если отклонения от стехиометрии невелики, то такой материал можно описывать как модель с точечными дефектами или внедренными атомами, не взаимодействующими друг с другом. Когда степень нестехиометрии возрастает, изменения, происходящие в кристаллах, имеют другую природу (например, образуются ассоциаты). Подробным исследованием структуры таких соединений занимаются многие исследователи, но тут пока не все ясно.

Есть немало систем с так называемой бесконечно адаптируемой структурой. Они сохраняют свою структурную организацию при непрерывном изменении состава и без участия точечных дефектов. Способностью адаптироваться, как оказалось, обладают фазы переменного состава Y(OF)_2,13–2,22 и твердые растворы ТiO₂(Cr₂O₃).

Все уже полученные знания в этой области можно применить к любым вновь созданным материалам: сверхпроводящим купратам, манганитам с колоссальным магнитным сопротивлением или цератам с высокой протонной проводимостью. Но каждый из них имеет собственную специфику и потому требует проведения собственных исследований нестехиометрии.

Именно среди таких соединений с переменным составом удалось найти сверхпроводящий материал, сохраняющий высокий уровень критических токов в сильных магнитных полях, — например, неодим-бариевый купрат Nd_1–xBa_2–xCu₃O_z.

А вот иттрий-бариевый купрат YBa₂Cu₃O_z со строгой катионной стехиометрией такими свойствами не обладает.

Элементы в аномальных степенях окисления

Идея создавать новые материалы на основе элементов в необычных степенях окисления пока кажется довольно странной. Очевидная причина — аномальная степень окисления равносильна нестабильному состоянию этого элемента. Получать подобные материалы можно только в том случае, когда такой необычный элемент существует достаточно долго. Но тем не менее исследования эти необычайно интересны.

Большой вклад в химию элементов, находящихся в аномальной степени окисления, внесли исследователи из Института физической химии РАН и химического факультета МГУ. Они получили Np^VII, Pu^VII, Am^VII, Cm^VI, Cm^V, серию актинидов и лантанидов в низших степенях окисления, показали возможность существования Tm^IV.

С точки зрения материаловеда, наиболее интересны «матричные» системы. Их получают кристаллизацией из раствора или расплава, соосаждением или твердофазным синтезом. Так удалось синтезировать матричные системы, содержащие Fe(IV), Fe(V), Fe(VI) и Co(VI). Возможен и другой путь синтеза — когда легирующий ион замещает металл в матрице, свойства которой предопределяют состояние окисления этого легирующего иона. Так, в пентаоксиде ванадия стабилизируется Fe(V), причем это необычное окислительное состояние возникает просто при растворении в расплаве пентаоксида ванадия оксида трехвалентного железа. Правда, реально получить Fe(V) удалось только после быстрой закалки образцов. Известны также соединения висмута в низших степенях окисления (Bi₅³⁺, Bi₈⁵⁺ и Bi₉⁵⁺) и никеля.

Со всеми подобными соединениями очень трудно работать, поскольку они малостабильны. Свойства их почти не изучены, и не очень понятна перспектива их применения.

Неорганические биоматериалы

У таких, казалось бы, прочных природных материалов, как костная и зубная ткани, тем не менее постоянно появляются проблемы. Кость, с точки зрения материаловеда, — это композиционный материал, состоящий из гидроксилапатита Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ (63% вес.) и белка коллагена (20% вес.) (рис. 4). Кроме того, в кости есть заметные количества ионов Na⁺, Mg²⁺, К⁺, Сl^–, F^–, СО₃^2–. Что обеспечивает высокую прочность кости, так до конца и непонятно. Поэтому даже самыми современными методами пока невозможно создать полный аналог костной ткани. Единственная альтернатива — имплантаты.

Когда требуется восстановить участки, подверженные серьезным циклическим нагрузкам (например, тазобедренный сустав), используют металлические сплавы на основе малотоксичного титана. В остальных случаях предпочитают более похожую по составу на кость керамику или композиты с фосфатом кальция. Современная тенденция — «регенерационный» подход, то есть создание и использование материалов, которые взаимодействуют с организмом и стимулируют восстановление ткани. Такие имплантаты невозможно создать без глубокого понимания физиологических процессов.

Считают, что важен не только химический состав, но и структура кристаллов гидроксилапатита, поскольку это определяет отклик организма на чужеродный материал. С этой точки зрения идеально вещество, во всем подобное костному биоминералу. Этого добиться очень сложно, тем более в промышленных масштабах. Тем не менее химическое и структурное соответствие биоматериала костной ткани — один из основных принципов в этой области. Варьируя эти параметры, можно делать биоматериалы с заданной биоактивностью.

Синтез, модификация и исследование фосфатов кальция с заданным составом и микроморфологией, оценка их будущей биоактивности — большая и неординарная задача для химиков. Уже известно, как образуется и гидролизуется гидроксилапатит. Увеличить его биологическую активность можно двумя путями: уменьшить размеры кристаллов (благодаря чему увеличивается удельная поверхность) и изменить физико-химические характеристики поверхности, то есть химически ее модифицировать. При втором подходе возможно создать материалы, которые активно рассасывались бы при контакте с жидкостями организма. Перспективными считают карбонатсодержащий гидроксилапатит Ca_10–0,5x(PO₄)_6–x(CO₃)·(OH)₂, а также кремнийсодержащий гидроксилапатит:

То, что после полувекового активного применения биоматериалов исследователи пытаются сделать такой, который бы стимулировал регенерацию костной ткани, означает, что пришло понимание исключительной сложности задачи. Применение того или иного материала зависит и от характеристики костного дефекта, и от конкретного клинического случая. Поэтому надо иметь целый спектр искусственных заменителей, чтобы можно было выбрать то, что подходит конкретному больному.

Синтез с помощью физических воздействий

Каков бы ни был механизм химических превращений, чтобы они начались, смесь надо активизировать. Самое простое — нагрев, эффективность которого можно оценить величиной энергии активации в уравнении Аррениуса. Однако эта величина (ее можно экспериментально определить как температурный коэффициент скорости реакции) имеет физический смысл только тогда, когда ее можно связать с определенным элементарным процессом, лимитирующим реакцию в рассматриваемом температурном диапазоне.

В реальных же синтезах материалов химическое взаимодействие складывается по меньшей мере из двух фундаментальных процессов — собственно химической реакции и переноса вещества к реакционной зоне. Поскольку последний процесс зависит от диффузии, а в твердом теле подвижность составных частей определяется дефектностью его структуры, то в результате дефекты существенно влияют на условия твердофазного синтеза. А значит, скорость и направление химической реакции можно изменять с помощью различных физических воздействий (с нагревом или без). Нагрева как раз пытаются избежать, поскольку могут происходить нежелательные изменения.

Начнем с ультразвука. Его эффективность зависит от фазового состояния системы. Если это жидкость (растворы, расплавы), то после ультразвукового воздействия происходит кавитация, то есть возникновение, осцилляции и коллапс микропузырьков. В результате формируются короткоживущие «горячие зоны», с температурой до 5000 К и давлением до 1000 атм. В некоторых случаях после схлопывания кавитационных пузырьков возникают интенсивные микропотоки жидкости и мощные локальные ударные волны, которые ускоряют массоперенос. Как следствие — разлагаются летучие соединения (карбонилы металлов), ускоряются окислительно-восстановительные реакции, образуются стабильные эмульсии и суспензии. Оказалось, что ультразвук очень эффективен в жидкофазных системах при проведении классических реакций неорганического синтеза, а также при получении нанопорошков металлов, оксидов и карбидов.

Если реакция идет в твердой фазе, то ультразвук увеличивает плотность дислокаций и эффективные коэффициенты диффузии, а также способствует новым межфазным контактам. Возможно даже, что изменится механизм реакции и снизится температура взаимодействия реагентов. Акустическая активация процессов в твердой фазе дала возможность синтезировать оксидные материалы, получить активные формы исходных реагентов, а иногда и направленно изменять конечные свойства продуктов.

В последние 10–12 лет исследователи предпринимали немало попыток микроволнового синтеза и спекания материалов. Но между тем физико-химическая природа происходящих при этом процессов так и осталась малоизученной. Микроволнами обрабатывали разнообразные оксиды, гидроокиси, соли или их смеси друг с другом, получая при этом самые разные материалы — ферриты, манганиты, кобальтиты, никелаты и купраты.

Согласно теории, для того чтобы микроволновое излучение взаимодействовало с веществом и последнее поглощало энергию, нужно, чтобы в нем были либо диполи, способные переориентироваться и вращаться под микроволновым воздействием, либо свободные носители зарядов, которые могут перемещаться при наложении микроволнового поля. Многие неорганические соли имеют низкую проводимость, а с другой стороны, у молекул воды в кристаллогидратах, а также у некоторых анионов есть значительный дипольный момент. Поэтому в большинстве солевых систем поглощение микроволнового излучения, вероятнее всего, связано с диполями.

Экспериментально известно, что соединения, не содержащие химически связанной воды (карбонаты, нитраты, оксалаты щелочных и щелочно-земельных элементов), практически не поглощают микроволнового излучения. Напротив, кристаллогидраты неорганических солей взаимодействуют с микроволновым полем (рис. 5), причем то, как это происходит, зависит от химической природы катионов. В итоге — микроволновая обработка смеси солей довольно эффективна, поскольку после их разложения образуются высокодисперсные частицы оксидов, равномерно распределенные по реакционному объему, которые активно взаимодействуют друг с другом. Кроме того, при микроволновой обработке смеси не только увеличивается скорость реакции, но и понижается температура взаимодействия — это также наблюдали экспериментально.

Заключение

За последние два десятилетия неорганическая химия разительно изменилась благодаря тесному взаимодействию с физической химией, физикой твердого тела, органической химией, биохимией, а также применению современных инструментальных методов исследования. Необыкновенно расширился круг объектов неорганической химии. К ним теперь причисляют не только соединения, но и материалы, причем помимо неорганической составляющей они часто содержат органические, полимерные или биополимерные фрагменты.

Большинство объектов изучают на нескольких уровнях — кроме кристаллической или молекулярной структуры исследуют электронную и магнитную, структуру дефектов кристаллического строения, распределение микропримесей, структуру границ раздела в поликристаллических веществах, наноструктуру, структуру микро- и мезопор, поверхностей, а также влияние всех перечисленных уровней на свойства вещества. О каком кризисе можно говорить, когда перед химиками столь обширное поле деятельности?

То, что было упомянуто в статье, — далеко не все научные направления неорганической химии. Более того, здесь затронуты даже не все объекты, которые изучают на кафедре неорганической химии химического факультета и на факультете наук о материалах МГУ. Мы не рассказали о неорганических материалах для газовых сенсоров; барьерных материалах; люминесцентных нанокомпозитах на основе A^IVB^VI; низкоразмерных структурах и сверхрешетках; новых поколениях полупроводников и полупроводниковых гетероструктур; кислородпроводящих мембранах и твердых электролитах; материалах для литиевых источников тока; магнитных нанокомпозитах на основе стекломатриц; фотонных кристаллах; керамических пигментах на основе гидроксиапатитов и многом другом, чем активно занимаются исследователи в МГУ и за его пределами.

ГДЗ по русскому языку 7 класс Рыбченкова, Александрова Решебник

На изучение русского языка отводится довольно много учебных часов в любой общеобразовательной школе. Почему так? Ответ кажется довольно простым. Данный предмет отнюдь не прост, он требует приложения больших когнитивных усилий. Многое приходится запоминать, заучивать наизусть. Как и другие синтетические языки, наш лучше всего изучается посредством активной устной и письменной практики, путем полного погружения в среду.

Группа авторов-филологов: Л. М. Рыбченкова, О. М. Александрова, О. В. Загоровская написали учебник вместе с решебником (готовые домашние задания) для учеников 7 класса. Актуальной версией на текущий учебный год является издание 2019 года. Его подготовило издательство «Просвещение» в 2016 году. На нашем сайте вы обязательно найдете нужный вариант пособия. Оно, вне всякого сомнения, поможет вам подготовиться к ответам на уроках, восстановить частично позабытые знания в преддверии контрольных и диагностических испытаний.

Ведущие репетиторы рекомендуют ГДЗ Рыбченковой и Александровой для 7 класса

Это объясняется простотой и доступностью пояснений, которые приведены в серии пособий указанного коллектива авторов. Ученики непременно найдут заданные им упражнения и доступные справочные материалы. Абсолютно всё изложено просто и понятно. Более того, учтены психофизиологические особенности подростков.

Сборник постоянно мотивирует на успех, показывает, что можно успешно заниматься без помощи взрослых, достигать реальных результатов самостоятельно. Достаточно знать номер, который выдал учитель, чтобы моментально приступить к самостоятельным занятиям в спокойных и комфортных домашних условиях без строгих временных рамок. Что может быть удобнее? У предлагаемых нами верных ответов есть некоторые преимущества, которые мы собрали воедино:

• множество способов выполнения;
• объяснения с большим количеством примеров;
• соответствие государственному образовательному стандарту;
• круглосуточная доступность материалов;
• диверсификация по сложности, ведь все дети разные.

Старательный и исполнительный ученик всегда подготовится к контрольной или диагностической работе, проверочным тестам с помощью хорошего пособия. Всё, что нужно, это немного свободного времени.

Онлайн-решебник по русскому языку (автор: Рыбченкова) лучше репетитора

Книга содержит много полезных материалов, новые правила и примеры использования, однако он не объясняет всё так подробно, как это сделано в решебнике. Верные алгоритмы решений, приведенные у нас на странице сайта онлайн, были многократно проверены ведущими учителями. Поэтому мы всегда уверены в наилучшей методической помощи. В текущем учебном году в соответствии с рабочими программами школьных учителей проходятся следующие параграфы:

• междометие – самая необычная и загадочная часть речи;
• предлог, союз и частица. Как они помогают разнообразить нашу родную речь;
• морфология и орфография. Культура речи;
• лексика и фразеология;
• наречие. Категория состояния.

Учебник, созданный Рыбченковым, отлично поддержит ребенка в его желании освоить этот столь непростой и могучий родной язык. Разнообразие упражнений удовлетворит запросы самого взыскательного школьника.

Как удаленно управлять IT-компанией, получать Топ заказы, жить в Польше и развивать 5+ направлений бизнеса #самыйсок №7

Текстовая транскрибация интервью

Станислав: Всем привет, с вами на связи Станислав Цыс, проект onlineteam.me и наша очередная рубрика #самыйсок, в рамках которой мы даем вам понять, как создать и управлять бизнесом. В том числе – онлайн-бизнесом. Сегодня у нас в гостях Миша, я знаком с ним около двух лет и моя предыстория следующая: первый раз, когда я с ним познакомился, он показался мне странным. Какой-то чувак, который всюду ходит, всех знает, о ком не спрошу, он отвечает: «Мы с ним знакомы». Помню, тогда я подумал, как он это все успевает. Позже, когда мы начали как-то взаимодействовать, все изменилось.

Но не будем забегать вперед. Сегодня я тщательно расспрошу Мишу о его проектах, уверен, эта информация будет вам полезна. Ну и в целом вас ждет интересная история о том, как Миша жил в Украине, занимался бизнесом, после чего переехал сюда и уже здесь начал строить какие-то проекты и взаимодействовать с западным рынком. Миш, скажи два слова о себе, после чего мы перейдем к опросу и потом пообщаемся на свободные темы.

Михаил: Всем привет, я предприниматель с 2009 года. В то время я был IT-инженером, который решил: «Хватит, хочу что-то свое». С того момента и до этого момента прошло очень много времени и я построил 7 различных проектов. Часть компаний я закрыл, часть компаний я продал. Сейчас у меня есть 3 действующие компании. На будущее планирую открыть еще 5 компаний, это вкратце. Занимаюсь IT-бизнесом, хостелами и coll-центрами. До этого были и другие направления.

Станислав: Мне, да и всем остальным интересен твой опыт неудач, потому что здесь стартап, здесь стартап, смотришь на этот мир и думаешь: «Все такие успешные, и один я такой неудачник». Но ведь за этим всем лежит огромная работа. По моей статистике, из 10 идей выстреливает только 1, а все остальное – это факапы.

Михаил: За этим еще лежат тысячи потраченных долларов.

Станислав: Окей, давай сделаем опрос и продолжим общение. Формат следующий: я задаю вопрос, и ты быстро отвечаешь тем, что есть у тебя в душе и мы быстро идем дальше. Первый вопрос: кто ты?

Михаил: Отец.

Станислав: Какова твоя цель?

Михаил: Стать счастливым.

Станислав: Что больше всего нравится в работе?

Михаил: Создавать что-то новое.

Станислав: Чем отличаешься от других?

Михаил: Энергией.

Станислав: Сначала делаешь, а потом думаешь, или сначала думаешь, а потом делаешь?

Михаил: В зависимости от контекста. Но скорее всего, больше делаю, а затем думаю. Это подходит больше под формат стартапа.

Станислав: Что важнее – цель или путь?

Михаил: Цель.

Станислав: Чего ты больше всего боишься?

Михаил: Потерять близких.

Станислав:  Какую проблему ты хотел бы решить?

Михаил: Нехватка времени.

Станислав: Твой самый большой провал?

Михаил: Потеря 25 тысяч долларов.

Станислав: Твоя самая большая победа?

Михаил: Моя семья.

Станислав: Супер, спасибо тебе за ответы. Давай расставим точки, чтобы у людей было понимание твоей истории. Сколько тебе сейчас лет?

Михаил: 32.

Станислав: Это получается, что если ты в 2009 начал заниматься, то у тебя уже огромный опыт.

Михаил: Да, я начал заниматься бизнесом в 23-25 лет. В тот момент мне постоянно чего-то хотелось. Сначала я был тестировщиком, потом автоматизатором. И я просто понял, что я хочу что-то развивать, и я в то время создал свое сообщество. Это была первая точка, когда я решил, что я что-то хочу самостоятельно делать.

Станислав: Это было в Киеве?

Михаил: Да, в Киеве. Но, в общем, моя история была такова: родился в Каменце-Подольске, в 17 переехал учиться в Киев, в Киеве закончил университет. Работу начал в 9 классе. А нормально работать я начал на втором курсе. Конечно же, у меня были разные периоды в жизни. Я переезжал и в Латвию (бывало, что уезжал на полгода), ну а потом, в феврале 2015 года я переехал в Краков.

Станислав: Круто. Когда ты еще был в Украине, чем ты занимался там?

Михаил: В основном, я занимался IT-предпринимательством. Я занимался тестированием, автоматизацией тестирования, это была моя четкая, узкая ниша. Ну а моя бизнес-модель выглядела так – я строил сообщество, а потом начинал из этого сообщества питаться. С одной стороны, понятно, были исполнители, с другой стороны – нам нужно было найти просто заказчика. Ну и я сам выступал экспертом, я сам развивал экспертизу.

Я не был настоящим предпринимателем, который сам не выполняет линейную работу, а лишь руководит. У меня был немножко другой путь развития. Я стал экспертом, я выделил свой экспертный уровень, а потом под себя забирал контракты и под эти контракты набирал людей.

Станислав: Это было больше как ремесло, или классический бизнес, с сотрудниками, офисами?

Михаил: Нет, в тот момент я был очень увлечен удаленной работой. Позже получил отличный контракт, благодаря которому я полностью перешел на удаленную работу. Позже переключился на внешних заказчиков. Мне очень понравилась эта модель, и я начал набирать людей. Но я скажу так, я нанимал специалистов уровня senior, а люди уровня senior, они немножко сложнее с точки зрения управления. Но проблем с ними в разы меньше.

Станислав: То есть – им не нужно держать свечку?

Михаил: Да. Были контрольные точки, ты прошелся с ними по этим контрольным точкам и все, работа проверена и сделана.

Станислав: Классно. Мне часто задают вопрос: кого нанимать – новичка, которого нужно учить или профессионала?

Михаил: У меня двоякое отношение к этому вопросу. Моя бизнес-модель предусматривает наем именно senior-ов. Это связано с тем, что я хочу выстроить бизнес таким образом, чтобы я мог работать в любом месте мира. И то же самое касается моих подчиненных – они могут разъехаться по разным странам. А в IT сейчас это очень сильно котируется.

Ты можешь в любую точку IT уехать и собственно там жить. А я не хочу терять людей. И я сразу же выработал модель, что это будут senior-ы. Я сразу понял, что я буду им больше платить (на 20-30% выше рынка). Но при этом я понимаю, что если бы у меня был офис, я лучше бы брал новичков и растил бы их до того уровня, который мне нужен. Ты вкладываешь в него усилия, ты вкладываешь в него определенные ценности и выращиваешь того человека, который тебе нужен.

Если ты в офисе, тогда ты можешь с ним детально работать и т. д. А вообще в разных бизнесах все по-разному. Мой основной бизнес – это IT, в остальные бизнесы я вовлечен меньше и выступаю скорее как инвестор.

Станислав: А сколько человек на тебя сейчас работает?

Михаил: 30 человек. Есть Минск, Санкт-Петербург, Москва, Запорожье, есть даже Дания и Америка. Люди уже переехали в другие страны, но они все ровно с нами работают. Моя модель очень сильно себя оправдывает. Ведь обычно после потери ключевых сотрудников компания начинает разваливаться. А моим сотрудникам незачем бросать работу – они могут жить в любой стране и получают достойную зарплату.

Станислав: А как по поводу зарплат? Как ты выдерживаешь конкуренцию? За счет чего люди идут именно к тебе?

Михаил: Я пошел по вертикальной модели развития. Я вырастил в себе эксперта и научился добывать очень дорогие проекты, например – по 50-60 долларов в час. При таких проектах ты можешь позволить высокие зарплаты и отличных специалистов. Очень много IT-сегментов жалуются на то, что они не могут выйти из сегмента «20$ в час». Мой максимум – это 100$ в час. И поэтому мне не составляет особой сложности давать сотрудникам больше, чем дают в среднем на рынке.

Если ты выполняешь однотипную работу, которую выполняют все, то это, конечно же, очень сложно конкурировать. Я нашел узкую нишу, где очень мало специалистов, компаний, которые могут выполнять эту работу, тоже очень мало. У меня даже есть отдельно модель такая – я пишу в своем сообществе: «Мне нужны люди под такую-то работу». Люди из базы (а база включает 300 человек) заполняет информацию по всем критериям, которые мне нужны, и я могу выбрать лучших из лучших. Благодаря этой модели, я могу решать IT-запросы за 2 дня, что очень быстро.

Станислав: Окей, а ты работаешь с клиентами в формате аутстаффинга?

Михаил: Да. Есть три формата, в рамках которых мы работаем. Это консалтинг – мы смотрим на проект клиента, указываем на его ошибки, показываем, как делать, рисуем диаграммы и оставляем реализацию заказчикам. Второй – это аутсорсинг, когда мы забираем работу на себя. И есть аутстаффинг. Но вообще, в бизнесе необходимо быть гибким. У нас нет рамок и критериев работы, которую мы готовы выполнить. У нас есть только порог, ниже которого мы не будем опускаться, больше ограничений нет.

Станислав: А в какой момент ты решил переехать в Краков, почему?

Михаил: Я еще где-то с 2005 года очень сильно загорелся желанием жить в Швейцарии. Это была моя золотая мечта. Я даже собеседовался там в Google, правда, не прошел, но это другая история. Уже в 2005 году я знал, что я буду где-то. Потом хотел податься в Чехию, но там тоже не получилось. Была еще Голландия, потом Латвия. Это были различные попытки где-то куда-то выехать. Но как-то не срослось.

Станислав: А какой у тебя был критерий? Ты делал попытки у вселенной, по принципу: «где выстрелит, туда и поеду».

Михаил: Скорее да. Когда я был молодой, мне хотелось куда-то. Моя голубая мечта – это горы и озера. А потом я проанализировал свое мышление, понял, что очень сильно стараюсь, но у меня ничего не получается. Например – у меня был целый процесс, когда я находил вакансии по 5 раз в день на протяжении года. И не шло. А потом я понял, что я потерял очень много различных возможностей. И я понял, что надо себя опустить. И потом я поменял этот вектор. Я не хочу переезжать как наемный работник, есть другие пути, например – бизнес иммиграция.

Когда ты открываешь бизнес и переезжаешь в другую страну. В США нужно миллион, в Германии – 250 тысяч евро. Вопрос только в деньгах. Я как-то начал фокусироваться больше на заработке денег, и потом вопрос переезда устранился сам собой. А почему именно в Краков переехал – жена смотрела  различные видео, а потом сказала: «У меня там знакомый, давай съездим туда». Скажу честно, мне эта идея не сильно понравилась.

В то время у меня было два 100% варианта переезда – Польша или Германия. И я сравнивал экономику, рынок, широту и т. д. Искал долгосрочную перспективу. А жена больше интересовалась домом, уютом, общением. Видно действительно семья для меня важнее всего, ведь вопреки всему, я переехал в Польшу. Но я был сильно удивлен Польшей, это экономически развитая страна, мне нравятся ее темпы развития. Есть, конечно, бюрократические моменты, которые мне не нравятся и с экологией не все в порядке.

А так – Польша идеальная для меня страна, люди мне подходят, все развивается в правильном направлении. Я вижу тренд, я вижу свое будущее. Главное – чтобы поляки решили свои экологические вопросы. Я в Киеве мог пойти погулять в 11-12 вечером перед сном. А тут я себе такого позволить не могу.

Станислав: Ну да, в Польше (по крайней мере, в Кракове) мы точно чувствуем, что здесь есть смог. Это реальная проблема города. Есть кстати города, которые еще больше загружены.

Михаил: Ну да. Я думал, что Краков – это один из самых «смоговых» городов. Но есть и значительно хуже.

Станислав: Да, есть и полный Мордор. Но окей, давай вернемся к теме. Я правильно понимаю, что ты переезжал в Польшу, имея какой-то кэш? Идея переезда не была спонтанной?

Михаил: Да. Я брал с собой достаточно денег, чтобы хватило до Швейцарии доехать и там что-то придумать. Я сам по себе такой человек, который любит безопасность. Есть семья, и ты уже не можешь проявлять легкомысленность. Да, есть определенная степень свободы, но я понимаю, что у меня есть семья и я постоянно о ней думаю.

Я не могу представить такой ситуации, чтобы мы переехали, и я не знал, где мы будем жить, за что мы будем кушать. Не могу себе представить такое. И поэтому в определенный момент я приезжал с определенным запасом. Ресурсов хватило бы на все случаи жизни. Меня удивляют истории, когда люди продают все, что у них есть, а тут как получится уже.

Станислав: Круто. Расскажи по поводу других бизнесов. Мне интересно, почему ты в целом решил какие-то ниши тестировать. Мне интересна вот эта модель твоего инвестирования. Мне интересно, что и как ты делаешь. Особенно малая модель бизнеса. Я понимаю, что ты миллионов не инвестируешь, но опыта бизнес-тестирования ниши у тебя есть. Поделись им со мной и читателями.

Михаил: Мой первый опыт в бизнесе появился в Киеве. Первое, во что я инвестировал деньги – это такси. Ну а сейчас моя основная модель – это IT, она бурлит, и она будет бурлить еще очень долго. И там аккумулируется еще очень большой кусок денег. Ты можешь инвестировать в одну, две, четыре квартиры. Но это все инвестиции с низкой маржой, которые будут приносить тебе 2-3% в год.  Когда я понял это, я начал проводить тренинги в своем сообществе, я проводил конференции, я делал частный консалтинг.

Попробовав это, я вырос до уровня эксперта. И понял – вот, я всем могу предоставить такие услуги. А также понял, что у меня  эти процессы получаются, понял, что я могу сам что-то сделать. Но при этом понял, что определенная часть бизнесов, которые не IT, также может приносить мне деньги. С того момента я понял, что я должен искать и находить людей, которые занимаются личными бизнесами, с ними общаться очень часто и понимать, какие возможности у них возникают. Их возможности и их деньги плюс мои деньги могли принести выгоду обеим сторонам.

Итак, первый опыт – я проводил тренинги, совмещая их с работой. На этой точке я все обрезал и перешел полностью в свой бизнес. Я начал читать тренинги, потом занимался консалтингом, проводил конференции, но при этом еще работал. В принципе, IT-сфера позволяет все это соединить. В определенный момент у меня скопилось достаточное количество личных средств. Далее я нашел человека, вместе с которым мы запустили службу такси.

Формат нашего взаимодействия был такой – я инвестировал в машину, он занимался обслуживанием и разгрузкой. Такси работала только в Борисполе, а точнее в формате с любой точки в Борисполь. Ездило несколько машин, и я в принципе был доволен. Однако кризис и все дела изменили ситуацию. Я начал сворачивать этот бизнес.

Станислав: То есть модель такая – ты делишься деньгами и говоришь: «Я получаю такой-то процент от прибыли, а ты занимаешься своим делом»?

Михаил: Но это вначале так было. Сейчас я понимаю, что помимо вливания денег есть опыт, который есть у меня. Я могу заниматься стратегическим планированием, когда через свои связи, через людей и т. д. ты можешь очень много принести в проект. Например – в одном своем проекте я за 2 месяца познакомился с более чем 300 предпринимателями в Польше. Когда ты действуешь по этой модели, твой круг очень сильно разрастается, ты становишься настоящим интегратором. Ты приносишь свои деньги, ты приносишь свой опыт, ты приносишь свое виденье. А также даешь контакты и возможности.

Например – человек хочет открыть кафе. Но он не знает рестораторов, не знает людей, которые могут поделиться опытом. И когда мы работаем с таким человеком, я даю ему не только деньги. Да и система «только деньги» тоже не работает. Я читаю много различных статей про IT-стартапы, которые происходят за бугром, и там тоже говорят: «Находите инвесторов, которые не только дают деньги, но и помогают в сложных проблемах, дают нужные знакомства». Понятно, что инвесторы не помогут нанять конкретного человека или выполнить другой линейный процесс, но вытянуть бизнес из точки А в точку В они вполне способны.

Станислав: Слушай, а почему ты не хочешь создать свой стартап и наоборот сделать историю, найти кэш, найти инвестиции и т. д.?

Михаил: Сейчас у меня сильно не хватает времени. У меня сейчас другие приоритеты. У меня цель быть счастливее. Я бы не сказал, что прямо сейчас я сильно счастлив. У меня есть различные бизнесы, есть семья, есть несколько квартир. Но это не дает тебе того счастья, которое ты хочешь. И сейчас, наверное, у меня только наступает тот переломный момент, в котором я понимаю, что я должен больше развивать себя, развивать какие-то свои внутренние ощущения, становиться более эмоциональным, потому что с бизнесом я стал очень жестким.

В бизнесе, наверное, требуется такой характер, иначе ты не можешь добиться каких-то целей. Вот есть вещи, которые мне нужно развивать. Я понимаю, что я должен переключиться с денег на свое счастье. А счастье, оно реально не в деньгах. Есть влечение в горы и озера. И мне хочется уйти на 3 месяца с рюкзаком. Сейчас не могу себе позволить, есть ведь жена и 3 детей. Я очень люблю, например – кататься на велосипеде по лесу, по диким землям. Хочу что-то мастерить с дерева. У меня есть очень много различных вещей, которые я хочу делать, но не могу себе этого позволить.

Станислав: То есть сейчас твой приоритет в том, чтобы получить больше времени. Сейчас вопрос не в количестве денег, а в их качестве.

Михаил: Да. В качестве жизни. Вот первое в жизни – это какие-то крысиные бега, когда ты хочешь вырваться из гонки, получить запасы. А потом ты хочешь перейти в следующую стадию, чтобы все эти успехи были достигнуты не зря. К примеру, ты можешь иметь кучу денег, но быть больным. Или умереть. Вот сейчас у меня родилась дочь, а у меня нет столько свободного времени, сколько заслуживает моя дочь. И мне очень плохо от этого, я понимаю, что это проблема и мне не особо получается достичь этой ситуации.

Я уже называл 3 направления бизнеса, которые я веду. А есть ведь еще и проекты. Мое комьюнити, онлайн-образование, встречи. Мне нужно соединять предпринимателей, поддерживать контакты. В целом, у меня есть еще достаточно много различных проектов, в которые нужно хоть как-то вовлекаться.

Станислав: Расскажи еще пару слов о тех проектах, которые приносят тебе деньги.

Михаил: Помню, мы как-то говорили с тобой об инвестировании.

Станислав: Ну да, Михаил это первый и последний человек, который предлагал мне продать Uni Consulting.

Михаил: Есть определенная стратегия, в которой я хочу развиваться, где я вижу развитие своего предпринимательства. В центре стоит предприниматель, его окружают различные сервисы, которые поддерживают этого предпринимателя. С хостелом произошла следующая ситуация: я собирался построить дом, потом передумал. У меня остались материалы, решил строить гостиницу. Дело опять не пошло. Потом я общался с различными людьми и нашел ребят, которые тоже хотели хостел. Окей, мы сошлись, так хостел и появился. В последнее время я понимаю, что я ищу не бизнес проекты, а людей. У нас с человеком химия сошлась и я понимаю, что я с ним могу делать что угодно. Хоть хостел открыть, хоть IT-проект запустить.

Станислав: А твой хостел уже открылся?

Михаил: Да, он уже запущен. У нас ориентация идет на группы. Хостел рассчитан на 60 мест, его общая площадь – 360 квадратов. Там есть 2 комнаты апартаменты, 6-местный, 8-местный, 12-местный номер, отдельная зона для девочек. И еще мы с сентября запустим еще где-то 8 апартаментов. Полноценный запуск хостела планируется в сентябре. К нам уже идут группы, бизнес понемножку развивается.

Другой бизнес, который я хочу развивать в будущем – это call-центр. Так сошлось, что у меня появился человек, которому я очень сильно доверяю. Кстати, ты его знаешь. Так вот, у нас сошлась химия, и этот человек уже решил в наем идти, я предложил ему запустить что-то вместе. Этим «что-то» стал call-центр. Сейчас я хочу переориентировать этот call-центр в сферу IT. Продавать через него IT-услуги куда угодно.

Станислав: То есть вы хотите, чтобы компания аутсорсинга на вас IT-проекты?

Михаил: Да. Это часть одной стратегии. А в дальнейшем я понимаю, что я хочу взаимодействовать с другими предпринимателями. Я хочу с ними строить другие возможности. Год назад я хотел создать бизнес-инкубатор. Но в силу того, что люди пришли только за легализацией своего бизнеса, идея провалилась. Я не хотел заниматься исключительно документальной работой. Я хотел строить новый бизнес возможностей, а это не получилось.

Люди, которые пришли, в основном задавали следующие вопросы: «А когда я получу карту побуту? Сколько на это пойдет времени?» Это не то, что я хотел, я хотел бизнес-инкубатор. Ну а сейчас мы форматируем call-центр в IT. Дальше строим коворкинг, IT-бухгалтерию (а ее очень сильно сейчас не хватает). Ну и есть еще целая серия различных бизнесов, которые направлены на IT.

Станислав: Круто. У меня к тебе пару вопросов: как ты все это успеваешь? Как выглядит твой день? Многих интересует этот вопрос. Допустим, вчера я бегу на беговой дорожке и слушаю интервью Илона Маска. И он говорит: «Строительство внутреннего тоннеля, который будет соединять аэропорт и другие районы Лос-Анджелеса – это побочный проект, который занимает у меня 2% времени». Но при этом в рамках этого проекта он хочет полмира перекроить. Тут тоже возникает вопрос: «Как?» На нашем уровне людям тоже интересно, потому что кто-то думает: «Я даже на работе не успеваю, а тут сидит чувак, у которого 3 бизнеса и 10 проектов, как?».

Михаил: Никак. Я никак не успеваю сделать все запланированное. Я не достиг того дзена, при котором я трачу 1% времени на 5 бизнес проектов. У меня 5 % идет на 3 бизнес проекта, ну а остальное время я веду деловую активность и наслаждаюсь отдыхом. Ну а если вкратце – у меня нет доездов на работу. Я уже лет 8 работаю дома, что экономит мне львиную долю время. Ну а вообще у меня график очень сильно поменялся после рождения дочери. Теперь, когда я встаю, я жарю сырники, чтобы жена поела. Далее провожу время с ребенком, а уже потом занимаюсь делами.

Вообще, я стараюсь тратить по 1 часу на проект и в ходе этих 60 минут делать максимум процессов. Не всегда так получается. Часто возникают проблемы, связанные с разными проектами. Из-за чего мне приходится звонить к куче людей, помогать выполнять задачи, решать сложности. И при этом сижу еще на скайпе и решаю третье дело. И в таком промежутке может пройти часа два, в ходе которых я решаю те или иные вопросы.

Но если нет такой горячки, я стараюсь инвестировать в один проект один час. И тогда получается каждому проекту уделять достаточно внимания. По крайней мере, я научился в короткий промежуток времени достигать максимальных результатов и понимать, что ключевой особенностью этого всего должны быть люди, которым ты доверяешь. Если у тебя нет доверенных людей, и ты делаешь микро-менеджмент, когда ты занимаешься оперативной деятельностью, ты в принципе не можешь выполнять все поставленные задачи. При этом в некоторых проектах я все еще вовлечен в оперативную деятельность.

Станислав: А что конкретно делаешь?

Михаил: Программирую. Мне нравится программировать. Я понимаю, что времени идет много, но мне нравится, вот я и делаю. Но я понимаю, что скоро этого уже не будет, потому что времени все меньше и меньше.

Станислав: Но в основном ты занимаешься стратегическими задачами?

Михаил: Да. У меня есть IT-компания и IT-проекты, именно ими я и занимаюсь 90% времени. Потому что у меня есть люди, которым я очень сильно доверяю и с их помощью я могу решать все остальные вопросы, не связанные с IT, за 10% моего времени.

Станислав: А в рамках IT ты выступаешь в роли проджект-менеджера? Какая твоя основная рутина в этой сфере?

Михаил: В первую очередь – это поиск клиентов, это маркетинг, это операционная деятельность, в которую я до сих пор вовлечен.

Станислав: То есть ты ставишь задачи сотрудникам, проверяешь их качество выполнения?

Михаил: Да. Есть различные проекты. На одном проекте у меня есть 25 человек непосредственного управления и есть еще сегмент второстепенного управления, когда ты должен контролировать людей, которые предоставляют результат для других людей. Есть люди, которые напрямую мне не подчиняются, но, тем не менее, мне приходится уделять им время.

Но в большей мере я развиваюсь тем, что определяю, что мне нужно делать, чтобы получить еще больше заказов.

Станислав: Окей. Слушай, ты хороший пример того, что работая дома, можно зарабатывать достаточно денег, при этом развивая бизнесы и т. д. А как ты относишься к работе в офисе, почему сам не работаешь в офисе? Сам ведь знаешь, что в офисе своя, рабочая атмосфера.

Михаил: Дома должны быть четкие правила, у тебя должна быть отдельная комната, она должна закрываться, туда никто не должен даже стучать. У меня тот же самый офис, но дома. Просто когда ты понимаешь, что у тебя есть мало времени, ты пытаешься это время оптимизировать. Ты не представляешь, какая у меня включается головная боль, когда я попадаю в пробки. Я так отвык от пробок. Когда я понимаю, что я в тупую потратил часть жизни, я понимаю, что я ничего не сделал за это время, мне становится плохо.

Станислав: Может аудиокниги слушать надо?

Михаил: Тоже может быть. Но работая дома, я минимизирую этот фактор. Дома можно работать в любых условиях. Главное – это не то, как ты относишься к этим условиям, а как семья относится к твоей работе дома. Моя семья до сих пор не научилась понимать то, что папа работает дома. Родные часто просят что-то перенести, могут отвлекать по мелочам. Они приходят и требуют от меня этого внимания, они думают, что я просто дома.

При этом я умею отключаться от всего лишнего, ничего не слышать и просто работать. Я считаю, что для того, чтобы работать дома, семья должна привыкнуть к тому, что тебя нельзя отвлекать по мелочам. Я считаю, что дома офигенно можно работать. Конечно, есть сторонние проекты в виде хостела, call-центра и т. д., там люди сидят в офисе. Зато в IT-сфере у меня все на удаленке.

В офисе тоже можно работать, там много общения. Но кто на что нацелен. Если ты ориентирован на результат, тебе не нужно много общения. Тебе нужно качественное общение, а качественное общение… Ты можешь пойти в нужное место и на протяжении 1-2 часов с нужными людьми получить это качественное общение. Тебе не нужно висеть в офисе неделю, чтобы поговорить с одним нужным человеком. Зачастую, в офисе ты общаешься с одними и теми же людьми. Ну а за неделю я могу переобщаться с намного большим количеством людей.

Станислав: При этом все происходит целенаправленно.

Михаил: Да. Я приехал, встретился с тобой, встретился с другим предпринимателем, мы решили какое-то вопросы и т. д. И это будет намного более эффективно, чем сидеть в офисе и общаться с нужным человеком за кофе. Да и вообще, в офисе люди одни и те же, они ротируются очень редко. Но в коворкинге они чаще изменяются, но там также устоявшиеся лица. А я больше ориентирован на поиск новых возможностей. А новые возможности – это новые лица. Их нужно искать, нужно ходить на встречи, на конференции т. д. Можно сидеть дома, а можно целенаправленно и качественно искать новые лица.

Станислав: Круто. Мне нравится фраза: «Новые возможности – это новые лица». Ребята, если вы хотите достичь у себя новых возможностей – ищите новые лица, в буквальном смысле. Находите, встречайте целенаправленно новых людей, как это делает Миша. Миш, скажи какие у тебя планы на будущее? Ты говорил об 2018 году, что планируешь?

Михаил: Я хотел больше бизнес проектов сделать, но в этот год я понял, что хочу остаться с этими 3 проектами и больше уделить времени себе, чтобы достичь цели стать счастливее. А в 2018 году, если мы говорим о деловой активности, я как IT-предприниматель хочу развивать обслуживание других IT-предпринимателей. В центре этого бизнеса я вижу какой-то коворкинг, а рядом с ним – различные микросервисы. И если правильно все выстраивать, то каждый микросервис в последствии превратится в отдельный бизнес.

Будь то Digital-маркетинг, корреспонденция, бухгалтерия. Именно туда, наверное, будем двигаться к созданию инвестиционного фонда. Ну а в инвестиционном фонде там есть и кадры, и маркетинг, и продажи и т. д. Поэтому я и говорю, что call-центр – это одна из ступенек моей большой цели. В 2018 году я хочу двигаться в этом направлении. Очень часто привлекаю других людей к сотрудничеству.

Я сам ничего не делаю с 2010-2011 года. Я всегда все делаю в партнерстве с кем-то. В принципе глупо думать, что ты сам можешь очень много делать. Именно поэтому у меня, наверное, выходит выполнять поставленные цели. Я привлекаю людей и приглашаю вас к сотрудничеству. Если хотите – присоединяйтесь. При этом я привлекаю людей на различных условиях – как исполнителей, инвесторов и т. д. И вижу в самой далекой перспективе инвестиционный фонд.

Станислав: Круто, а что еще?

Михаил: Хочу развивать свою жизнь. Хотел дом, не получилось, купил квартиру. У меня вообще очень интересная ситуация: бизнес-активность постоянно росла, и тут родился ребенок. Я решил, что после рождения дочери я хочу снизить лично свою бизнес-активность. Но все получилось наоборот, дела лишь продолжают обороты.

Станислав: Видишь, вселенная хочет, чтобы ты был еще более эффективным. Она знает, что ты, да и мы, способны на большее. Окей, у меня осталось еще два вопроса. Первый вопрос – можешь поделиться своими правилами, рекомендациями по поводу партнерства? Эта тема пронизывает красной нитью весь наш диалог, я думаю, это будет безумно ценно ребятам услышать. И второй вопрос – это в целом рекомендации. Я его чуть позже сформулирую. Но давай пока сосредоточимся на партнерстве. Что посоветуешь ребятам, которые работают в IT, занимаются малым или среднем бизнесом?

Михаил: Если мы говорим о поиске партнерства чтобы запустить какой-то бизнес, то нужно учесть следующий момент: партнеры должны быть финансово независимыми. У них должно быть достаточно большое количество свободных средств, чтобы реализовать какую-то идею. В любом проекте есть факапы, есть проблемы, эти моменты должны глобально перекрываться кэшем. Если кэша нет – начинаются глобальные траблы. В первую очередь нужно проверять партнера сложностями. Партнер может остановиться на полпути и загубить весь проект, а ведь деньги на него уже потрачены.

Поэтому я бы искал человека с финансовыми возможностями, дальше вы должны быть абсолютно разносторонними людьми. Я уже проверял различные модели. То есть если я креативен, ищу возможности, общаюсь и т. д., то другой человек должен быть технарем, должен ориентироваться на другие процессы. И третий момент – у вас должна работать интуиция. Вы общаетесь с человеком и у вас должна действительно произойти какая-то химия. Нужно чувствовать себя комфортно при общении с человеком, ведь с ним придется общаться и проводить большое количество времени.

А есть такие люди, с которыми ты пообщался и тебе неуютно. Когда ты не можешь себя свободно с ним чувствовать. В таких моментах нужно прислушиваться к интуиции очень сильно. В последнее время это очень сильно для меня работает. Если я нахожу человека, с которым у нас химия работает, когда я понимаю, что мы реально в бизнесе сошлись, то мы тогда можем что-то реализовывать.

Станислав: А как ты считаешь, какое оптимальное количество партнеров?

Михаил: Оптимально 2, максимум 3. В редких случаях 4, но это уже очень большое количество партнеров. Зачастую с 2 партнерами трудно договориться, с 3 партнерами ситуация становиться еще сложнее, ну а с 4 партнерами это уже почти и вовсе нереально.

Станислав: Круто, думаю, людям это будет полезно. Потому что есть ведь такие предприниматели, которые думают: соберемся кагалом и что-то крутое сделаем.

Михаил: Нет, ну может быть краудсорсинг или краудфандинг. У меня есть один знакомый человек, который покупает золото на несколько людей по оптовым целям. То есть фактически они все собственники бизнеса. Но в реальности их очень много и если нужно принимать какое-то решение – это будет очень тяжело. Там значительно все сложнее, поэтому 2-3 человека – это оптимальное количество.

Станислав: Финальный вопрос. Если взять в целом, подняться на уровень выше, у тебя сейчас 2 детей, один из них подходит к тебе через 10 лет и говорит: «Отец, как ты достиг успеха?» Можешь ответить? Речь идет не только о бизнесе. В чем для тебя ключ успеха, в чем соль?

Михаил: Если кратко, я бы сказал так – надо не бояться рисковать. Чем ты моложе – тем больше рискуй и забудь о всяких предрассудках, о том, что тебе система говорит в виде людей, родителей, знакомых. Рискуй больше. В принципе я понимаю, что в свои 32 года я готов очень многое потерять и знаю, что до 40 я могу это заработать. А в 25 у меня такое мышление было, что я бы, наверное, 10 проектов одновременно стартанул бы, 2 бы выстрелило. Потом я бы сказал, что нужно больше делать.

Меньше думайте и больше делайте, потому что возникает очень много предрассудков о том, что нужно делать и что не выгорит. И не подвергайтесь чужому влиянию. Знакомые или общество людей, которые видят одну и ту же ситуацию под разным углом не всегда объективны. Ты рассказываешь им об идее, тебе кажется, что такая-то мысль сработает, а они говорят – не сработает. И ты зачастую прислушиваешься к социуму, потому что человек легко попадает под влияние. В особенности, если ему что-то доказывает 10 человек. Поэтому я советую больше делать и меньше рассуждать.

Я 3 или 4 проекта ровно так и потерял, потому что я очень долго рассуждал: «Стоит или не стоит?» И это так грустно становилось, есть уникальная идея, а потом раз – и ее реализовал кто-то другой. Последнее, что я хочу посоветовать: не забывайте наслаждаться жизнью. Если мы говорим очень много о предпринимательстве, то можно очень сильно с головой нырнуть в деньги. На этом можно зациклиться, забыв при этом о хобби, о каких-то вещах, которые в принципе радость приносят в жизни. Я понимаю, что несмотря на всякие деньги-активности надо не забывать про жизнь. Жизнь – это не только бизнес, это не только деньги.

Станислав: Круто, спасибо тебе за рекомендации, спасибо тебе за интервью. Ребят, если это было для вас полезно, ценно – дайте нам обратную связь, ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал. Мы обязательно оставим вам полезные ссылки на проекты Миши, на его фейсбук. И что я хотел бы в завершении сказать, какие я выводы сделал: Миша все так исчерпывающее сказал, мои выводы – это то, что он в итоге подытожил в рекомендациях к вам. А именно: больше делайте и меньше думайте. Я вот недавно слушал подкаст от Михаила Дашкиева и он говорит: «Мы очень часто не соприкасаемся с материей».

А что значит «прикоснутся к материи»? Это значит взять трубку и позвонить кому-то, это значит взять и написать e-mail, это значит взять и создать лендос. По поводу партнеров и вообще эта концепция – она тоже немножко вскрывает материю, потому что у меня был следующий паттерн: я думал, что бизнес – это всегда большие офисы, сотни людей и т. д. А потом я такой бамс, встречаю чувака, который делает 5000$ чистыми, и его компания состоит из 2 человек. И при этом он тратит на бизнес 1/10 свободного времени.

Кто-то может сказать – наверное, он занимается сетевым маркетингом или инфобизнесом. Но какая разница чем он занимается, если он зарабатывает деньги, то всех все устраивает. Поэтому думайте о рычаге, где вы можете приложить минимум усилий и получить максимум результата. Мне тоже нравится эта концепция, и я у тебя несколько раз слышал ту штуку, что ты фокусируешься на одном. Что идешь на конкретную встречу, а не общаться, что выполняешь конкретную задачу, а не работаешь. Мне эта концепция нравится.

Ребят, если подытожить – создавайте бизнесы, создавайте их в онлайне, если это вам актуально. Я думаю, что частично сегодня Миша вас замотивировал своим примером. У Миши 2 детей, 3 проекта, кучу дел.

Михаил: Неважно сколько бизнесов есть, важно, сколько может быть. Приходите ко мне, будем делать бизнес вместе.

Станислав: Верю, что у вас появилась мощная мотивация. С вами был Станислав Цыс, Миша и проект onlineteam. Ставьте лайки и подписывайтесь на канал.

Михаил: Всем пока.

 

Определение химии Merriam-Webster

хим · есть · попробовать | \ Ke-mə-strē \

1 : наука, изучающая состав, структуру и свойства веществ, а также трансформации, которым они подвергаются.

2а : Состав и химические свойства вещества. химия железа

б : химические процессы и явления (в организме) химия крови

3а : сильное взаимное влечение, привязанность или симпатия. у них особая химия

б : взаимодействие между людьми, работающими вместе конкретно : такое взаимодействие, когда оно гармонично или эффективно команде не хватает химии

Что для вас сделала химия?

Для многих химия – это чуждое понятие, принадлежащее миру академических кругов и учебников, имеющее мало отношения к нашей повседневной жизни.На самом деле, вам будет сложно найти аспект вашего распорядка дня, на который химические исследования не повлияют напрямую.

Химия – это изучение молекул: строительных блоков материи. Он занимает центральное место в нашем существовании и ведет наши исследования человеческого тела, Земли, продуктов питания, материалов, энергии, а также всего и везде между ними. Химическая промышленность, поддерживаемая химическими исследованиями, во многом способствует нашему экономическому прогрессу и обеспечивает благосостояние и процветание для общества.В Австралии в химической промышленности занято 60 000 человек, и она вносит в наш ВВП около 11,6 миллиардов долларов ежегодно.

Далее следует краткий снимок – лишь небольшая выборка – основных открытий в химии, которые помогли сформировать наш образ жизни. От первых работ по металлу в медном веке в 5000 году до нашей эры до цифровой эры и новых передовых технологий сегодня, таких как нанонаука и биотехнология, химики чаще всего были движущей силой прогресса в нашей уровень жизни.

Металлы

Химическая теория развивалась задолго до того, как «химик» стал возможным выбором профессии. Явление огня было одним из первых чудес, которые человечество стремилось понять, а использование огня привело к изучению металлов и манипуляциям с ними. Это восходит к 5000 году до нашей эры, когда впервые была обнаружена медь, которая заменила камень в качестве материала для изготовления инструментов.Он был получен с помощью процесса, называемого плавка , и считалось, что он также произвел первое стекло в качестве побочного продукта.

Бронзовый век наступил, когда было обнаружено, что медь может быть объединена с оловом для получения более твердого металла – как вы уже догадались, бронзы. Это был первый сплав когда-либо производились и привели к более сильному оружию и инструментам. Торговля этими инструментами способствовала обмену технологиями и знаниями между ранними цивилизациями. В железном веке, наступившем примерно в 1200 году до нашей эры, увеличилась распространенность железа как основного металла, используемого для изготовления режущих инструментов и оружия.Железо как материал эволюционировало медленнее, потому что для обработки металла требовались более высокие температуры. Этот сдвиг привел к изменениям в методах плавки, улучшенным печным технологиям, а также к развитию ковка , в отличие от Кастинг техники, использовавшиеся в бронзовом веке.

Открытие бронзы (сплава, созданного при соединении меди с оловом) привело к созданию более прочного оружия и инструментов в бронзовом веке. Источник изображения: Национальный музей Кореи, Сеул / Wikimedia Commons.

Материалы и производство

Железный век также стал свидетелем развития многих основных элементов городского развития, с которыми мы знакомы сегодня, таких как цемент, строительные растворы и битум. В течение этого периода население крупных городов становилось все более урбанизированным, что привело к строительству первых надлежащих дорог.

Около 500 лет назад химия стала серьезным занятием.Идентифицировались элементы, отличные от встречающихся в природе металлов, и изучались их свойства, хотя они все еще не были полностью изучены. Люди еще не очень хорошо разбирались в фундаментальной науке, которая определяет свойства материалов, и было неясно, сколько существует различных базовых или элементарных строительных блоков.

Еще одним важным событием стало развитие вулканизированная резина , в 1843 году Чарльзом Гудиером. Это привело к пневматический шины и положили начало производству полимеров и пластмасс, которые позже произвели революцию в производстве товаров для дома.Открытие Альфредом Нобелем динамита в 1867 году и более совершенных взрывчатых веществ позже привело к быстрому расширению добычи полезных ископаемых как средства добычи руд и минералов.

Изобретение Чарльзом Гудиером вулканизированной резины в 1843 году положило начало производству полимеров и пластмасс. Источник изображения: Anthony / Flickr.

Синтез первого искусственного красителя, пурпурного цвета, позже названного мовеином, произошел в 1856 году. Это было случайное открытие, сделанное 18-летним Уильямом Перкином, который на самом деле пытался создать искусственный хинин.Исторически сложилось так, что синие и пурпурные пигменты были невероятно редкими, и мовен пользовался большим спросом. Его разработка стимулировала дальнейшие исследования в области органической химии и производства соответствующих красок и пигментов. Некоторые из крупнейших мировых компаний в области органической химии сегодня были основаны примерно в это время из-за спроса на производство красителей.

Несмотря на растущее использование химических соединений, только в 1870 году Дмитрий Менделеев придумал систематический способ упорядочить все известные химические элементы в периодической таблице.Таблица основана на общих химических свойствах и тенденциях их поведения. Это краткий, насыщенный информацией каталог всех известных различных типов атомов, и он по-прежнему является важным инструментом для изучения химии сегодня.

Совсем недавно Гарольд Крото, Ричард Смолли, Джеймс Хит, Шон О’Брайен и Роберт Керл из Университета Райса сделали новое открытие, касающееся того, что, как мы думали, мы полностью поняли – они открыли новую форму углерода. Крото, Керл и Смолли позже были удостоены Нобелевской премии по химии 1996 года за открытие фуллеренов, совершенно нового расположения атомов углерода, образующих шарообразные структуры, похожие на клетки.Они были полезны при разработке материалов и могли иметь ряд биомедицинских приложений.

Эта область исследований также привела к разработке углеродных нанотрубок. Углеродные нанотрубки используются для создания сверхпрочных и легких материалов, например, для использования в самолетах.

Волокнистый материал из углеродных нанотрубок. Диаметр каждой нанотрубки более чем в тысячу раз меньше диаметра человеческого волоса. Источник изображения: Кристиан Хоккер, инженер Кембриджа / Flickr.

Другой формой углерода, обладающей уникальными свойствами, является графен. Графен представляет собой лист, состоящий из одного слоя атомов углерода, и хотя один слой атомов может казаться чрезвычайно хрупким, на самом деле он чрезвычайно прочный, в 200 раз прочнее стали, сверхлегкий, гибкий и отличный проводник. Хотя ученые давно знали, что графит состоит из листов атомов углерода, только в 2004 году профессора Андре Гейм и Костя Новоселов смогли самостоятельно выделить один слой и сделать графен.Графен еще не так широко распространен в нашей повседневной жизни, как некоторые другие великие открытия в области химии – это скорее вопрос: «Что графен сделает для вас в будущем?» Благодаря своим уникальным свойствам он может имеют огромное влияние в нескольких областях, включая электронику, материалы, энергетические технологии и биомедицинские приложения.

Энергия

Один из ключевых вкладов, который область химии внесла в наше растущее общество, – это способность использовать и хранить электрическую энергию – электричество.Электричество долгое время было предметом интеллектуального любопытства, и этот феномен стал более понятным благодаря экспериментам химиков и физиков.

Традиционное производство энергии за счет сжигания и термодинамики ископаемого топлива привело к промышленной революции. Этот бум в промышленности с середины 1700-х до 1800-х годов был эпохой роста, когда инженеры-химики выходили на первый план, чтобы масштабировать и индустриализировать процессы производства. Именно в это время были разработаны многие практические применения химии, на которые мы полагаемся сегодня.

Батареи, от которых зависят многие наши устройства, поддерживаются химической реакцией, в результате которой образуется электричество. Первую электрическую батарею создал Алессандро Вольта, который доказал, что электричество течет по проводам, прикрепленным к разным металлам, а используемые типы металлов влияют на напряжение. Термин «вольт» как мера электрического потенциала назван в честь него. Хотя современные батареи намного сложнее, чем во времена Вольты, наблюдается возобновление интереса к дальнейшему продвижению этой жизненно важной химической технологии, чтобы можно было хранить устойчивую энергию, производимую солнечными батареями или энергией ветра.

Продовольствие и сельское хозяйство

Комплексные технологии используются в современном пищевом производстве. От почвоведения до анализа питания и от испытаний на безопасность до упаковки и консервирования пищевых продуктов – задействованные химические процессы обширны и часто не получают должного внимания. Например, если бы не охлаждение, наши системы распределения продуктов питания были бы ограничены, а хранение – недолговечным.Первые системы охлаждения были разработаны в 1874 году. В них использовался диметиловый эфир, но вскоре были введены системы на основе аммиака, которые до сих пор используются в промышленных холодильниках.

Аммиак также является неотъемлемой химической инновацией для производства продуктов питания, в основном из-за его использования в производстве удобрений. Действительно, по оценкам, около 1 процента мировой энергии используется для производства аммиака. Повышение продуктивности наших систем выращивания продуктов питания стало необходимым из-за совокупного давления роста населения, изменения климата и нехватки воды.Если бы не процесс Габера-Боша, наше нынешнее сельскохозяйственное производство было бы неустойчивым. Он был впервые разработан в 1909 году и позволяет эффективно производить крупномасштабное производство аммиака (NH ₃ ) путем взаимодействия атмосферного азота (N ₂ ) с водородом (H ₂ ) при высоких температуре и давлении. Это привело к легкодоступному пути к производству удобрений и привело к четырехкратному увеличению продуктивности сельского хозяйства. Открытие пестицидов и гербицидов еще больше повысило урожайность сельскохозяйственных культур, ключевыми соединениями которых являются ДДТ и глифосат.Сегодня около 40–60 процентов урожайности мирового сельского хозяйства зависит от искусственных удобрений.

Химические процессы, особенно те, которые связаны с созданием удобрений, необходимы для современного производства продуктов питания. Источник изображения: Андреас Коллморген / Flickr.

Человеческое население во всем мире полагается на химию для обеспечения безопасных запасов чистой воды. Переработка будет иметь важное значение для сохранения этого ресурса в будущем. Здесь, в Австралии, засуха вынудила нас за последнее десятилетие сократить потребление воды и пересмотреть нашу зависимость от плотин и водохранилищ и подумать об альтернативных источниках воды.Уже есть три крупных завода по опреснению воды в Сиднее, Мельбурне и Перте. Без этого развития химического машиностроения такие страны, как Саудовская Аравия, Кувейт, Объединенные Арабские Эмираты, Бахрейн и Ливия, скорее всего, не имели бы достаточного количества пригодной для использования воды, чтобы поддерживать свое нынешнее население. Эффективное управление ресурсами становится все более важным, поскольку мы сталкиваемся с экологической неопределенностью, когда химия играет решающую роль в потенциальных решениях.

Здоровье

Современное здравоохранение основано на многих важных достижениях в области химии.К ним относятся разработка новых фармацевтических препаратов, диагностических инструментов и улучшенного диагностического оборудования, такого как рентгеновские аппараты, МРТ, тесты на рак и наборы для беременных. Аналитическая химия и судебная медицина имеют решающее значение для выявления ядов и токсинов в продуктах питания, растениях и животных, а также для отслеживания и идентификации неизвестных химических веществ и материалов.

Медицинская практика также резко изменилась по мере развития химических знаний. Открытие обезболивающих и анестетиков открыло совершенно новые возможности для практикующих врачей.Стало возможным продвинутое хирургическое вмешательство (а не простая ампутация). Такие соединения как оксид азота (N ₂ O), или веселящий газ, стали популярными, и незначительные хирургические вмешательства и стоматологическая работа стали немного менее рискованными, хотя инфекция по-прежнему оставалась серьезной проблемой. Здесь на помощь (опять же!) Пришла химия с первыми антисептиками. В 1867 году Джозеф Листер представил карболовую кислоту в качестве антисептика для очистки хирургических ран. Смертность в его хирургии снизилась с 45,7% до 15%.

Прорыв в химических процессах привел к открытию анестетиков, открывающих передовые методы хирургии. Источник изображения: Медиаархив Королевского военно-морского флота / Flickr.

Еще на этом фронте, но несколько позже, Александр Флеминг в 1928 году открыл первый антибиотик, пенициллин. Это открытие открыло новую эру в борьбе с болезнями, передаваемыми бактериями. Однако только в 1940-х годах, когда Ховард Флори, ученый из Аделаиды, начал производить пенициллин в больших масштабах, он стал широко применяться.Его работа позволила легко вылечить инфекцию, а также спасла миллионы жизней. Но микробы начали сопротивляться, а это значит, что наши дни просто излеченных инфекций могут скоро позади. В связи с постоянно растущей распространенностью устойчивости к противомикробным препаратам дальнейшая работа в этой области химии важна как никогда.

Мария Кюри была первой женщиной, получившей Нобелевскую премию, и первым человеком, получившим две Нобелевские премии, и по сей день является одной из двух обладателей двух в двух разных научных областях (физика и химия).Она является важным символом науки и, в частности, химии, поскольку ее работа по открытию радиоактивные элементы обеспечил основу для инноваций в области рентгеновской визуализации, ядерной энергетики и лучевой терапии.

В 1953 году Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон опубликовали структуру и механизмы ДНК, которые во многом основывались на работах Розалинды Франклин и Мориса Уилкинса. Крик, Уотсон и Уилкинс были удостоены Нобелевской премии по медицине 1962 года за это открытие, когда Розалинда Франклин, к сожалению, умерла от рака.С тех пор эта работа помогла объяснить, как болезни передаются из поколения в поколение, и объясняет другие загадки, например, почему мы похожи на своих родителей, как клетки функционируют на микроуровне и как развивается жизнь. Это был поворотный момент для академических исследований, который сформировал направление исследований в области медицины и здоровья с толчком к персонализированной медицине.

Технологии

Одним из аспектов химических инноваций, который в значительной степени воспринимается как должное, но является неотъемлемой частью повседневной жизни многих людей, являются экраны дисплеев в смартфонах, телевизорах и компьютерах.Эти устройства используют молекулы, известные как жидкие кристаллы, для управления светом и изображениями, что и дало им название – ЖК-экраны (жидкокристаллические дисплеи). Жидкие кристаллы возникают, когда вещество находится в промежуточном состоянии между твердым телом и жидкостью. Вместо одной точки плавления, описывающей переход от твердого тела к жидкости, жидкий кристалл имеет две – начальную температуру, при которой вещество плавится с образованием мутный жидкость, и четкая вторичная точка плавления, при которой эта мутная жидкость становится прозрачной.Между этими двумя точками находится жидкокристаллическое состояние.

ЖК-экраны используют молекулы, известные как жидкие кристаллы, для управления светом и изображениями. Источник изображения: e3Learning / Flickr.

Жидкие кристаллы обладают светомодулирующими свойствами и поэтому используются в экранах. Впервые они были обнаружены в 1888 году ботаником и химиком Фридрихом Рейнитцером, который наблюдал эффект холестерина, извлеченного из моркови. В ближайшее десятилетие ЖК-технологии, вероятно, будут вытеснены светодиодами.Светодиодные экраны более долговечны и потребляют меньше электроэнергии. Их влияние будет зависеть от дальнейших достижений в области материалов в области проводящих полимеров и наноматериалов, таких как квантовые точки, которые обеспечивают яркие живые цвета, необходимые для экранов дисплеев.

Вывод

Химия имеет далеко идущие последствия. Химия в значительной степени способствовала формированию общества в том виде, в каком мы его знаем; от разработки более прочных материалов для крупномасштабного строительства до того, какие косметические продукты вы используете каждый день.Общество извлекло огромную пользу из достижений в этой области, и несколько ключевых открытий, описанных здесь, представляют собой лишь небольшую часть химических инноваций, которые стимулировали развитие общества. Хотя открытия в химии оказали огромное влияние и по-прежнему обладают огромным потенциалом, нам также необходимо обеспечить их ответственное использование для обеспечения устойчивости в будущем.

3.2: Что такое материя? – Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Сводка
2. Материалы и авторство

Цели обучения

• Определите материю и объясните, как она состоит из строительных блоков, известных как «атомы».

Мы все знакомы с материей. Определение Материя – это все, что имеет массу и объем (занимает место). Для большинства обычных объектов, с которыми мы имеем дело каждый день, довольно просто продемонстрировать, что они имеют массу и занимают место. Однако вы можете представить себе, как несколько сотен лет назад людям было трудно продемонстрировать, что воздух имеет массу и объем. Воздух (и все другие газы) невидимы для глаза, имеют очень малую массу по сравнению с равным количеством твердых тел и жидкостей и их довольно легко сжимать (изменять объем).Без чувствительного оборудования было бы трудно убедить людей в том, что газы – это материя. Сегодня мы можем измерить массу небольшого воздушного шара, когда он спущен, а затем надуть его, привязать и снова измерить его массу, чтобы определить дополнительную массу из-за воздуха внутри. Масса воздуха, в комнатных условиях, который занимает 1-литровую банку, составляет приблизительно 0,0002 фунта. Это небольшое количество массы было бы трудно измерить во времени, пока не были разработаны весы для точного измерения очень малых масс.Позже ученым удалось сжать газы до такого маленького объема, что газы превратились в жидкости, что дало понять, что газы – это материя.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Все, от муравья до грузовика, до земли, и даже вся галактика состоит из материи. Изображения используются с разрешения Википедии (CC_SA-BY-3.0; предоставлено High Contrast).

Хотя вселенная состоит из столь разных «вещей», как муравьи и галактики, материя, из которой состоят все эти «вещи», состоит из очень ограниченного числа строительных блоков.Эти строительные блоки известны как атомов , и к настоящему времени ученые обнаружили или создали в общей сложности 118 различных типов атомов. Ученые дали название каждому типу атома. Вещество, состоящее только из одного типа атомов, называется элементом. На данный момент вас должно поразить то, что все формы материи в нашей Вселенной состоят всего из 118 различных строительных блоков. В некотором смысле это похоже на приготовление изысканной трапезы из пяти блюд с использованием всего трех ингредиентов! Как это возможно? Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны понять, как различные элементы соединяются вместе, образуя материю.

Самый важный метод, который природа использует для организации атомов в материю, – это образование молекул . Молекулы – это группы из двух или более атомов, связанных вместе. Есть миллионы различных способов связать атомы вместе, а это значит, что существуют миллионы различных возможных молекул. Каждая из этих молекул имеет свой собственный набор химических свойств, и именно эти свойства больше всего беспокоят химиков. Вы узнаете гораздо больше об атомах и молекулах, в том числе о том, как они были открыты, в следующей части учебника.

Сводка

Всякая материя имеет массу и занимает пространство. Все физические объекты состоят из материи. Сама материя состоит из крошечных строительных блоков, известных как «атомы». Человеку известно всего 118 различных типов атомов. Часто атомы соединяются вместе, образуя «молекулы».

Добавления и авторства

Эта страница была создана на основе содержимого следующими участниками и отредактирована (тематически или всесторонне) командой разработчиков LibreTexts в соответствии со стилем, представлением и качеством платформы:

Письменное руководство по химии | Кафедра химии

Важно ли писать в химии? Разве химики не тратят время на ручку, смешивание реагентов и сбор данных? Они по-прежнему могут делать эти вещи, но профессиональные ученые также проводят презентации, готовят отчеты, публикуют результаты и вносят предложения.Каждое из этих занятий включает в себя письмо. Если вы по-прежнему скептически относитесь к необходимости навыков письма, попросите своего любимого профессора или любого другого ученого отследить долю одного рабочего дня, потраченную на их программу обработки текста. Вы (и они) можете быть удивлены ответом

Хотя обмен информацией в науке обычно фокусируется на содержании, а не на стиле письма, важно, чтобы работа была представлена ​​с использованием принятых соглашений и в соответствующем стиле. Независимо от того, состоит ли ваша аудитория из читателей, рецензентов, посетителей семинаров или начальника, четкий и лаконичный стиль письма может помочь им обрести уверенность, поддержать интерес и убедить их в ценности вашей работы.В конкурентной среде это может быть важной частью принятия вашей рукописи, финансирования ваших грантов или даже получения заслуженного продвижения по службе.

Это руководство предназначено для краткого введения в письменную форму для студентов-химиков в штате Орегон. Это не исчерпывающий письменный справочник, и, скорее всего, он не будет касаться конкретных возникающих вопросов. Он познакомит вас с некоторыми важными проблемами в написании статей о химии и укажет вам на отличные ресурсы. Поскольку студенты-химики тратят большую часть времени на написание лабораторных отчетов, это будет одной из основных тем данного руководства.

Ресурсы для помощи в написании

1. Это может показаться очевидным, но помните, что ваши инструкторы всегда готовы помочь. Предоставляли ли они раздаточные материалы или онлайн-информацию с конкретными инструкциями по стилю, формату и контрольным списком элементов для включения в отчет? Поскольку ожидания будут варьироваться от класса к классу, а иногда даже от отчета к отчету, важно понимать, что запрашивается, прежде чем систематизировать свои результаты и начать писать. Таблица оценок с указанием количества баллов или относительного веса каждой части отчета может помочь вам сосредоточить свои усилия.Узнайте, предоставит ли их ваш инструктор заранее.

   Руководство по стилю ACS, Руководство для авторов и редакторов, 2 ^nd ed. (Dodd, J., Ed .; American Chemical Society, Washington, DC, 1997) – отличный ресурс с советами по написанию и подробным описанием письменных соглашений ACS. Это также обязательный текст для классов CH 462 и CH 463 для интенсивного написания химии (WIC). Мы настоятельно рекомендуем вам вложить немного денег в этот справочник, как только вы начнете цикл интегрированной лабораторной работы.Руководство можно заказать по адресу http://www.oup.com/us/catalog/J778/?view=usa

   Студенческий центр письма ОГУ в 123 Waldo. (тел. 737-5640; http://oregonstate.edu/dept/writing-center/) предоставляет бесплатную письменную помощь студентам ОГУ. Это могло быть лучшим предложением в университетском городке! Их услуги включают индивидуальные встречи для обсуждения ваших индивидуальных писательских проектов и вопросов, онлайн-форму для отправки незавершенной работы для критической оценки и адрес электронной почты ([email protected]), где быстро даются ответы на конкретные вопросы о механике предложения, пунктуации, документации и стиле.

Некоторые удобные интернет-ресурсы.

Как отмечалось выше, преподаватели различаются в своих ожиданиях в отношении лабораторных отчетов. Это разумно, если учесть, что требования к различным химическим журналам и издателям также сильно различаются. Тем не менее, длительный опыт чтения лабораторных отчетов, статей и проектов диссертаций указывает на то, что у многих студентов часто возникают проблемы, и поэтому мы предлагаем несколько общих рекомендаций, которые помогут в создании отчетов или публикаций.Общие правила написания отчетов

1. Используйте правильное глагольное время

Лабораторные отчеты и исследовательские работы должны быть в основном написаны в настоящем времени. Вам следует ограничить использование прошедшего времени (1) описанием конкретных экспериментальных методов и наблюдений и (2) цитированием результатов, опубликованных в прошлом. Следующие предложения могут быть написаны в прошедшем времени:

Твердое вещество промывали водой, затем сушили в эксикаторе в течение ночи. Джонс и др. Обнаружили, что полимеры с максимумом поглощения между 200 и 300 нм разлагаются под воздействием ультрафиолетового излучения.[1]

Анализ данных, с другой стороны, следует записывать в настоящем времени:

Экстраполяция линии на рисунке 3a дает вязкость полимера 40,2 сП: оценка ошибки с использованием ур. 2 обеспечивает погрешность 0,4 сП.

2. Пишите от третьего лица

Часто задают вопрос, относятся ли слова «я, я, мое, мы, наш или нас» к научному письму. Поскольку научные эксперименты демонстрируют факты, не зависящие от наблюдателя, в отчетах следует избегать использования первого и второго лица.Например, второе предложение ниже лучше, потому что оно позволяет избежать использования первого лица:

Перемешивание раствора в течение 2 часов и последующая фильтрация дали желтый порошок.

Однако, когда речь идет о ваших собственных результатах или выводах, может быть проще и понятнее использовать первое или второе лицо:

В то время как Смит и Джонс сообщают, что размер ячейки c составляет 23,3 (1) Å, авторы: собственные данные указывают на значение 23,6 (1) Å. Смит и Джонс сообщают, что размер ячейки c равен 23.2 (1) Å, но наши данные дают значение 23,6 (1) Å.

Собственные данные авторов – неудобная фраза, и «наши данные» в последнем предложении лучше.

3. Будьте ясны, но кратки

Отчеты и документы должны полностью описывать эксперименты в точной и фактической манере. И глубина анализа ошибок, и стиль письма должны соответствовать этой задаче. Рассмотрим следующее предложение в обсуждении:

Калориметр немного вибрировал, но все же легко измерить пик на Рисунке 1 очень точно.

Слова и фразы, такие как «немного», «легко» и «очень точно» не имеют определенного значения и поэтому неадекватны. Количественные или полуколичественные описания и анализы всегда предпочтительнее использования таких неточных терминов. В следующем переписывании ошибка описана гораздо более четко:

Самым большим источником ошибки является вибрация, которая оценивается в 1–5 Вт / кг RMS. Это добавляет максимум 4% погрешности к интегрированию пиков, и поэтому полученные значения представлены как + – 4%.

Хотя вы должны стремиться описывать эксперименты достаточно подробно, чтобы их можно было воспроизвести, также важно писать кратко. Часто текст можно сократить путем сжатия или перефразирования без уменьшения значимого содержания. В двух приведенных ниже примерах последний передает ту же информацию в более кратком и предпочтительном стиле письма.

Третья и четвертая фракции перегонки объединяли в круглодонной колбе объемом 100 мл. В эту колбу добавляли 1,966 г (0,0114 моль) бензойной кислоты.Затем колбу соединяли с длинной колонной, дистилляционной головкой и конденсатором. Стекловата и фольга снова были обернуты вокруг колонны и дистилляционной головки. В круглодонной колбе объемом 100 мл, снабженной конденсатором с водяной рубашкой и обернутой колонной и головкой, к объединенной третьей и верхней части добавили 1,966 г (0,0114 моль) бензойной кислоты. четвертые фракции.

4. Отредактируйте и вычитайте

Считайте свою первую письменную копию черновиком, а затем прочтите и отредактируйте. На курсах WIC некоторые задания будут включать этапы пересмотра, включенные в процесс подачи и оценки.Многие студенты удивляются тому, сколько простых ошибок можно найти в первых черновиках и насколько улучшится их письмо после использования этого простого метода. Заключительная корректура также важна и может помочь свести к минимуму орфографические и типографские ошибки. Несколько незначительных ошибок почти неизбежны в любом письменном документе, но рецензенты и преподаватели обычно могут сказать, когда они читают первый черновик. Наряду с “человеческой” корректурой используйте процедуру проверки орфографии, чтобы выявлять ошибки.

Представление данных…. хорошие, плохие и уродливые отчеты

обычно должны включать в себя повествовательный текст, который описывает и объясняет представленную информацию. Используйте раздел результатов, чтобы объяснить назначение каждого рисунка, схемы, уравнения и таблицы. Опубликованные результаты исследования никогда не включают «бесхозные» данные, то есть информацию, которая не объясняется или не помещается в контекст в письменном тексте. Это также хорошее правило, которому следует следовать в лабораторных отчетах.

Обращаясь к рисунку, таблице или уравнению, используйте его номер в тексте, например:

Плато наблюдалось при пониженном давлении выше 0.1, как указано в таблице 1.

Отсюда следует, что каждому рисунку, таблице и уравнению нужен номер. Рисунки и таблицы требуют подписи, включающей номер и описательное название:

Рисунок 1. Зависимость поглощения массы от пониженного давления для цеолита 5A.

Таблица 1. Данные порошковой дифракции, полученные для цеолита 5A.

Обратите внимание, что метки «диаграмма» и «график» являются несколько устаревшими терминами и в значительной степени заменены словом «рисунок». Уравнения обычно имеют номер, помещенный в круглые скобки у правого поля:

Вот несколько дополнительных советов по подготовке рисунков и таблиц:

• Все оси графика требуют меток, которые включают как имя переменной, так и единицы измерения.

• Оси должны использовать разумные масштабы, чтобы четко отображать данные и иметь помеченные метки. Метки осей не обязательно должны отображать полное количество значащих цифр.

• В столбцах таблицы должны быть указаны единицы, используемые под каждым заголовком.

• В записях таблицы, как правило, необходимо указать соответствующее количество значащих цифр (может потребоваться соответствующая настройка форматов столбцов электронной таблицы).

Стандартные форматы

Преподаватели (и редакторы) могут придирчиво относиться к письменным соглашениям.Ссылки на литературу, символы и сокращения требуют строгого соблюдения стандартного формата. К сожалению, конкретный используемый стандарт варьируется в зависимости от издателя. Важным стандартом является стандарт, принятый Американским химическим обществом (ACS), и он будет использоваться во многих курсах химических лабораторий в OSU. Было бы довольно сложно запомнить все формы только для литературных цитат. К счастью, в этом нет необходимости. В Руководстве по стилю ACS (см. Выше) перечислены все необходимые форматы и приведены простые примеры.Тем не менее, полезно знать наиболее распространенные форматы цитирования и сокращения. Ниже приведены некоторые часто используемые форматы ACS.

Этика письма

В естествознании результаты обычно обсуждаются в связи с работой других. Поэтому в ваших статьях часто будут упоминаться чужие результаты или выводы. Это нормально, если вы четко разделяете свои результаты и результаты, полученные от других исследователей или из литературы. Каждый раз, когда цитируются сторонние результаты, необходимо давать ссылку на первоисточник.

Связанная проблема заключается в использовании цитат из другой работы. Точное копирование текста из внешнего источника допустимо только в том случае, если оно помещено в цитаты и предоставлена ​​ссылка. Перефразирование или обобщение других результатов также могут быть приемлемы, если дана ссылка. Однако включение слов или стиля других авторов в ваш собственный текст не допускается, даже если имеется ссылка на оригинальную работу. Обсуждение этого вопроса и некоторые полезные примеры приемлемого и недопустимого использования приведены в документе «Предотвращение плагиата в Университете штата Орегон» по адресу http: // oregonstate.edu / admin / stucon / plag.htm

Когда есть групповые задания или отчеты, убедитесь, что вы понимаете ожидания преподавателя в отношении общего и индивидуального вклада. Студенты часто проводят экспериментальную работу в группах, и им предлагается обсудить результаты лабораторных исследований и анализ данных с другими. Однако чаще всего ожидается, что написание отчета будет индивидуальным делом.

Проверьте свое письмо IQ

Вот несколько ссылок на онлайн-тесты по написанию. На каждом сайте есть большое количество викторин с ответами.Попробуйте несколько и посмотрите, как вы оцениваете.

Зачем изучать химию – химию и биохимию

Химия – невероятно увлекательная область обучения. Поскольку химия играет фундаментальную роль в нашем мире, она играет важную роль в жизни каждого человека и тем или иным образом затрагивает почти все аспекты нашего существования. Химия необходима для удовлетворения наших основных потребностей в пище, одежде, жилье, здоровье, энергии и чистом воздухе, воде и почве. Химические технологии во многих отношениях улучшают качество нашей жизни, предлагая новые решения проблем, связанных со здоровьем, материалами и энергопотреблением.Таким образом, изучение химии полезно для подготовки нас к жизни в реальном мире.

Химию часто называют центральной наукой, потому что она объединяет физику и математику, биологию и медицину, а также науки о Земле и окружающей среде. Таким образом, знание природы химических веществ и химических процессов дает представление о различных физических и биологических явлениях. Знать что-то о химии полезно, потому что это дает отличную основу для понимания физической вселенной, в которой мы живем.Хорошо это или плохо, но все химическое!

хим-графический

Химия:
Центральная наука

Изучение химии также дает человеку прекрасную возможность выбирать из множества полезных, интересных и вознаграждающих профессий. Человек с химическим образованием на уровне бакалавра хорошо подготовлен к занятию профессиональных должностей в промышленности, сфере образования или государственной службы. Диплом по химии также служит отличной основой для углубленного изучения ряда смежных областей.Список возможностей карьерного роста для людей с химическим образованием обширен и разнообразен. Даже во времена высокого уровня безработицы химик остается одним из самых востребованных и нанятых ученых.

Поведение атомов, молекул и ионов определяет мир, в котором мы живем, наши формы и размеры и даже то, как мы себя чувствуем в данный день. Химики, разбирающиеся в этих явлениях, очень хорошо подготовлены к решению проблем, с которыми сталкивается наше современное общество. В любой день химик может изучать механизм рекомбинации молекул ДНК, измерять количество инсектицида в питьевой воде, сравнивать содержание белка в мясе, разрабатывать новый антибиотик или анализировать лунный камень.Чтобы создать синтетическое волокно, лекарство для спасения жизни или космическую капсулу, необходимы знания химии. Чтобы понять, почему осенний лист становится красным, или почему алмаз твердый, или почему мыло очищает нас, необходимо, во-первых, базовое понимание химии.

Для вас может быть очевидно, что образование в области химии важно, если вы планируете преподавать химию или работать в химической промышленности, разрабатывая химические товары, такие как полимерные материалы, фармацевтические препараты, ароматизаторы, консерванты, красители или ароматизаторы.Вы также можете знать, что химики часто работают в качестве ученых-экологов, химиков-океанографов, специалистов по химической информации, инженеров-химиков и продавцов химических веществ. Однако для вас может быть менее очевидно, что значительные знания химии часто требуются в ряде смежных профессий, включая медицину, фармацию, медицинские технологии, ядерную медицину, молекулярную биологию, биотехнологию, фармакологию, токсикологию, науку о бумаге, фармацевтику, обращение с опасными отходами, консервация произведений искусства, судебная медицина и патентное право.Таким образом, степень по химии может эффективно сочетаться с продвинутой работой в других областях, что может привести, например, к работе в высшем руководстве (иногда со степенью MBA), в области медицины (со степенью врача) или в области патентов ( возможно со степенью юриста).

Часто наблюдается, что сегодняшние выпускники, в отличие от выпускников поколения назад, должны рассчитывать не на одну должность у одного работодателя или в одной отрасли, а скорее на множество карьер. Вы будете хорошо подготовлены к этому будущему, если в годы учебы в колледже воспользуетесь возможностью получить широкое образование, научиться гибкости и творчески решать проблемы.Знания и навыки, полученные на курсах вашего колледжа, могут быть напрямую применены на вашей первой работе, но наука и технологии меняются быстрыми темпами. Вы будете идти в ногу со временем и оставаться впереди, если вы закончите учебу, обладая навыками и самодисциплиной, позволяющими учиться всю жизнь. Поскольку химия дает многие из этих навыков и является фундаментальным фактором развития бизнеса и коммерции нашего общества, химики и биохимики, вероятно, будут пользоваться постоянным спросом.

Степень бакалавра химии также является идеальной подготовительной степенью.Медицинским школам не требуется специальность в колледже, но химическое образование будет полезно в углубленном изучении биохимии, эндокринологии, физиологии, микробиологии и фармакологии. Химия также является отличным направлением для студентов, планирующих карьеру в других медицинских профессиях, таких как фармацевтика, стоматология, оптометрия и ветеринария. Для поступления на все эти профессиональные программы требуется химия. Для большинства из них требуется как минимум один год общей химии и один год органической химии, и то и другое с лабораториями.Многие студенты обнаружили, что химическое образование дает им явное преимущество в этих профессиональных программах.

Независимо от того, хотите ли вы стать хирургом или ученым-исследователем, учителем или специалистом в области информации, вы должны изучать химию в колледже. Это не для всех; но те студенты, которые выбирают химию, обычно находят ее столь же интересной, сколь и сложной, и они всегда очень гордятся степенью, которую они получают на бакалавриате.

Учебные советы по химии | Химический факультет

Итак, вы проводите много времени за учебой, но все еще с трудом справляетесь с экзаменами.Что теперь? Прежде всего, знайте, что вы не одиноки – некоторые из лучших студентов в какой-то момент испытывали трудности с изучением химии, так что продолжайте!

Изучение химии требует времени!

ВРЕМЯ НА ЗАДАЧУ!

Так же, как вам нужно уделить время занятиям спортом или выучить иностранный язык, вам нужно уделить время практике химии. Мы не ожидаем, что вы получите все сразу; на самом деле некоторым из лучших студентов этих курсов приходилось усердно разбираться с материалом, прежде чем действительно все понять.Удостоверьтесь, что вы выделяете достаточно времени, чтобы регулярно просматривать материалы курса и практиковаться в решении проблем.

Есть причина, по которой эти курсы не являются направленными чтениями: все части – практические задачи, чтение, лекция, секция, лабораторные работы, рабочее время, обучение самостоятельно или с друзьями, репетиторство – лучше всего работают, когда вы используете их вместе.

Dig Deep по практическим задачам.

Простое выполнение множества практических задач не обязательно поможет вам лучше решать проблемы.Вы никогда не увидите задачи на экзамене, которые выглядят в точности как практические, поэтому выполнение всех возможных задач – не лучшая стратегия. Вместо этого, когда вы решаете практическую задачу, которую мы вам дали, убедитесь, что вы можете объяснить, почему и когда вы будете делать каждый шаг в своем решении. Уметь объяснить

• почему определенная информация вам полезна
• почему часть информации может быть ненужной
• какие преобразования вам нужно сделать, чтобы вы могли правильно использовать информацию
• почему вы используете определенную формулу
• как изменить формулу, чтобы найти новый параметр
• почему нужно учитывать ту или иную реакцию
• когда вы сможете делать какие-либо предположения, которые вы делаете?
• какие структуры полезно понимать

Легко попасть в ловушку, прочитав ключ решения и подумав, что это имеет смысл.Но если вы не сможете оправдать каждый шаг чем-то большим, чем утверждение «просто потому, что», будет сложно применить эти навыки к другой проблеме.

Выполняйте задания для чтения и разминки ПЕРЕД лекцией.

Если вы уже ознакомились с материалом в вашем собственном темпе перед лекцией, то вы можете более продуктивно использовать время лекции для закрепления и практики этих концепций. Чем больше раз вы слушаете материал и практикуете его (например, наборы задач, лекцию, раздел, учебное время…), тем легче вам будет.

Лабораторные секции

действительно имеют значение.

Разделы созданы, чтобы выделить и направить вас через особенно важные концепции и химические явления. Убедитесь, что вы можете применить основные концепции каждого раздела перед следующим экзаменом. Хороший способ увидеть, применяете ли вы концепции, а не заучиваете их, – это проверить, можете ли вы объяснить ПОЧЕМУ на каждом этапе решения проблемы. Также убедитесь, что вы выполнили все дополнительные практические задачи, предлагаемые в разделе и в описаниях лабораторных работ.

Задавайте много-много вопросов!

Ученые задают вопросы – постоянно! Особенно ПОЧЕМУ! Преподаватели всегда ценят, когда студенты задают вопросы, потому что это показывает, что они слушают и действительно думают о материале.

• Спросите: «Что это на самом деле означает?» в каждом разделе, пока вы читаете главу.
• Спрашивайте «почему» проблемы, решая, о чем она спрашивает и как ее решить.

Задайте вопросы по материалу лекции и раздела.Если вы самостоятельно просматриваете материал , запишите эти вопросы . Если вы можете ответить на них самостоятельно, отлично! Если вы застряли, возьмите их с собой в рабочее время или в учебную группу. Тогда вы не забудете и убедитесь, что все понимаете более тщательно.

Изучайте химию, когда не спите!

Мы все склонны откладывать сложные дела, но это означает, что вы можете закончить изучением химию в самом конце дня, когда вы уже устали и слишком устали, чтобы хорошо думать.И, если вы никогда не будете практиковаться, вам никогда не станет легче!

Вместо этого попробуйте каждый день выделять какое-то время, когда вы знаете, что будете бдительны и готовы к работе. Необязательно, чтобы это был большой отрезок времени, но так вы, по крайней мере, получите какое-то время, чтобы соединиться со своей химией.

Учитесь эффективнее – не просто больше!

• Одним из первых шагов в разработке эффективной стратегии обучения является оценка того, что – во всех ваших занятиях – помогает вам больше всего? Что придало вам наибольшую уверенность? Если есть некоторые вещи, которые вам уже нравятся, возможно, потратьте меньше времени на их пересмотр и больше – на концепции, которые все еще остаются сложными.
• Найдите время, чтобы понять, в каких случаях у вас возникают трудности с экзаменами. Когда вы вернете экзамен, повторите все проблемы, которые вы пропустили (ПЕРЕД поиском решений). Вы продвинулись дальше, чем на экзамене? Вы действительно можете закончить их, потратив больше времени или в менее стрессовой обстановке? Вы зацикливаетесь на концепциях или определениях? по математике? о запуске проблемы?
• Подведение итогов экзамена поможет вам определить концептуальные пробелы, которые вам необходимо повторно изучить, в сравнении с ошибками, которые могли возникнуть в результате стресса при тестировании или неправильного прочтения вопроса.
• Если вы можете начать определять, где и как вы боретесь с экзаменом, тогда вы можете подумать о том, как лучше использовать свое учебное время при подготовке к следующему.

Воспользуйтесь советами по обучению от VPTL:

• https://vptl.stanford.edu/students/academic-skills содержит полезные быстрые советы по сдаче экзаменов, ведению заметок, стратегиям обучения и т. Д., Которые могут помочь вам подумать о том, как вы хотите более эффективно организовать свое учебное время. .
• Например, когда вы читаете главу или конспект лекции, постоянно задавайте себе вопросы и отвечайте на них по ходу дела.На этом веб-сайте есть пара хороших стратегий для этого (см. PDF-файл «Эффективность чтения» или систему заметок Корнелла), которые могут помочь вам глубже погрузиться в чтение и увидеть взаимосвязь между новыми концепциями. Это также может помочь вам более удобно структурировать свои записи для чтения или лекций. https://vptl.stanford.edu/students/academic-skills/study-tips-resources
• Вы также можете настроить персональный сеанс академического коучинга с Адиной Гликман , чтобы подумать о более конкретных стратегиях обучения для вас[email protected]

Пользуйтесь в рабочее время!

Часы работы офиса предназначены не только для набора задач. Вопросы по любому предмету курса – лекции, лабораторные работы, чтение книг, советы по обучению и т. Д. – все это честная игра, поэтому, пожалуйста, не стесняйтесь приходить. Часы работы доступны, чтобы помочь вам!

• Сохраняйте непрерывный список вопросов, когда вы читаете или решаете проблемы. Если вы не можете оправдать определенный шаг в решении, это отличный вопрос для рабочего времени. Студенты часто получают больше в нерабочее время, если заранее задают вопросы о том, чего они не понимают.

Используйте учебную группу!

Многочисленные исследования говорят нам, что студенты, которые регулярно участвуют в учебных группах, в конечном итоге получают более высокие оценки.

• При обучении с одноклассниками воспользуйтесь этой возможностью, чтобы объяснить и обсудить концепции или стратегии решения проблем с другими.
• Когда вы вместе просматриваете наборы проблем, вместо того, чтобы просто понимать, как подойти к этой конкретной проблеме, посмотрите, можете ли вы придумать несколько различных способов, которыми мы могли бы задать другие вопросы об этой системе.Есть ли другой параметр, который мы могли бы попросить вас решить? Как бы проблема изменилась в других условиях? Это поможет вам обдумать и практиковать различные стратегии решения проблем.
• Нет учебной группы? Связывайтесь со студентами в рабочее время, в секции, на площади, в режиме очного обучения и т. Д.!

Органическая химия трехмерна!

Вы обнаружите, что почти все учебные навыки, выработанные в общей химии, применимы и в органической: вам все равно нужно потратить время на замариновку концепций, вам нужно глубоко копаться в проблемах, и вам нужно постоянно бдительность, чтобы спросить «почему».Однако в органической химии необходимо учитывать новый визуальный компонент: важно начать рассматривать молекулы в трех измерениях (а не в виде двухмерных линий и букв на бумаге), поскольку трехмерная структура сильно влияет на фактическую химию. Чтобы начать визуализировать эти структуры, использует набор моделей для построения молекул каждый раз, когда вы занимаетесь органической химией (чтение, практические задания и т. Д.). Принесите модельный комплект в раздел. Ваши модели покажут важные свойства молекул, такие как пространственные отношения между различными атомами или насколько легко связь может вращаться. Всегда держите при себе модельный комплект и пользуйтесь им!

Прежде всего, стараюсь !! Все учатся с разной скоростью и по-разному. Здесь для вас есть много ресурсов, потому что мы знаем, что вы можете сделать это с помощью правильных инструментов. Если вы не знаете, с чего начать, просто спросите – познакомьтесь с одним из технических специалистов, преподавателей или преподавателей курса. Мы все здесь, чтобы помочь ВАМ УСПЕХАТЬ!

Как мы узнаем, что произошла химическая реакция? | Химические реакции

Обзор главы

1 неделя

Эта глава основывается на кратком введении в химические реакции, которое было рассмотрено в главе 1 (Атомы) Gr.8 Материя и материалы, особенно параграф Чистые вещества. Важное послание этой главы состоит в том, что атомы перестраиваются во время химической реакции. Атомы не меняются, но то, как они расположены по отношению друг к другу, меняется. Это означает, что молекулы меняются, даже если количество атомов каждого типа, присутствующих в начале реакции, остается неизменным на всем протяжении. Чтобы помочь учащимся установить эту важную концептуальную связь, в этой главе используются диаграммы частиц для представления некоторых реакций.Учащимся также будет предоставлена ​​возможность самостоятельно нарисовать такие диаграммы в упражнениях и ответить на вопросы этой главы.

Упражнение «Можем ли мы использовать химическую реакцию, чтобы заглянуть внутрь яйца?» Занимает несколько дней. Предлагается начать с него на первом уроке этой главы. Это поможет показать учащимся, что химические изменения обычно наблюдаются в макроскопическом масштабе и что макроскопические наблюдения свидетельствуют об активности на уровне частиц.

Также неплохо подготовить известковую воду, необходимую для исследования «Можно ли использовать чистую известковую воду для обнаружения углекислого газа?», Прежде чем вы начнете эту главу. Чтобы сделать чистую известковую воду, следуйте инструкциям ниже:

Инструкции по приготовлению чистой известковой воды

• Поместите несколько столовых ложек гидроксида кальция Ca (OH) ₂ в прозрачную бутылку с реагентом на 500 мл и залейте водой.Встряхните или размешайте, чтобы получилась мутная суспензия.

• Оставьте суспензию на несколько дней. Прозрачная жидкость над твердым Ca (OH) ₂ представляет собой насыщенный раствор Ca (OH) ₂ , также известный как чистая известковая вода.

• Осторожно декантируйте столько, сколько вам нужно, не взбалтывая твердый осадок Ca (OH). ₂ ил на дне.

• Чтобы приготовить еще, просто добавьте еще воды, встряхните и дайте снова отстояться.Когда осадок полностью растворится, просто добавьте еще твердого Ca (OH) ₂ .

3.1 Как мы узнаем, что произошла химическая реакция? (1,5 часа)

Задачи	Навыки	Рекомендация
Деятельность: Разница между физическими и химическими изменениями	Доступ и вызов информации, сортировка и классификация,	Предлагается
Задание: Можно ли с помощью химической реакции заглянуть внутрь яйца?	Наблюдение, запись информации, рисование и маркировка, интерпретация	CAPS рекомендуется

3.2 Реагенты и продукты (1,5 часа)

Задачи	Навыки	Рекомендация
Упражнение: Анализ эксперимента с яичной скорлупой	Интерпретация, объяснение химической реакции	CAPS Рекомендуется
Деятельность: Изучение реакции ферментации	Доступ и вызов информации, интерпретация	Дополнительно
Активность: Некоторые химические реакции в жизни и в жизни	Подкрепление, отзыв информации	CAPS рекомендуется
Деятельность: Карьера в химии	Доступ к информации и ее вызов, исследование, чтение и письмо, общение	Дополнительно

В предыдущей главе мы рассмотрели модель частиц материи и, в частности, изменения состояния.Вы помните, как нагревали и охлаждали воск свечи, чтобы наблюдать, как он тает, а затем затвердевает. Воск сначала превратился из твердого вещества в жидкость, а затем снова в твердое состояние. Это физических изменений . Химические свойства вещества не меняются.

Теперь мы посмотрим, что происходит, когда мы получаем химических изменений в веществах. Они происходят во время химических реакций.

Как мы узнаем, что произошла химическая реакция?

• химическая реакция
Реакционная колба
• или реакционная емкость
  

Во время химической реакции одно или несколько веществ превращаются в новые.Вы знаете какие-нибудь химические реакции? Вы можете привести один или два примера?

---

Учащиеся могут помнить, что ржавление железа – это химическая реакция, или они могут привести в качестве примеров некоторые реакции из главы 1. Учащиеся также могут ссылаться на «изменение состояния» как на реакцию. Однако это НЕ химическая реакция или изменение. Объясните учащимся, что это всего лишь физическое изменение, а не химическое изменение.

Как мы узнаем, что происходит химическая реакция? Какие признаки?

---

---

Предложите учащимся обсудить это в небольших группах в течение нескольких минут.Составьте на доске список всех их предложений, который может включать:

• Смесь может измениться и выглядеть иначе. (Каким образом? Может произойти изменение цвета и образование пузырьков или «кристаллов».)
• Возможен взрыв.
• Смесь может изменять температуру, нагреваясь или остывая. Это НЕ следует путать с физическими изменениями во время нагревания и охлаждения, например, когда вещество плавится или затвердевает.

Мы можем определить, произошла ли химическая реакция, когда произойдет одно или несколько из следующих событий:

В большинстве практических руководств по введению в химию перечисляются только три визуальные подсказки, указанные выше, как признаки того, что реакция имела место. Тем не менее, приведенные ниже невизуальные знаки также заслуживают внимания.

Все вышеперечисленные знаки являются визуальными или фиксируются визуально.Значит, мы их видим. Другие наши органы чувств также могут помочь нам определить, произошла ли химическая реакция:

• Иногда можно почувствовать запах химических изменений, например, когда образуется новый материал с сильным запахом.
• Могут ощущаться и другие химические изменения, например, когда в результате реакции выделяется тепло.
• Слышны некоторые химические изменения, например когда происходит взрыв.

Видео о физических и химических изменениях.

Это короткое задание, чтобы убедиться, что учащиеся понимают разницу между химическими и физическими изменениями, и использует примеры из повседневной жизни.

ИНСТРУКЦИЯ:

Ниже представлена ​​таблица, в которой перечислены некоторые химические и физические изменения.

Вам нужно решить, является ли изменение физическим или химическим, и записать ответ в последний столбец.

Изменение	Это физическое или химическое изменение?
Нарезка картофеля кубиками
Кипяток в кастрюле на плите
Яичница на сковороде
Яичные белки для взбивания
Растворение сахара в воде
Горящий газ в газовой плите
Ваше мороженое тает на солнце
Молоко скисает
Ворота железные наружные ржавчины

Вот ответы.Учащимся нужно только указать физический или химический состав – некоторые объяснения были предоставлены в качестве основы для учителя и, если вы хотите, объяснить изменения своим учащимся.

Изменение	Это физическое или химическое изменение?
Нарезка картофеля кубиками	Физический
Кипяток в кастрюле на плите	Физический
Яичница на сковороде	Химический (яичные белки подвергаются химическому изменению и сшиваются, образуя сеть)
Яичные белки для взбивания	Физический (воздух нагнетается в жидкость, но новое вещество не образуется)
Растворение сахара в воде	Физический (зерна сахара диспергированы в воде, но отдельные молекулы сахара не изменяются)
Горящий газ в газовой плите	Химическая (форма водяного пара и углекислого газа)
Ваше мороженое тает на солнце	Физический
Молоко скисает	Химическая (производится молочная кислота)
Ворота железные наружные ржавчины	Химический (формы оксида железа – более подробно об этом пойдет речь в Гр.9)

Теперь мы применим наш контрольный список на практике, посмотрев на реакцию, достаточно безопасную, чтобы попробовать дома. Вы когда-нибудь задумывались, как будет выглядеть сырое яйцо без скорлупы? Мы собираемся использовать химическую реакцию, чтобы удалить скорлупу с яйца, не разбивая его!

Как сделать так, чтобы яйцо выглядело так? http: // www.flickr.com/photos/gemsling/2687069763/

Начните это упражнение как можно скорее, потому что для полного растворения яичной скорлупы требуется несколько дней. Возможно, стоит провести реакцию в двух экземплярах на случай, если с экспериментом что-то пойдет не так. Яйцо без скорлупы очень нежное и может разбиться, и тогда было бы неплохо иметь «запасное» яйцо.

Видео об эксперименте с голым яйцом

МАТЕРИАЛЫ:

• яйца
• стакан
• уксус белый

ИНСТРУКЦИЯ:

Осторожно поместите яйцо в стакан.Будьте осторожны, чтобы не треснуть скорлупу.

Залейте яйцо уксусом. Подождите несколько минут. Вы видите что-нибудь, что происходит на поверхности яичной скорлупы?

1. Напишите свои наблюдения ниже.

   ---

2. О чем свидетельствует это наблюдение?

   ---

1. Яичная скорлупа постепенно покрывается пузырями.

2. Пузырьки – признак происходящей химической реакции.

Оставьте яйцо в уксусе на 4-5 дней. После этого вы должны завершить оставшуюся часть упражнения.

Примечание: Может потребоваться долить уксус, если реакция начинает замедляться.Не забудьте вернуться к занятиям в конце недели, когда яичная скорлупа полностью растворится.

Через 4–5 дней посмотрите на яйцо в уксусе и запишите свои наблюдения.

---

---

На уксусе плывет пенистый коричневый слой.

Осторожно выньте яйцо из уксуса большой ложкой.Коснитесь поверхности яйца. Напишите свои наблюдения ниже. Что случилось с оболочкой?

---

---

Яйцо на ощупь мягкое и шаткое. Оболочка исчезла, потому что растворилась. На его месте порошковое покрытие.

Сотрите с яйца порошкообразный налет и поместите его в чистую воду.Как это выглядит сейчас?

---

---

Яйцо потеряло скорлупу, и мы видим внутри яичный белок и желток.

Нарисуйте и обозначьте изображения того, как выглядело содержимое стакана до и после реакции.

Учащиеся должны нарисовать изображения эксперимента в начале и в конце.На первом фото должно быть целое яйцо в стакане, залитое прозрачным жидким уксусом. На втором изображении должно быть показано прозрачное яйцо с четко обозначенными белками и желтком, погруженное в прозрачный жидкий уксус с плавающим сверху коричневым слоем.

ВОПРОСЫ:

Какие признаки вы видели, говорящие о том, что произошла химическая реакция?

---

---

---

Яйцо выглядит иначе.Мы также видели пузыри на яичной скорлупе, а затем поверх уксуса плавал пенистый, липкий слой.

Напишите короткий абзац, чтобы объяснить, что случилось с яичной скорлупой.

---

---

---

Абзац учащегося должен содержать как минимум следующие идеи:

• Яичная скорлупа прореагировала с уксусом и была «съедена».
• Яичная скорлупа растворяется в уксусе.
• Материал яичной скорлупы претерпел химические изменения. Их заменили на другие материалы.

Кости, зубы и жемчуг растворятся в уксусе, как и яичная скорлупа, хотя это может занять гораздо больше времени.

Как можно превратить одно соединение в другое? Что происходит с частицами, когда соединения вступают в реакцию? В следующем разделе мы ответим на эти вопросы.

Реактивы и продукты

• реагент
• товар
• химическое уравнение
• коэффициенты
• ферментация

В главе 1 мы узнали, что соединения образуются в результате химических реакций.Вы можете вспомнить, что такое соединение? Напишите здесь определение.

---

---

Соединение – это материал, состоящий из атомов двух или более элементов, которые химически связаны друг с другом в фиксированном соотношении. Поощряйте своих учеников записывать это на полях своей рабочей тетради.

Запишите формулы трех различных соединений.

---

Ответ, зависящий от учащегося.H ₂ O, CO ₂ , NaCl и т. Д.

При активности яичной скорлупы карбонат кальция в яичной скорлупе вступил в реакцию с уксусной кислотой и образовал ацетат кальция, диоксид углерода и воду.

Мы можем записать это химическое уравнение следующим образом:

яичная скорлупа + уксус → ацетат кальция + углекислый газ + вода

ВОПРОСЫ:

Есть два исходных вещества перед , эта химическая реакция имеет место.Кто они такие?

---

Яичная скорлупа (карбонат кальция) и уксус (уксусная кислота).

Присутствуют три вещества после реакции. Что это?

---

Это ацетат кальция, диоксид углерода и вода.

Каковы химические формулы соединений воды и углекислого газа?

---

Вода – это H ₂ O, а диоксид углерода – CO ₂ .

Мы называем вещества, которые присутствуют до того, как произошла химическая реакция, реагентами .Каковы реагенты эксперимента с яичной скорлупой?

---

Яичная скорлупа (карбонат кальция) и уксус (уксусная кислота).

Как вы думаете, что произошло с реагентами во время химических реакций?

---

Используйте это, чтобы оценить понимание учащимся на данный момент.Они должны упомянуть, что реагенты используются для производства продуктов.

Мы называем вещества, которые образуются в ходе химической реакции, продуктами . Каковы результаты эксперимента с яичной скорлупой?

---

Это ацетат кальция, диоксид углерода и вода.

Во время химической реакции реагенты используются для производства продуктов. Атомы в реагентах были перегруппированы в новые соединения (продукты).

Химическая реакция – это перегруппировка атомов

Попросите ваших учеников проделать эти реакции сами на своих партах перед ними, используя бусинки / горох / чечевицу / шарики и переставляя атомы, чтобы получить продукты.

Чтобы преобразовать соединение в другое соединение, нам нужно изменить способ расположения атомов в соединении. Именно это и есть химическая реакция: перегруппировка атомов с целью превращения одного или нескольких соединений в новые соединения.

Каждый раз, когда атомы отделяются друг от друга и рекомбинируют в различные комбинации атомов, мы говорим, что произошла химическая реакция.

Мы собираемся использовать цветные кружки для обозначения атомов в соединениях, которые происходят в химических реакциях.Если у вас остались прежние бусинки или пластилин, вы также можете сами провести эти реакции на своем столе. Взгляните на следующую диаграмму.

Углерод и кислород слева от стрелки реагируют с образованием углекислого газа справа от стрелки.

Слева от стрелки у нас есть ситуация «до». Эта сторона представляет вещества, которые у нас есть до реакции. Их называют реагентами .

Справа от стрелки – ситуация «после». Эта сторона представляет собой вещества, которые у нас есть после того, как реакция произошла. Они называются продуктами .

РЕАКТИВЫ (до реакции) → ПРОДУКТЫ (после реакции)

Вы видите, как перегруппировались атомы? Это означает, что произошла химическая реакция. Обозначьте диаграмму «реагентами» и «продуктом».

Реакция между углеродом и кислородом происходит, когда мы сжигаем уголь. Уголь – это углерод, и когда он горит в кислороде, образуется углекислый газ.

Горящий уголь. http://www.flickr.com/photos/cote/66570391/

На схеме ниже представлена ​​другая химическая реакция. Кислород (красные молекулы) реагирует с водородом (белая молекула) с образованием воды.

Какие реагенты в этой реакции?

---

Какой продукт в этой реакции?

---

Как вы думаете, почему водород и кислород представлены двумя атомами, соединенными вместе?

---

Это ссылка на то, что учащиеся рассмотрели в главе 1 о двухатомных молекулах.Эти элементы существуют в виде двухатомных молекул, поэтому в них два атома соединены вместе.

Вы помните, когда мы говорили о химических связях между атомами в молекуле в главе 1? Химическая связь – это сила, удерживающая атомы вместе. Следовательно, во время химической реакции связи между атомами должны разорваться, чтобы атомы могли перегруппироваться с образованием продуктов. Между атомами продукта образуются новые связи.

Далее мы рассмотрим химическую реакцию, которая использовалась человечеством на протяжении веков.

Ферментация – это химическая реакция

Вы когда-нибудь забывали немного молока или сока в бутылке, чтобы обнаружить, что через несколько дней они «исчезли»? Если вы случайно его попробовали, возможно, он был кислым, а в случае сока – немного шипучим. Ваши чувства могли предупредить вас, чтобы вы больше не пили его. Вы помните, как учились на гр. 7 что наше чувство вкуса защищает нас от испорченной пищи?

Кислый вкус молока или сока вызван продуктами брожения .Какие соединения имеют кислый вкус?

---

Ферментация приводит не только к образованию нежелательных продуктов. Йогурт, пахта и сыр – это кисломолочные продукты. В этих примерах в процессе ферментации образуются кислоты, которые придают этим продуктам кислый вкус.

Различные молочные продукты, приготовленные методом ферментации.

Ферментация – это также процесс, с помощью которого для производства алкоголя можно использовать различные фрукты, овощи и злаки.Во многих культурах приготовление алкогольных напитков является частью их местных знаний.

Два ведра имбирного пива для брожения. http://www.flickr.com/photos/nikonvscanon/4231775258/

Как работает ферментация

Видео о том, как работает ферментация (5:39), короткое и веселое. Первые две минуты дают краткое описание. В оставшейся части видео ведущий демонстрирует, как самому приготовить имбирное пиво.

Базовую реакцию в процессе ферментации можно резюмировать следующим образом:

глюкоза → спирт + углекислый газ

Какие реагенты и продукты в этой реакции?

---

---

Глюкоза – реагент, спирт и диоксид углерода – продукты.

Мы можем изобразить молекулы, чтобы показать, как атомы перестраиваются во время реакции:

На приведенной выше диаграмме серые атомы представляют собой углерод (C), красные атомы – кислород (O), а маленькие белые – водород (H). Запишите названия соединений, участвующих в этой реакции.

Учащиеся должны написать слева глюкоза, а справа – алкоголь, а затем диоксид углерода.

Глюкоза сама по себе не превращается в спирт и углекислый газ! Микроорганизмы, такие как дрожжи и бактерии, активно сбраживают глюкозу.

Дрожжи производят специальные химические вещества, называемые ферментами, которые могут разрушать связи в сахарах, таких как глюкоза, с образованием более мелких молекул, таких как спирт и углекислый газ.

Учащиеся впервые столкнулись бы с бактериями в Gr.7 Life and Living при изучении биоразнообразия и классификации организмов. Более подробно они рассмотрят микроорганизмы в гр. 9 Жизнь и жизнь.

В Южной Африке популярным напитком является имбирное или ананасовое пиво! Шипучие пузырьки в имбирном или ананасовом пиве – это пузырьки углекислого газа, вырабатываемые дрожжами во время брожения. Сделаем имбирное пиво!

Это дополнительное мероприятие, которое можно выполнять, если у вас есть время в классе.Это также может быть выполнено как проект . В следующем семестре мы снова рассмотрим ферментацию в «Материи и материалах». При ферментации глюкоза не полностью расщепляется, поэтому она выделяет меньше энергии (в форме АТФ), чем при дыхании. Ферментация также является анаэробной, что означает, что она не требует кислорода, тогда как для дыхания требуется кислород. Спирт образуется при брожении. Однако имбирное пиво является безалкогольным . Хотя его называют пивом, оно не является алкогольным, потому что не ферментируется достаточно долго.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Вам нужно изучить, как приготовить традиционное южноафриканское имбирное пиво.
2. Определите, какие ингредиенты вам понадобятся.
3. Как только вы это сделаете, вы можете всем классом выбрать лучший рецепт, который вы будете использовать. Затем вы можете варить имбирное пиво в классе со своим учителем.
4. Ответьте на следующие вопросы.

Здесь представлен рецепт имбирного пива. Учащийся также должен изучить свой собственный рецепт в группах и написать лучший рецепт, который у них есть. Затем вы можете либо выбрать один из их рецептов, либо использовать этот, либо вы можете протестировать разные рецепты, чтобы увидеть, какой из них лучше всего работает.

Пошаговое руководство по приготовлению имбирного пива. http://whatsforsupper-juno.blogspot.com/2007/06/old-fashioned-home-made-ginger-beer.html

МАТЕРИАЛЫ:

• 6-8 лимонов среднего размера
  • тертая цедра 2 лимонов
  • 250 мл (1 чашка) свежевыжатого лимонного сока (примерно из 6 лимонов)
• 2 кусочка свежего имбиря размером с большой палец
• 2 чайные ложки сухого порошка имбиря
• 6 изюмов ​​
• 750 мл (3 стакана) белого сахара
• 5 литров воды
• 1 пакетик по 10 г быстрорастворимых (сухих) дрожжей
• терка
• соковыжималка для лимона
• контейнер или ведро
• ложка деревянная
• бутыль
• несколько бутылок меньшего размера с крышками
• воздушные шары
• резинки

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Натереть цедру 2 лимонов на терке в большую емкость или ведро.
2. Натереть свежий имбирь крупными зубьями терки.
3. Выжмите сок примерно из 6 лимонов. Вам понадобится 250 мл. Добавьте в смесь сок.
4. Добавьте сушеный имбирь, изюм и сахар.
5. Добавьте 1 литр горячей воды (не кипящей) и перемешивайте около 3 минут, пока сахар полностью не растворится.
6. Добавьте еще 4 литра теплой воды.Убедитесь, что вода достаточно прохладная, чтобы вам было удобно держать в ней палец (иначе дрожжи погибнут!).
7. Посыпьте пакетик сухих дрожжей водой и оставьте на несколько минут.
8. Перемешайте все деревянной ложкой.
9. Налейте жидкость в большую бутылку и наденьте баллон на горлышко бутылки. Прикрепите баллон к шее толстой резинкой.
10. Поставьте флакон в теплое место, но не под прямыми солнечными лучами.
11. Дайте постоять примерно 4 – 5 часов.
12. Когда изюм всплывет вверх, имбирное пиво готово к употреблению.
13. Процедите жидкость через сито. Убедитесь, что вы работаете над раковиной или подобным местом.
14. Разлейте имбирное пиво в чистые прозрачные стеклянные бутылки и добавьте изюм в каждую бутылку. Убедитесь, что вы не наполняете бутылки полностью, а оставьте не менее 7-10 см между жидкостью и горлышком бутылки.
15. Прикрепите баллон к горлышкам половины бутылок и закрепите их резиновыми лентами.
16. Наверните крышки на другую половину бутылок.
17. Храните бутылки вдали от источников тепла и солнечного света. (Необязательно находиться в теплом месте.)
18. Оставьте на ночь минимум на 8 часов.
19. Аккуратно открутите колпачки. Газ внутри захочет уйти, поэтому делайте это медленно и осторожно.

ВОПРОСЫ:

Какие реагенты вступают в реакцию при приготовлении имбирного пива?

---

Химическая реакция происходит между сахаром и ферментирующими фруктами и дрожжами. Итак, реагентами являются сахар и фрукты (имбирь и изюм).

Каков продукт реакции, происходящей в имбирном пиве?

---

Продукт – двуокись углерода (и очень небольшое количество спирта).

Почему в имбирном пиве появляются пузырьки?

---

Это углекислый газ, задержанный в жидкости.

Как вы думаете, откуда взялся газ?

---

Это результат химической реакции между дрожжами, сахаром и ферментирующими фруктами.

Другой пример того, как происходит химическая реакция, – это когда мы сжигаем дрова в огне дома или для приготовления пищи.Древесина горит и выделяет углекислый газ и водяной пар. Какие продукты и реагенты в этих реакциях?

---

---

Реагентами являются древесина и кислород, а продуктами – двуокись углерода и вода.

Химические реакции могут помочь нам обнаружить определенные вещества

Некоторые химические реакции могут дать уникальные и даже впечатляющие результаты! Вы когда-нибудь видели эксперимент с вулканом? Этот эксперимент показан по ссылке на видео в окне посещения.

Видео, показывающее вулкан из дихромата аммония

Когда дихромат аммония горит в кислороде, в результате реакции образуются ярко-оранжевые искры. В результате реакции образуются газообразный азот (N ₂ ), вода и темно-зеленое соединение, называемое оксидом хрома, в качестве продуктов. Эта реакция уникальна. Только дихромат аммония вступает в реакцию с кислородом, образуя именно эти продукты с этими особыми визуальными эффектами.

Дихромат аммония до его сжигания в кислороде. Оксид хрома является продуктом.

Когда два вещества реагируют уникальным и характерным образом при смешивании, одно из них может быть использовано для обнаружения другого.

Это упражнение укрепляет некоторые концепции дыхания и фотосинтеза, полученные в начале года в «Жизнь и жизнь».CAPS предлагает повторить эксперимент, надувая пузыри через известковую воду. Мы сделали это в главе 1 в этом году как упражнение, но вы можете кратко повторить его здесь, чтобы снова показать результаты, если учащиеся плохо его помнят.

Вы помните, что в главе 1 книги «Жизнь и жизнь» мы использовали чистую известковую воду для обнаружения углекислого газа в дыхании? Какого цвета стала прозрачная известковая вода, когда мы пустили через нее пузыри?

---

Получился молочно-белого цвета.

Известковая вода – это раствор гидроксида кальция в воде. Между известковой водой и углекислым газом происходит реакция с образованием белого вещества в воде, называемого карбонатом кальция. Какие реагенты и продукты в этой реакции?

---

---

Реагентами являются известковая вода (гидроксид кальция) и диоксид углерода, а продуктами являются карбонат кальция и вода.

Мы говорим, что использовали изменение цвета известковой воды, чтобы обнаружить углекислый газ в нашем дыхании. Двуокись углерода – это побочный продукт химической реакции, протекающей во время дыхания у всех организмов. Напишите словесное уравнение для дыхания.

---

глюкоза + кислород → энергия + углекислый газ + вода

В «Жизнь и жизнь» мы говорили об ингредиентах дыхания, поскольку еще не выучили термины «реагент» и «продукт».Какие реагенты и какие продукты выделяются при дыхании?

---

---

Реагенты – глюкоза и кислород. Продуктами являются энергия, углекислый газ и вода.

Каковы реагенты и продукты фотосинтеза?

---

---

Реагенты – углекислый газ и вода, продукты – глюкоза и кислород.

Мы также узнали, что химические реакции – это просто перегруппировки атомов в молекулах с образованием разных молекул. Этим зарабатывают на жизнь многие химики! Они находят способы перегруппировки атомов для создания новых соединений.

Карьера по химии

Этот раздел не предназначен для целей оценки, и вы можете его пропустить.Тем не менее, мы настоятельно рекомендуем вам дать вашим ученикам возможность открыть для себя применение того, что они изучают в классе, в окружающем их мире, даже если это будет домашнее задание. Для учащихся очень важно понимать, что то, чему они учатся в классе, выходит далеко за пределы вашего класса. Поощряйте их любопытство!

Естественные науки – это открытия! Мы хотим показать вам, как то, что вы изучаете в классе, полезно в реальном мире.Этот предмет слишком велик для нас, чтобы изучать его все в школе. Вы можете выбрать множество профессий, основанных на науке. Интересуйтесь окружающим миром и исследуйте его, используя свои растущие научные знания!

В следующем году вы выберете предметы, которые будете изучать до 12 класса. Выберете ли вы физические науки, науки о жизни и математику? Прежде чем решить, какие предметы выбрать, подумайте, что вы можете делать с каждым из них после школы.

Давайте узнаем немного больше о возможностях областей, связанных с тем, что мы изучали в Matter and Materials.

Мария Кюри (1867-1934) была известным химиком и физиком, получившим особую награду за свои исследования радиоактивности. Она была первой женщиной, получившей Нобелевскую премию, единственной женщиной, выигравшей в двух областях, и единственным человеком, который еще не получил Нобелевскую премию в нескольких науках!

Многие ученики могут задаться вопросом, в чем разница между химиком и инженером-химиком?

Химик изучает состав и свойства вещества.Они используют полученные знания для разработки новых соединений, продуктов и процессов, улучшающих нашу повседневную жизнь. Химик требует обширных знаний в области химии и компетентности в лабораторных условиях. Химики часто исследуют химические реакции, чтобы получить новые материалы и соединения. Это могут быть новые лекарства, инновационные строительные материалы, новые виды топлива, не наносящие вреда окружающей среде, и многое другое. Исследование новых химических реакций сложно. Работа часто исследуется в группах с другими учеными и инженерами.

A Инженер-химик обычно участвует в разработке способов производства новых соединений, разработанных химиками в больших масштабах, или в поиске способов снижения стоимости производства этих соединений. Инженеру-химику нужны общие знания в области химии, но также необходимо много знать о процессах и о том, что ими движет.

Исследователь работает над открытием чего-то нового или нового способа работы, в то время как инженер оптимизирует известный процесс или выясняет, как лучше всего получить известное соединение.

Пригласите химика / инженера: Вы знаете кого-нибудь, кто является химиком или инженером-химиком? Возможно, вы живете недалеко от университета? Если вы это сделаете, вы можете пригласить химика или инженера в вашу школу и рассказать классу о работе, которую делают химики. Как вариант, вы можете посетить химика или инженера на их рабочем месте и попросить их показать вам все вокруг. Вы можете попросить своих учеников заранее подготовить несколько вопросов: вы можете спросить их об их работе, их обучении и о том, какие качества, по их мнению, необходимы, если кто-то хочет стать химиком.Просто не забудьте сначала записаться на прием! Это мероприятие можно превратить в небольшой групповой проект. Учащимся может потребоваться написать краткий отчет о собранной информации. Это не для целей оценки.

Существует множество применений и применений химии, и многие люди в разных профессиях тем или иным образом используют химию. Давай выясним.

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Ниже приведен список различных профессий, в которых все так или иначе используют химию.Просмотрите список, а затем выберите пять профессий, которые вам интересны.
2. Поищите в Интернете, что представляет собой каждая профессия.
3. Опишите свою карьеру в одну строку.
4. Если есть карьера, которая вас действительно интересует, нарисуйте рядом смайлик и обязательно прочитайте дополнительную информацию по теме и о том, куда химия может вас привести! Узнайте, какой уровень химии вам понадобится для этой конкретной карьеры.
5. Есть много других профессий, помимо перечисленных здесь, в которых каким-либо образом используется химия, поэтому, если вы знаете что-то еще, что не указано здесь и это вас интересует, следуйте своему любопытству и откройте для себя возможности!

Некоторые профессии, связанные с химией:

• Агрохимия
• Биохимия
• Биотехнологии
• Химическое образование / преподавание
• Химик-исследователь
• Химия окружающей среды
• Судебная медицина
• Пищевая наука и технологии
• Генетик
• Геохимия
• Материаловедение
• Медицина и медицинская химия
• Нефтяная и нефтяная промышленность
• Органическая химия
• Океанография
• Патентный закон
• Фармацевтические препараты
• Освоение космоса
• Зоология

Ваши описания интересующих вас профессий:

---

---

---

---

---

---

---

---

---

---

.