Polimer anorganik: contoh dan aplikasi

Di alam, ada unsur-organik, organik dan anorganik polimer. Anorganik meliputi bahan yang rantai utamanya bersifat anorganik, dan cabang lateral bukan radikal hidrokarbon. Unsur-unsur kelompok III-VI dari sistem periodik unsur kimia paling mungkin membentuk polimer asal anorganik.

Klasifikasi

Polimer organik dan anorganik dipelajari secara aktif, karakteristik baru mereka ditentukan, jadi klasifikasi yang jelas dari bahan-bahan ini belum dikerjakan. Namun, adalah mungkin untuk mengidentifikasi kelompok polimer tertentu.

Bergantung pada strukturnya:

• Linier;
• Datar;
• Bercabang;
• Polimer mesh;
• Tiga dimensi dan lainnya.

Bergantung pada atom rantai utama yang membentuk polimer:

• Tipe homochain (-M-) n - terdiri dari satu jenis atom;
• Jenis Heterochain (-ML-) n - terdiri dari berbagai jenis atom.

Bergantung pada asal usulnya:

• Alam;
• Buatan

Untuk mengklasifikasikan sebagai zat polimer anorganik yang bersifat makromolekul dalam keadaan padat, mereka juga memerlukan anisotropi tertentu dari struktur ruang dan sifat yang sesuai.

Fitur Utama

Yang lebih umum adalah polimer heterochain dimana atom elektropositif dan elektronegatif bergantian, misalnya B dan N, P dan N, Si dan O. Polimer anorganik heterochain (NP) dapat diperoleh dengan reaksi polikondensasi. Polikondensasi oksoanant dipercepat dalam medium asam, dan polikondensasi kation terhidrasi bersifat basa. Polikondensasi dapat dilakukan baik dalam larutan maupun padatan dengan adanya suhu tinggi.

Banyak polimer anorganik heterochain dapat diperoleh hanya di bawah kondisi sintesis suhu tinggi, misalnya langsung dari zat sederhana. Pembentukan karbida, yang merupakan badan polimer, terjadi ketika oksida tertentu berinteraksi dengan karbon, dan juga dengan adanya suhu tinggi.

Rantai homochain yang panjang (dengan tingkat polimerisasi n> 100) membentuk karbon dan unsur-p dari kelompok VI: sulfur, selenium, telurium.

Polimer anorganik: contoh dan aplikasi

Spesifisitas NP terletak pada pembentukan badan kristal polimer dengan struktur tiga dimensi makromolekul biasa. Kehadiran kerangka kaku ikatan kimia menyediakan senyawa semacam itu dengan kekerasan yang cukup besar.

Properti ini memungkinkan penggunaan polimer anorganik sebagai abrasive. Penggunaan bahan-bahan ini telah menemukan aplikasi terluas di industri ini.

Resistansi kimia dan termal yang luar biasa dari NP juga merupakan properti yang berharga. Misalnya, serat penguat yang terbuat dari polimer organik stabil di udara sampai suhu 150-220 ° C. Sementara itu, serat boron dan turunannya tetap stabil sampai suhu 650 ° C. Itulah sebabnya polimer anorganik menjanjikan penciptaan bahan kimia dan termal yang baru.

Arti penting juga memiliki NP, yang keduanya mendekati sifat-sifatnya dengan sifat organik, dan mempertahankan sifat spesifiknya. Ini termasuk fosfat, polifosfazia, silikat, oksida polimer sulfur dengan berbagai kelompok sisi.

Polimer karbon

Tugas: "Berikan contoh polimer anorganik", - sering ditemukan di buku teks tentang kimia. Adalah bijaksana untuk melaksanakannya dengan menyebutkan turunan NP-derivat karbon yang paling menonjol. Ini termasuk bahan dengan karakteristik unik: berlian, grafit dan karabin.

Carbine adalah polimer linier buatan yang dibuat dengan artifisial, dengan indikator kekuatan tak tertandingi, tidak inferior, namun sesuai dengan sejumlah penelitian dan lebih unggul dari graphene. Namun, karabin adalah zat misterius. Toh, tidak semua ilmuwan mengakui keberadaannya sebagai bahan independen.

Eksternal itu terlihat seperti bubuk hitam kristal logam. Memiliki sifat semikonduktor. Konduktivitas listrik karabin sangat meningkat akibat aksi cahaya. Ia tidak kehilangan sifat ini bahkan pada suhu sampai 5000 ° C, yang jauh lebih tinggi daripada bahan lain yang memiliki tujuan serupa. Menerima materi di 60 V.V. Korshak, A.M. Sladkov, V.I. Kasatochkin dan Yu.P. Kudryavtsev dengan oksidasi katalitik asetilena. Hal yang paling sulit adalah menentukan jenis ikatan antara atom karbon. Selanjutnya, sebuah zat diperoleh hanya dengan ikatan rangkap antara atom karbon di Institute of Organoelemen Senyawa Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet. Senyawa baru itu disebut polycamulene.

Grafit - dalam bahan ini , pemesanan polimer disebarkan hanya di pesawat. Lapisannya tidak dihubungkan oleh ikatan kimia, namun oleh interaksi intermolekul yang lemah, maka ia melakukan panas dan arus dan tidak mentransmisikan cahaya. Grafit dan turunannya adalah polimer anorganik yang cukup umum. Contoh penggunaannya: dari pensil ke industri nuklir. Grafit pengoksidasi, adalah mungkin untuk mendapatkan produk oksidasi menengah.

Diamond - sifat dasarnya sangat berbeda. Diamond adalah polimer spasial (tiga dimensi). Semua atom karbon diikat bersama oleh ikatan kovalen yang kuat. Karena polimer ini sangat tahan lama. Diamond tidak melakukan arus dan panas, ia memiliki struktur yang transparan.

Polimer boron

Jika Anda ditanya tentang polimer anorganik yang Anda kenal, merasa bebas untuk menjawab - polimer boron (-BR-). Ini adalah kelas NP yang cukup luas, banyak digunakan di industri dan sains.

Boron karbida - rumusnya terlihat lebih benar (B12C3) n. Sel dasarnya adalah rombohedral. Bingkai ini dibentuk oleh dua belas atom boron yang terikat kovalen. Dan di tengahnya - kelompok linier dari tiga atom karbon berikatan kovalen. Akibatnya, terbentuk struktur yang sangat kuat.

Borida - kristal mereka terbentuk seperti karbida yang dijelaskan di atas. Yang paling tahan adalah HfB2, yang hanya meleleh pada suhu 3250 ° C. Resistansi kimia terbesar ditandai oleh TaB2 - tidak terpengaruh oleh asam atau campurannya.

Boron nitrida - sering disebut white talc untuk kesamaan. Kemiripan ini benar-benar hanya eksternal. Secara struktural, ini mirip dengan grafit. Hal ini diperoleh dengan memanaskan boron atau oksida dalam atmosfir amonia.

Borazon

Elbor, borazon, cyborite, kingsongite, cubonite adalah polimer anorganik superhard. Contoh penggunaannya: pembuatan gerinda, bahan abrasif, pengolahan logam. Ini adalah zat kimia inert berdasarkan boron. Kekerasan lebih dekat dengan bahan lain selain berlian. Secara khusus, borazon meninggalkan goresan pada berlian, yang terakhir juga meninggalkan goresan pada kristal borazon.

Namun, NP ini memiliki beberapa keunggulan dibanding berlian alami: mereka memiliki stabilitas termal yang tinggi (tahan terhadap temperatur hingga 2000 ° C, berlian juga rusak pada suhu 700-800 ° C) dan ketahanan tinggi terhadap tekanan mekanis (tidak begitu rapuh). Borazone diperoleh pada suhu 1350 ° C dan tekanan 62.000 atmosfir oleh Robert Wentorf pada tahun 1957. Bahan serupa oleh ilmuwan Leningrad diperoleh pada tahun 1963.

Polimer anorganik sulfur

Homopolimer - modifikasi belerang ini memiliki molekul linier. Zatnya tidak stabil, bila suhunya berfluktuasi, ia terurai menjadi siklus oktahedral. Hal ini terbentuk dalam kasus pendinginan yang tajam dari belerang yang meleleh.

Modifikasi polimer anhidrida sulfur. Sangat mirip dengan asbes, ia memiliki struktur berserat.

Polimer selenium

Selenium abu-abu adalah polimer dengan makromolekul linier spiral yang disatukan secara paralel. Dalam rantai, atom selenium terikat secara kovalen, dan makromolekul dihubungkan oleh ikatan molekul. Selenium meleleh atau terlarut pun tidak terpecah menjadi atom individu.

Selenium merah atau amorf juga merupakan polimer rantai, namun strukturnya sedikit teratur. Pada kisaran suhu 70-90 ° C, ia memperoleh sifat seperti karet, melewati keadaan yang sangat elastis, yang menyerupai polimer organik.

Selenium karbida, atau batu kristal. Kristal spasial yang stabil secara termal dan kimiawi. Piezoelektrik dan semikonduktor. Dalam kondisi buatan, diperoleh reaksi pasir kuarsa dan batubara dalam tungku listrik pada suhu sekitar 2000 ° C.

Polimer selenium lainnya:

• Selenium monoklinik - lebih teratur daripada merah amorf, tapi lebih rendah dari abu-abu.
• Selenium dioksida, atau (SiO2) n - adalah polimer jaringan tiga dimensi.
• Asbes adalah polimer dari selenium oksida struktur berserat.

Polimer fosfor

Ada banyak modifikasi fosfor: putih, merah, hitam, coklat, ungu. Struktur kristal merah-NP kecil. Hal ini diperoleh dengan memanaskan fosfor putih tanpa akses udara pada suhu 2500 ° C. Fosfor hitam diperoleh oleh P. Bridgman dengan kondisi sebagai berikut: tekanan 200.000 atmosfir pada suhu 200 ° C.

Klorida fosfat klorida adalah senyawa fosfor dengan nitrogen dan klorin. Sifat zat ini berubah seiring bertambahnya massa. Yakni, kelarutannya dalam zat organik menurun. Bila berat molekul polimer mencapai beberapa ribu unit, zat karet terbentuk. Ini adalah satu-satunya karet bebas karbon yang cukup tahan panas. Hal ini hancur hanya pada suhu di atas 350 ° C.

Kesimpulan

Polimer anorganik sebagian besar mengandung zat dengan karakteristik unik. Mereka digunakan dalam produksi, dalam konstruksi, untuk pengembangan bahan inovatif dan bahkan revolusioner. Karena sifat-sifat NP yang diketahui dipelajari dan yang baru dibuat, cakupan aplikasi mereka berkembang.