АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ 

Кафедра промышленной теплоэнергетики 

 

 

 

 

ХИМИЯ РАДИОМАТЕРИАЛОВ

Методические указания к выполнению самостоятельной  работы

для студентов всех форм обучения специальностей 050719- Радиотехника, электроника, телекоммуникации, 050704 –Вычислительная техника и программное обеспечение, 050707 – Информационные системы,

050702 – Автоматизация и управление

 

 

 

Алматы 2009

СОСТАВИТЕЛИ: К.С. Идрисова, А.А.Туманова. Химия радиоматериалов.

Методические  указания к выполнению самостоятельной   работы для студентов всех форм обучения специальностей 050719 Радиотехника, электроника, телекоммуникации, 050704 Вычислительная техника и программное обеспечение, 050707 – Информационные системы, 050702 – Автоматизация и управление. – Алматы: АИЭС, 2009 –  28 с.

 Задания для СРС по химии радиоматериалов предназначены для бакалавров специальностей 050719- Радиотехника, электроника, телекоммуникации, 050704 Вычислительная техника и программное обеспечение, 050707 – Информационные системы, 050702 – Автоматизация и управление и содержат задания для самостоятельной работы по курсу «Химия радиоматериалов».

 

Введение 

Настоящие задания предназначены для студентов бакалавриата специальностей 050719- Радиотехника, электроника, телекоммуникации, 050704 –Вычислительная техника и программное обеспечение, 050707 – Информационные системы, 050702 – Автоматизация и управление, изучающих химию радиоматериалов  в объеме 1 кредита.

Каждый студент  выполняет и сдает в установленные сроки  одну самостоятельную работу.  

Содержание заданий соответствует учебной программе курса и состоит из 5 блоков, включающих основные разделы.

Задания соответствуют уровню, предполагающему знание основных понятий, законов химии, умению систематизировать учебный материал и применять полученные знания для решения задач.

Выполнение предлагаемых заданий поможет студенту самостоятельно подготовиться к сдаче экзамена по химии радиоматериалов.

Работа оформляется   согласно требованиям фирменного стандарта «Работы учебные» ФС РК 10352-1910-У-е- 001-2002.

Для создания электронных приборов необходим целый арсенал материалов и уникальных  технологических процессов. Современная радиотехника и особенно высокочастотная техника (радиосвязь), приборы и аппаратура радиоэлектроники требуют большого количества конструкционных и специальных радиотехнических материалов, свойства которых должны удовлетворять самым разнообразным условиям их применения.

Под радиотехническими материалами принято понимать материалы, которые обладают особыми свойствами по отношению к  электрическому, магнитному и электромагнитному полям.  Они разделяются на 4 группы:

1)                проводники;

2)                диэлектрики;

3)                полупроводники;

4)                магнитные материалы.

Требования, которым должны удовлетворять радиоматериалы:

1)                обладать высокими электрическими (магнитными) характеристиками;

2)                нормально работать при повышенных, а иногда при низких температурах;

3)                иметь достаточную механическую прочность при различных видах нагрузки, устойчивость к тряске, вибрации, ударам;

4)                обладать достаточной влагостойкостью, химической стойкостью, стойкостью к облучениям;

5)                не иметь заметно выраженного старения;

6)                удовлетворять технологичности, т.е. сравнительно легко обрабатываться;

7)                быть недорогими и недефицитными.

Для знания основных качественных и количественных характеристик радиоматериалов различных классов, обеспечивающих возможность их
практического применения,  необходимо провести изучение способов их получения  и  проявления особых свойств в зависимости от строения и структуры.
В связи с этим при выполнении данной самостоятельной работы у студентов должно сформулироваться  представление о радиоматериалах. 

 Студент выполняет в каждой теме номера задач, соответствующие двум последним цифрам номера своего студенческого билета (шифра). Например, номер студенческого билета 09(1)016, две последние цифры — 16, выполняется задача под номером 16 в темах 1, 2, 3, 4, 5.

 

Тема 1.   Строение атома

 

В первом и втором периодах, а также в первой и второй группах периодической системы элементов Д.И.Менделеева (ПСЭ) нет сверхпроводников. Сверхпроводящие свойства проявляют только те элементы, которые соответствуют следующим условиям:

1) количество электронных уровней способствует проявлению сверхпроводящих свойств;

2) большинство сверхпроводников относятся к d-элементам;

3) среди  p-элементов их только 7, f – только 2, s – нет вообще;

4) сверхпроводимость наблюдается у элементов, у которых число валентных электронов больше двух, но меньше шести  и отсутствуют ферромагнитные свойства.

Химические элементы, простые вещества которых проявляют полупроводниковые свойства, расположены компактной группой в периодической системе. Все они являются p-элементами, в атомах которых постепенно заполняются электронами p-орбитали.

Задание

Ответьте на следующие вопросы (см. таблицу 1):

1)   Запишите краткую электронную конфигурацию по порядковому номеру в ПСЭ.

2)  Укажите квантовые числа формирующего электрона для эле­мента с символом.

3)  Назовите аналоги электронной структуры элемента по форми­рующему электрону.

4)  Является ли данный элемент проводником, полупроводником, диэлектриком, проявляет ли  данный элемент сверхпроводимость?

5)  Какова окислительно-восстановительная способность относи­тельно водорода (Н) атомов элемента (для ответа рекомендуется ис­пользовать таблицу относительной электроотрицательности элемен­тов (см. таблицу 1, таблицу 1.4 и ПСЭ).

 

Таблица 1  Исходные данные

Номер варианта

Вопрос

1

2

3

4

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

00

2

54

77

12

23

18

14

83

38

56

89

53

86

5

3

85

46

33

31

20

50

17

21

36

27

48

4

10

88

82

56

89

53

86

5

3

85

46

33

31

20

50

14

73

22

30

37

47

79

48

56

13

32

40

50

72

82

23

33

41

51

83

16

24

34

42

52

74

84

17

9

25

35

43

53

75

85

26

27

28

44

45

46

76

77

78

2

10

18

36

54

86

8

9

7

15

13

3

11

19

Pt

Fe

Xe

Ge

Cu

Ti

He

Fr

Mn

Au

Re

Zr

Ba

Re

Gd

Li

Ca

Ne

Mo

Po

Na

Nb

Ge

Ra

Rb

At

Rh

Be

Te

Cs

Ti

He

Fr

Mn

Te

Re

Zr

Ba

Se

Cd

Li

Ca

Zn

Mo

Po

Re

Te

B

O

F

P

Mo

Os

Mg

Al

Cu

C

In

S

Sn

Na

P

Pd

Tl

Nb

K

C

Cd

Ca

W

Ir

Ag

Si

V

B

Sc

Be

Ge

I

Sb

In

Cr

Fe

S

Zn

K

Pt

Po

Hg

Au

Ga

Br

At

Pb

Sb

Rb

Ni

Ru

Bi

Zn

5s2

4f7

2p4

3d5

6p5

4s2

5d4

2p2

5f14

4d3

6s2

2p3

3d2

6s1

6p5

3d8

2p5

1s2

5f7

4d9

2p6

3s1

3d2

5d4

6p3

4d1

3s2

4f14

2p2

5d6

4s2

5d7

2p2

5f14

4d3

6s2

2p3

3d2

6s1

6p5

3d5

2p5

1s2

5f7

4d9

5s2

4f7

2p4

3d5

6p5

4s2

5d4

2p2

5f14

4d3

6s2

2p3

3d2

6s1

6p5

3d8

2p5

1s2

5f7

4d9

2p6

2p2

5d6

4s2

5d7

2p2

5f14

4d3

6s2

2p3

3d2

6s1

6p5

3d5

2p5

1s2

5f7

4d9

5s2

4f7

2p4

3d5

6p5

4f14

2p2

5d6

4s2

5d7

2p2

5f14

4d3

6s2

2p3

3d2

6s1

F

Ba

La

Te

Be

S

Se

Mn

Mg

Cl

C

Sr

Te

Cr

N

I

Y

Hf

Rb

Tl

W

B

K

O

Lu

Ca

Br

Al

As

Si

Se

Mn

Mg

Cl

C

Sr

Te

Cr

N

I

Y

Hf

Rb

Tl

W

Rb

At

Rh

Be

Te

Cs

Ti

He

Fr

Mn

Te

Re

Zr

Ba

Se

Cd

Li

Ca

Fe

S

Zn

K

Pt

Po

Hg

Au

Ga

Br

At

Pb

Sb

Rb

Ni

Po

Te

B

O

F

P

Mo

Os

Mg

Al

Cu

N

I

Y

Hf

Rb

Tl

W

Cd

Li

Ca

Cu

Примеры выполнения заданий по теме 1 приведены в [6, раздел 4; 7, раздел 1;  8, глава II].

 

 

Тема  2.  Химическая связь

 

Проводниковые, полупроводниковые, диэлектрические свойства  веществ определяются видом и свойствами  химической связи  между атомами и молекулами данного вещества.

Диэлектрическими свойствами обладают вещества, которые  имеют  либо ковалентную решетку, при очень маленьких радиусах атома (алмаз), либо ионную решетку с большой долей ионности и с малыми дефектами кристаллической решетки.

Полупроводниковые свойства определяются не столько кристаллической решеткой (дальний порядок), сколько особенностями химической связи (ближний порядок). Об этом свидетельствуют открытия стеклообразных и жидких полупроводников. Академик А.Ф. Иоффе отмечал, что все свойства полупроводника: ширина запрещенной зоны, расположение и форма энергетических уровней, подвижность носителей тока, теплопроводность, фотопроводимость и т.п. - определяются химическими связями, образующими основную ячейку твердого тела - кристаллического или аморфного. Среди различных типов химической связи в химии полупроводников наиболее важна двухцентровая парноэлектронная ковалентная связь. Она объясняет собственную и примесную проводимость полупроводникового вещества.

Только металлическая связь исключает полупроводниковые свойства, поэтому в принципе к полупроводникам относят тела, не являющиеся металлами. А между полупроводниками и диэлектриками (изоляторами) разница количественная, а не качественная. Диэлектрики по сравнению с полупроводниками обладают большими значениями ширины запрещенной зоны и при жестких условиях, например, при высоких температурах, становятся полупроводниками. Так, например, ведет себя полуторный оксид алюминия Al2O3.

Существует определенная корреляция между характером межатомной химической связи и полупроводниковыми свойствами вещества. В полупроводниковых соединениях с ростом степени ковалентности увеличивается подвижность носителей тока. В то же время увеличение доли ионной связи ведет к росту ширины запрещенной зоны и уменьшению подвижности носителей тока. Таким образом, видоизменяя характер химической связи, можно синтезировать полупроводниковые соединения с нужными свойствами

Твёрдыми проводниками являются металлы, металлические сплавы и некоторые модификации углерода. За последнее время получены также органические полимеры. Металлические проводники обладают металлической связью.

Механизм протекания тока в металлических проводниках обусловлен движением свободных электронов. Поэтому металлы называются проводниками первого рода.

Электролитами или проводниками второго рода являются растворы солей, кислот и щелочей. Все газы и пары, в том числе пары металлов при низкой напряженности, не являются проводниками. При высоких напряженностях может произойти ионизация газа, и ионизированный газ, при равенстве числа электронов и положительных ионов в единице объёма, представляет собой особую равновесную проводящую среду, которая называется плазмой.

Ковалентная связь является прочной, поэтому ковалентные кристаллы обладают высокой температурой плавления (3500°С – алмаз, 1400°С – Si), высокой твердостью, но отсутствием пластичности, что приводит к хрупкости веществ. Между частицами (атомами) имеется определенная электрическая плотность, т.к. электроны между атомами обобществлены и это способствует проводимости, но электронная пара локализована между атомами, поэтому эти электроны не могут участвовать в проводимости. Для того,  чтобы они были носителями тока, нужно их делокализовать, т.е. разорвать химические связи, поэтому при низких температурах эти кристаллы являются диэлектриками. При нагревании возможна делокализация, и тогда такие кристаллы могут обладать проводимостью, т.е. быть полупроводниками.

По своим электрическим свойствам ионные кристаллы должны обладать диэлектрическими свойствами. Чистая ионная связь встречается крайне редко. Всякое отступление от чисто ионной связи приводит к появлению носителей тока и к появлению полупроводниковых свойств. Расплавленные (растворенные) ионные кристаллы являются электролитами, т.е. проводниками электрического тока 2-го рода, при этом носителями тока являются ионы.

Задача 1:

  покажите распределение валентных электронов по орбиталям для каждого атома в рассматриваемых молекулах;

  определите механизм образования связи и ее вид;

  определите полярность связи;

  укажите, имеет ли место гибридизация, ее тип;

  покажите геометрическую структуру молекул;

  определите полярность молекул.

Задача 2:

  напишите электронные формулы атомов, образующих данную молекулу;

  выпишите из таблицы энергии атомных орбиталей, участвую­щих в образовании молекулярных орбиталей МО;

  нарисуйте энергетическую схему АО и МО для данных молекул;

  определите порядок связи, возможно ли существование данной молекулы?

  объясните, диамагнитна или парамагнитна данная молекула;

  обладает ли данная молекула проводниковыми, полупроводниковыми свойствами или является диэлектриком?

  наблюдается ли смещение электронной плотности к одному из ядер, полярна ли молекула?

 

Таблица 2  Исходные данные

№ варианта

Задача 1

Задача 2

№ варианта

Задача 1

Задача 2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

H2S

AlBr3

GeH4

GaСl3

BeBr2

SeF6

SClF5

SiCl2

PbCl4

SiCl4

SnCl4

ССl4

РСl3

AsBr3

SО2

CО2

BeBr2

SeF6

SClF5

SiCl2

PbCl4

SiCl4

SnCl4

ССl4

РСl3

AsBr3

SO2

Br2

PF5

MgF2

GaСl3

SF6

РСl3

TeF6

Н2Те

AsH3

HCl

SbBr3

FeF2

LiH

GaBr3

PbCl2

FeCl2

NiCl2

Н2О

SeF4

SBr6

CoCl2

GeСl4

SbBr3

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

00

Br2

PF5

MgF2

H2Te

BI3

HBr

HF

GeCl2

SbCl5

BBr3

SbI3

PH3

NH3

OF2

PCl3

GaBr3

SiCl2

PbCl4

AsBr3

SnH4

FeF2

BeH2

SF6

CF4

SiF4

AsF5

AlF3

SnH2

PbCl2

GaI3

CH4

BCl3

NCl3

PCl3

BeH2

SnH4

SeF4

NBr3

NiCl2

SBr6

HCl

CoCl2

FeCl2

GaI3

GaBr3

PbCl2

Н2О

GeH4

SiCl2

ССl4

 

Таблица 3  Энергия (эВ) АО базисного набора атомов

Атом

2s

-Е

Атом

-E3s

-E3p

Li

5,4

Na

5,0

Be

9,3

6,5

Al

10,8

5,8

В

14,0

8,3

Si

14,8

8,2

С

19,4

11,3

Р

18,8

10,5

N

25,9

14,5

S

22,4

10,3

О

32,5

13,6

CI

28,4

13,0

F

40,0

17,4

H

13,6 (Is)

Примеры выполнения заданий по теме 2 приведены в [6, глава 4; 7, глава 2].

 

 

Тема 3.  Полупроводниковые материалы

 

Полупроводники отличаются от других классов твердых тел многими специфическими особенностями, главнейшими из которых являются:

1) положительный температурный коэффициент электропроводности, то есть с повышением температуры электропроводность полупроводников растет;

2) удельная проводимость полупроводников меньше, чем у металлов, но больше, чем у изоляторов;

3) большие значения термоэлектродвижущей силы по сравнению с металлами;

4) высокая чувствительность свойств полупроводников к ионизирующим излучениям;

5) способность резкого изменения физических свойств под влиянием ничтожно малых концентраций примесей;

6) эффект выпрямления тока или неомическое поведение на контактах.

Среди простых веществ полупроводниками являются бор, кремний, германий, серое олово, некоторые модификации фосфора, мышьяка и сурьмы, а также селен, теллур и иод. Совсем недавно открыта новая модификация углерода - фуллерит, который является полупроводником в отличие от алмаза и графита. Помимо них известны многочисленные полупроводниковые соединения: оксиды, сульфиды, селениды, теллуриды, арсениды, антимониды, интерметаллические полупроводники, тройные и более сложные полупроводниковые соединения.

Удельная проводимость полупроводников находится в интервале 10-10 до 104 Ом-1·см-1 при 300 К. Проводимость полупроводников промежуточна между металлами, с одной стороны, и изоляторами - с другой.

С точки зрения зонной теории полупроводниковые свойства проявляют вещества с полностью заполненной электронами валентной зоной и шириной запрещенной зоны не более 3 эВ (290кДж/моль).

Неорганические полупроводниковые вещества, как правило, обладают координационной структурой, то есть в их пространственных решетках отсутствуют молекулы. Другими словами, они обладают немолекулярной структурой. Поэтому макроскопическое тело полупроводника состоит либо из большого числа одинаковых атомов (простое вещество), либо также из большого числа (порядка числа Авогадро) различных атомов (соединение).

Огромную роль играют поверхностные свойства полупроводников. Нередко поверхностные энергетические уровни и зависящие от них свойства преобладают над объемными характеристиками полупроводников. Поэтому, чтобы улучшить электрофизические характеристики полупроводниковых приборов, в полупроводниковом приборостроении особое внимание обращают на травление поверхности, влияние адсорбированных газов, присутствие посторонних взвешенных частиц и т.п.

Важнейшая задача химии полупроводников - создание новых полупроводниковых материалов. В настоящее время широкое практическое применение получили полупроводники, являющиеся простыми веществами, прежде всего германий и кремний, а также соединения элементов V группы периодической системы с элементами III группы, например: GaAs, GaP, InAs и другие бинарные полупроводники. Все они имеют кристаллическую решетку, подобную решетке алмаза, и называются алмазоподобными полупроводниками.

Германий и кремний как полупроводниковые материалы обладают существенными недостатками. Из-за малой ширины запрещенной зоны германия рабочая температура германиевых приборов не превышает 60-800 C. Германий относится к числу редких и очень рассеянных химических элементов. Кремний не имеет указанных недостатков, а по распространенности занимает второе место после кислорода. Кроме того, ширина запрещенной зоны значительно больше, чем у германия, поэтому кремниевые приборы могут функционировать при более высокой температуре (200-2200C). Но подвижности носителей тока у кремния меньше, чем у германия. Отсюда частотный предел кремниевых полупроводниковых приборов ниже германиевых.

Необходимо отметить, что кремний труднее получить в чистом состоянии, чем германий. Поэтому один из самых распространенных элементов в виде простого вещества нужной чистоты становится дороже редкого и рассеянного германия. Полупроводниковая чистота этих элементов оценивается суммарным содержанием примесей порядка 10- 7-10- 8 ат.%. Так, один атом бора на 109 атомов кремния изменяет проводимость последнего, увеличивая ее. Поэтому в химии полупроводников имеют первостепенное значение разработка и развитие современных методов глубокой очистки вещества с одновременным получением монокристаллов (например, направленная кристаллизация, зонная плавка).

 В принципе к полупроводникам относят тела, не являющиеся металлами.

Важнейшая область применения полупроводниковых материалов-микроэлектроника. Полупроводниковые материалы составляют основу современных  интегральных схем, которые делают главным образом на основе Si. Дальнейший прогресс в повышении быстродействия и в снижении потребляемой мощности связан с созданием интегральных схем на основе GaAs, InP и их твердых растворов с другими соединениями. В больших масштабах используют полупроводниковые материалы для изготовления "силовых" электронных приборов (вентили, тиристоры, мощные транзисторы). Здесь также основным материалом является Si, а дальнейшее продвижение в область более высоких рабочих температур связано с применением GaAs, SiC и других широкозонных полупроводниковых материалов.

 Полупроводниковые лазеры и фотоприемники - важнейшие составляющие элементной базы волоконно-оптических линий связи. Также полупроводниковые материалы используются для создания различных СВЧ приборов (биполярных и полевых транзисторов, транзисторов на "горячих" электронах, лавинопролетных диодов и др.). Важные области применения полупроводниковых материалов: детекторы ядерных излучений (используют особо чистые Ge, Si, GaAs, CdTe и др.), изготовление термохолодильников, тензодатчиков, высокочувствительных термометров, датчиков магнитных полей и т.п. приборов.

 

Задание

 

1. С точки зрения  зонной теории какие вещества и почему проявляют полупроводниковые свойства?

2. В чем заключается принципиальное отличие зонной перекристаллизации германия и кремния?
3. В каких случаях при очистке целесообразно использовать направленную кристаллизацию, а в каких зонную плавку?
4. Какой метод очистки сопровождает выращивание монокристаллов методом Чохральского?
5. Почему при формировании областей р-типа в кремниевых приборах в качестве диффундирующей примеси используется бор, хотя галлий и алюминий имеют более высокие коэффициенты диффузии?
6. Факторы, влияющие на электрическую проводимость полупроводников.
7. Приведите основные характеристики некоторых, наиболее широко употребляемых полупроводниковых материалов.
8. Объясните «правило октета» по отношению к полупроводникам. Приведите примеры.
9. Некристаллические полупроводниковые материалы. Приведите примеры.
10. Органические полупроводники. Приведите примеры.
11. Методы получения полупроводников.
12. Химические методы очистки материалов.
13. Охарактеризуйте элементы, расположенные в 3 группе главной подгруппе Периодической системы. Какие из них проявляют полупроводниковые свойства?
14. Охарактеризуйте элементы, расположенные в 4 группе главной подгруппе Периодической системы. Какие из них проявляют полупроводниковые свойства?
15. Охарактеризуйте элементы, расположенные в 5 группе главной подгруппе Периодической системы. Какие из них используются для получения примесных полупроводников?
16. Охарактеризуйте элементы, расположенные в 6 группе главной подгруппе Периодической системы. Какие из них проявляют полупроводниковые свойства?
17. Охарактеризуйте элементы, расположенные в 7 группе главной подгруппе Периодической системы. Какие из них используют для получения  полупроводников?
18. Охарактеризуйте элементы, расположенные в 8 группе главной подгруппе Периодической системы. Назовите области применения этих элементов?
19. Чем обусловлен выбор горизонтального или вертикального варианта
направленной кристаллизации?
20. Почему для изготовления большинства полупроводниковых приборов требуются монокристаллы и не могут быть использованы поликристаллические образцы?
 21. Какие преимущества кремния обуславливают его широкое применение при изготовлении транзисторов и интегральных микросхем?
22. Чем можно объяснить, что полупроводниковые соединения АIIВVI проявляют электропроводность лишь одного типа, независимо от характера
легирования?
 23. Каким способом можно вырастить кристаллы теллурида кадмия с
электронной или дырочной проводимостью, не используя при этом легирования третьим компонентом?
 24. Предложите способ повышения или снижения удельного сопротивления чистых кристаллов селенида кадмия с электронной проводимостью без использования легирующих компонентов.
 25. Каким способом можно получить из образца теллурида кадмия р-типа кристалл с электронной проводимостью, не используя при этом легирование третьим компонентом?

26.             Основные свойства кристаллов ниобата лития (LiNbO3) и области его применения.

27.             Основные свойства и области применения аморфного гидрогенизированного кремния.

28.             Получение пленок аморфного кремния методом тлеющего разряда.

29.             Получение пленок аморфного кремния методом распыления.

30.             Получение пленок аморфного кремния методом химического осаждения из газовой фазы.

31.             Основные свойства микроструктур из пористого кремния.

32.             Области применения пористого кремния.

33.             Основные физико-химические свойства силицидов и области их применения.

34.             Методы получения силицидов.

35.             Какие виды точечных дефектов могут существовать в элементарных полупроводниках?

36.             Опишите основные принципы, лежащие в основе кристаллизации твердых растворов полупроводников.

37.             Что называется коэффициентом распределения примеси?

38.              Дайте характеристику прямозонных и непрямозонных полупроводников. Приведите примеры.

39.              Стеклообразные полупроводниковые материалы - халькогенидные и оксидные: получение, свойства  и области применения.

40.              Основные  электрофизические свойства важнейших полупроводниковых материалов (ширина запрещенной зоны, подвижность носителей тока, температура плавления и т.д.).

41.              Требования,  предъявляемые к полупроводниковым материалам, используемым для изготовления фотоприемников.

42.              Методы направленной и зонной кристаллизации расплава для выращивания монокристаллов полупроводниковых материалов.

43.              Получение  эпитаксиальных пленок методом эпитаксиального наращивания.

44.              Использование методов эпитаксиального наращивания в микроэлектронике и интегральной оптике.

45.              Методы жидкостной, газофазной и молекулярно-пучковой эпитаксии для  получения эпитаксиальных структур полупроводниковых материалов.

46.              Легирование  полупроводниковых материалов электронного и дырочного типов проводимости.

47.              Использование примесей тяжелых и благородных металлов (Fe, Ni, Cr, W, Cu, Ag, Аи и др.) в полупроводниковых материалах.

48.              Основные  характеристики наиболее распространенных примесей в важнейших полупроводниковых материалах.

49.              Основные способы и задачи легирования полупроводниковых материалов.

50.              Основные  структурные дефекты в монокристаллах и эпитаксиальных слоях полупроводниковых материалов.

51.              Дайте характеристику собственным точечным дефектам в Ge и Si.

52.              Области применения полупроводниковых материалов в зависимости от состава и свойств.

53.              Полупроводники – определение, основные свойства.

54.             Отличие полупроводниковых материалов от проводников и изоляторов.

55.             Электронная и дырочная типы  проводимости в полупроводниках.

56.              Магнитные свойства полупроводниковых материалов.

57.              Представления о взаимосвязи структуры и свойств неупорядоченных полупроводниковых материалов.

58.             Получение новых материалов в монолитном и тонкопленочном состояниях с заранее заданными свойствами для микроэлектроники, оптики, голографии и информатики.

59.             Разработка методов синтеза и физико-химическое исследование стеклообразных и стеклокристаллических полупроводников на основе мышьяка, германия, серы, селена, теллура, таллия, висмута, олова. галлия и ряда переходных элементов.

60.             Теоретические и экспериментальные исследования влияния длины однородности, ближнего и среднего порядков на физико-химические свойства синтезированных материалов.

61.             Изучение взаимодействия стеклообразных полупроводников со световым излучением.

62.              Оптические и нелинейнооптические свойства полупроводниковых материалов.

63.             От чего зависит ширина валентной зоны и число энергетических уровней в ней?

64.             Почему оксиды d-элементов являются типичными полупроводниками, а оксиды металлов главных подгрупп в обычных условиях - диэлектрики?

65.              Как изменится тип проводимости антимонида алюминия (AlSb) при его легировании атомами цинка и селена (структуры замещения)?

66.              Определите, какой из иодидов германия более летуч при стандартных условиях? Gel4(тв) = Gel4(г) ; Gel2(тв) = Gel2(г).

67.              Технология элементарных полупроводников.

68.             Химические и физические свойства германия.

69.             Химические методы получения германия.

70.             Поведение примесей в германии.

71.             Получение кристаллов германия высокой чистоты.

72.              Получение кристаллов германия с заданными свойствами.

73.             Технология кремния.

74.             Химические и физические свойства кремния.

75.             Химические методы получения кремния.

76.              Получение кристаллов кремния высокой чистоты.

77.              Получение кристаллов с заданными свойствами.

78.              Технология полупроводниковых соединений.

79.             Природа полупроводниковых соединений.

80.             Основные физико-химические свойства полупроводниковых соединений.

81.              Методы получения полупроводниковых соединений.

82.             Технология и аппаратура для получения неразлагающихся полупроводниковых соединений.

83.             Антимониды индия и галлия.

84.              Полупроводниковые термоэлектрические материалы.

85.              Твердые растворы неразлагающихся полупроводниковых соединений.

86.              Технология и аппаратура для получения разлагающихся полупроводниковых соединений.

87.             Оксиды меди, цинка, кадмия и других металлов.

88.             Карбид кремния. Свойства и применение.

89.             Арсениды индия и галлия.

90.             Фосфориды индия и галлия.

91.             Полупроводниковые соединения AIIBVI.

92.              Твердые растворы разлагающихся полупроводниковых соединений.

93.             Виды обработки, контроль структуры и свойств полупроводниковых материалов.

94.  Виды обработки. Резка. Шлифовка. Полировка.

95. Контроль структуры кристаллов.

96. Контроль электрических параметров полупроводников.

97. p-n-переход в полупроводниках.

98.  Классификация полупроводников.

99.  Периодическая система элементов и граница Цинтля.

100. Виды органических полупроводников.

Примеры выполнения заданий по теме 3 приведены в [8-14].

 

 

Тема 4.   Металлы и коррозия металлов

 

Среди металлических проводников различают:

а) материалы, обладающие высокой проводимостью, которые используют для изготовления проводов, кабелей, проводящих соединений в микросхемах, обмоток трансформаторов, волноводов, анодов мощных генераторных ламп и т.д;

б) металлы и сплавы, обладающие высоким сопротивлением, которые применяются в электронагревательных приборах, лампах накаливания, резисторах, реостатах.

К  жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Как правило,  температура плавления металлов высока, за исключением ртути (-39°C), галлия (29,8°C) и цезия (26°C).

В настоящее время известно 23 металла, которые в интервале от 0.3 до 9.22 К обладают сверхпроводимостью.

Электроны в металле благодаря ничтожной массе и размерам обладают значительной подвижностью. Поэтому,  если к металлу приложить некоторую разность потенциалов, электроны начнут перемещаться от отрицательного полюса к положительному, тем самым создавая электрический ток. Удельная проводимость зависит от заряда электрона и концентрации носителей, которая у большинства металлов практически одинакова.

Коррозия металлов - это самопроизвольное разрушение металлов под действием окружающей среды. По механизму коррозионного разрушения различают:

1) химическую коррозию, когда окислительно-восстановительное взаимодействие или гетерогенная химическая реакция протекает без возникновения электрического тока. Она осуществляется в газах при высоких температурах или в жидкостях неэлектролитах;

2) электрохимическую коррозию, которая происходит в атмосферных условиях и в жидкостях электролитах с возникновением электрического тока в результате работы микро- и макрогальванических пар.

Микрогальванические пары создаются из-за наличия примесей в металле, а макрогальванические – в результате контакта металлов друг с другом. Поскольку на поверхности металла всегда есть плёнка электролита, то возникает гальваноэлектричество.

Существуют следующие методы защиты от коррозии:

1) использование чистых металлов, так как они практически не подвергаются коррозии;

2) катодная защита: подсоединение металла  к источнику постоянного тока;

3) протекторная защита: присоединение  более активного металла (протектора)  к корпусу защищаемого металла. Это приводит к разрушению более активного металла, защищаемый металл (корпус) при этом коррозии не будет подвергаться,  пока не разрушится протектор;

4) покрытие одного металла другим, т. е. использование металлических покрытий, которые классифицируются на анодные и катодные. В случае нарушения покрытия (трещины, неплотное покрытие) наиболее эффективны анодные покрытия.

 

Решите задачу своего варианта

 

Для пары металлов:

1) определите, возможна ли коррозия металла из данной пары в среде с рН ... при контакте с воздухом;

2)   напишите уравнения анодного и катодного процессов;

3)  предложите для данной пары анодное и катодное покрытие. Из­менятся ли и если изменятся, то как,  коррозионные процессы при нару­шении сплошности покрытий?  Запишите уравнения реакций.

 

Вариант

Пары металлов

pH

Вариант

Пара металлов

pH

1

Pb — Sn

12

16

Zn Cd

7

2

Sn — Си

6

17

Fe — Sn

5

3

Fe — Co

10

18

Fe — Cd

4

4

Си — Со

4

19

Zn — Cu

2

5

Fe — Ni

5

20

Fe Cu

2

6

Sn — Cd

4

21

Fe — Co

4

7

Cd — Си

12

22

Fe — Ni

8

8

Zn Ag

10

23

Sn — Ag

10

9

Cd Pb

6

24

Cd — Cu

7

10

Fe — Си

5

25

Pb Cu

12

11

Fe — Pb

3

26

Cd — Ni

4

12

Sn — Ag

4

27

Zn — Ag

11

13

Zn Ni

5

28

Pb — Sn

4

14

Mg — Ni

10

29

Cu — Zn

2

15

Zn Sn

8

30

Sn Cu

9

61

Pb Sn

12

81

Fe Co

4,5

62

Sn Cu

6

82

Fe Ni

8

63

Fe Co

10

83

Sn Ag

10

64

Cu Co

4

84

Cd Cu

7

65

Fe Ni

11

85

Pb Cu

12

66

Sn Cd

4

86

Cd Ni

4

67

Cd Cu

12

87

Zn Ag

11

68

Zn Ag

10

88

Pb Sn

4

69

Cd Pb

6

89

Cu Zn

2

70

Fe Cu

5

90

Sn Cu

9

71

Fe Pb

3

91

Fe Mg

3,5

72

Sn Ag

4,5

92

Ni Mg

5

73

Zn Ni

5

93

Fe Ni

4

74

Mg Ni

10

94

Cd Pb

12

75

Zn Sn

8

95

Zn Sn

2

76

Zn Cd

7

96

Zn Ag

3,5

77

Fe Sn

5

97

Fe Pb

10

78

Fe Cd

4

98

Cd Cu

4

79

Zn Cu

2,5

99

Zn Cd

5

80

Fe Cu

2

100

Pb Mg

5,5

Примеры выполнения заданий по теме 4 приведены в [6, раздел 9; 7, раздел 8; 7,  глава IX].

 

 

Тема 5. Органические соединения и полимеры

 

Практически все органические вещества являются диэлектриками. За исключением соединений с сопряженными связями, но диэлектрические свойства органических соединений выражены неодинаково,  и зависит это от состава и строения этих соединений.

Например, у полиэтилена высокого давления степень кристалличности < 60%, температура плавления = 115°С. Полиэтилен весьма устойчив к действию агрессивных сред. Ценные качества – диэлектричность. Широко применяется для изготовления высокочастотных кабелей. Этот материал может использоваться как в чистом виде, так и в совокупности с другими полимерами, в виде пленок, лаков, компаундов, обладающих высокой водо- и химической стойкостью.

Подобными свойствами обладает также  полистирол. Он линеен и неполярен,  термопластичен, не гигроскопичен и обладает устойчивостью к воде, кислотам и щелочам, но растворяется в ацетоне, эфире и некоторых других растворителях. Он является очень хорошим диэлектриком и широко применяется в высококачественной изоляции, в телевидении и средствах связи. Из полистирола готовят конденсаторы, антенны, высокочастотные кабели, он используется как важный материал в приборостроении, особенно, когда нужно высокое сопротивление деформации. На основе полистирола изготавливают компаунды, лаки, пленки, поропласты.  Недостаток – низкая теплостойкость и хрупкость, температура размягчения 80-85°С.

 

Решите задачу своего варианта

 

1. Напишите структурную формулу винилацетата. Приведите схему

полимеризации этого соединения.

2. Приведите схему сополимеризации акрилонитрила, СН3СН2СN и винилацетата.

3. Приведите схему поликонденсации терефталевой кислоты С6Н4(СООН)2 и этиленгликоля.

4. Как различаются по строению и свойствам полимеры нерегулярной и регулярной структуры?

5. Какие различия в свойствах у аморфных и кристаллических полимеров?

6. Какой из полимеров более устойчив против старения: фторопласт или полиэтилен?

7. У каких из двух полимеров выше электрическая проводимость: полипропилена или поливинилхлорида?

8. Какие полимерные материалы используются для производства подземных трубопроводов оболочек кабелей и различных пленок?

9. Какие полимеры используются в качестве диэлектриков в электротехнике?

10. Какие полимеры входят в состав антифрикционных материалов?

11. Какие виды полимеров используются при изготовлении автомобилей?

12. Напишите структурную формулу простейшей непредельной одноосновной карбоновой кислоты и уравнение реакции взаимодействия этой кислоты с метиловым спиртом. Составьте схему полимеризации образовавшегося при этом продукта.

13. Как из карбида кальция и воды можно получить винилацетат, применив реакцию Кучерова? Напишите уравнения реакций. Составьте схему полимеризации винилацетата.

14. Какие соединения называют аминами? Составьте схему поликонденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина.  Как называют полимер, образующийся в результате этой реакции?

15. Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Напишите уравнения соответствующих реакций. Составьте схему полимеризации винилхлорида.

16. Полимером какого непредельного углеводорода является натуральный каучук? Напишите структурную формулу этого углеводорода. Как называют процесс превращения каучука в резину? Чем по строению и свойствам различаются каучук и резина?

17. Напишите уравнения реакций получения ацетилена, превращения ацетилена в ароматический углеводород. При взаимодействии какого вещества с ацетиленом образуется акрилонитрил? Составьте схему полимеризации акрилонитрила.

18. Напишите структурную формулу метакриловой кислоты. Какое соединение получается при взаимодействии ее с метиловым спиртом? Напишите уравнение реакции. Составьте схему полимеризации образующегося при этом продукта.

19. Какие углеводороды называют диеновыми? Приведите пример. Какой общей формулой выражают состав диеновых углеводородов? Составьте схему полимеризации одного из диеновых углеводородов.

20. Какие соединения называют олефинами? Приведите пример. Какой общей формулой выражают состав олефинов? Составьте схему полимёризации одного из олефинов.

21. Какой общей формулой выражают состав этиленовых углеводородов? Какие химические реакции наиболее характерны для них? Что такое полимеризации, поликонденсация? Чем отличаются друг от друга эти реакции?

22. Каковы различия в свойствах предельных и непредельных углеводородов? Составьте схему образования каучука из дивинила и стирола. Что такое вулканизация?

23. Какие соединения называют аминокислотами? Напишите формулу простейшей аминокислоты. Составьте схему поликонденсации аминокапроновой кислоты. Как называют полимер, образующийся в результате этой реакции?

24. Какие соединения называют альдегидами? Укажите важнейшие свойства альдегидов. Что такое формалин? Составьте схему получения мочевиноформальдегидной смолы.

25. Как называют углеводороды, представителем которых является изопрен? Составьте схему сополимеризации изопрена и изобутилена.

26. Какие соединения называют элементорганическими, кремнийорганическими? Укажите важнейшие свойства кремнийорганических полимеров. Как влияет на свойства кремнийорганических полимеров увеличение числа органических радикалов, связанных с атомами кремния?

27. Какие соединения называют диолефинами? Составьте схему полимеризации одного из диолефинов. Укажите три состояния линейных полимеров. Чем характеризуется переход из одного состояния в другое?

28. Напишите уравнение реакции дегидратации пропилового спирта. Составьте схему полимеризации полученного углеводорода.

29. Какие полимеры называют стереорегулярными? Чем объясняется более высокая температура плавления и большая механическая прочность стереорегулярных полимеров по сравнению с нерегулярными полимерами?

30. Как получают в промышленности стирол? Приведите схему его полимеризации. Изобразите при помощи схем линейную, трехмерную структуру полимеров.

31.Какие полимеры называются термопластичными, термореактивными?

32. Как из фенола получить термопластичную и термореактивную смолы? Напишите уравнения соответствующих реакций. Какие свойства продуктов реакции делают возможным использование их в электротехнике?

33. Напишите уравнения реакций получения капрона из аминокапроновой кислоты НN3(СН2)5СООН и найлона из адипиновой кислоты  СООН (СН2)4СООН и гексаметилендиамина NН2(СН2)6NH2.

34. Составьте уравнение реакции полимеризации стирола с участием инициатора пероксида бензоила (С6Н5СО)2O2.

35. Составьте уравнение реакции сополимеризации стирола С6Н5СН=СН2 и бутадиена СН2=СН—СН=СН2. Какими свойствами обладает продукт сополимеризации и где он используется?

36. Составьте уравнения реакций полимеризации пропилена СН = СН — СН3 и изобутилена Н2С = С — СН3. Вычислите степень полимеризации,  если

                                            │

                                            CH3

полипропилен имеет молекулярную массу 160 000.

37.     У каких из следующих веществ могут быть изомеры: С3Н6С12, СН3С1
С2Н4С12, С3Н5СНС12? Назовите по рациональной номенклатуре все ука­-
занные соединения. Ответ обоснуйте структурными формулами.

38. Напишите уравнения реакций последовательного окисления ме­тана бромом и назовите все бромпроизводные.

39. Как можно получить пропан и бутан, если даны следующие веще­ства: метан, металлический натрий, хлор? Укажите условия проведения реакций.

40.                          Какой объем метана выделится: а) при гидролизе А14С3 массой 72 г; б) из безводного ацетата натрия массой 4,1 г?

41.                          Какие углеводороды получаются при нагревании следующих солей органических кислот с твердым гидроксидом натрия:

а) СН3СН — CH2 – COONa;       б)    СН3СН — CH2 – COONa.

                 │                                                                      │

                 СН3                                                                                            СН3 – СН2

42.     При помощи каких реакций можно осуществить следующие превращения:

а)      СН4 → СН3С1→ С2Н6 → С2Н5С1 → С3Н8;

б)      С→ СН4 → СН3С1→ С3Н8 → С3Н7Вг.

43.Выведите молекулярную формулу вещества, содержащего углерод (массовая доля 85,7 %) и водород (14,3 %). Плотность паров по водороду равна 21.

44. Выведите формулу вещества, содержащего углерод (массовая доля 81,8%) и водород (18,2%).

45. Определите молекулярную формулу вещества, содержащего yглерод (массовая доля 83,72 %) и водород (16,28 %), если молекулярная масса вещества равна 86.

46. Вычислите плотность этана по воздуху и водороду.

47. Приведите примеры полимерных соединений с разветвленной  структурой.

48. Приведите примеры полимерных соединений с линейной  структурой.

49. Приведите примеры высоко- и низкочастотных диэлектриков.

50.            Напишите формулу фторопласта. Какими свойствами обладает этот полимер?

51.             Объясните, чем обусловлены диэлектрические свойства органических веществ.

52. Приведите примеры полимерных соединений с сетчатой структурой.

53. Приведите примеры полимерных соединений с пространственной  структурой.

54. Какова масса 1 л пентана при нормальных условиях?

55. Один литр газа при нормальных условиях имеет массу 2,58 г. Вы­числите его относительную молекулярную массу и плотность по воздуху.

56. Напишите формулу гомолога метана, при сгорании которого об­разуется в пять раз больше диоксида углерода.

57. Какой объем метана потребуется для взаимодействия с 1 л хлора при нормальных условиях для образования метилхлорида?

58.     Напишите формулу гомолога метана, если известно, что масса
5,6 л его при нормальных условиях составляет 11 г.

59.            Сколько граммов метилхлорида образуется при хлорировании ме­тана объемом 10 л при нормальных условиях?

60.            Определите содержание углерода в 1 м3 природного газа, состоя­щего из метана (92 %), этана (4 %) и негорючих примесей.

61.            Определите молекулярную формулу газообразного вещества, если его плотность по воздуху равна двум, а массовая доля углерода 82,76 % и водорода 17,24%.

62.            При сжигании газообразного углеводорода образовался оксид углерода(1V) массой 3,3 г и вода массой 2,02 г. Плотность его по воздуху составляет 1,04. Напишите структурную формулу углеводорода.

63. Сколько метана можно получить из 3 моль ацетата натрия: коли­чество в молях; массу в граммах; объем в литрах при нормальных усло­виях.

64.            Взрывоопасная смесь метана с воздухом содержит массовую долю метана от 5 до 15 %. Вычислите массу метана в 1 м3 смеси при минималь­ном и максимальном взрывных пределах.

65. Напишите структурные формулы: а) 2-метилбутадиена-1,3; б) 2-метилгексадиена-1,5; в) 2,4-диметилпентадиена-2,4; г) 2-метилпентадиена-1,3.

66. Какие олефины могут быть получены при дегидрировании: а) изо-бутана; б) диметилэтилметана; в) 2-метилпентана; г) пропана? Напи­шите сокращенные структурные формулы.

67. Какие углеводороды и в каком количестве получаются при деги­дратации 10 кг: а) этилового спирта СН3—СН2—ОН; б) пропилового спирта СН3- СН2-СН2-ОН?

68.  Сколько и каких углеводородов получится при взаимодействии спир­тового раствора гидроксида натрия объемом 500 мл (пл. 0,7) с массовой долей NaOH 40% на следующие галогенопроизводные: а) 1-хлорпропан; б) 2-хлорбутан?

69. Сколько граммов брома могут присоединить: а) бутен-2 массой 2,8 г; б) α, β-метилэтилэтилен массой 3,5 г; в) несимм-метилпропилэтилен массой 4,2 г?

70. Какой объем водорода необходим для гидрирования смеси газов массой 12,4 г, содержащих этилен (массовая доля 22,58 %), пропен (32,26%) и бутен-2 (45,16%)? Напишите соответствующие уравнения реакций.

71. Смесь этана и этилена массой 2,5 л пропущена через раствор бро­ма в воде. При этом образовался 1,2-дибромэтан массой 4,7 г. Определите объемную долю газов в смеси.

72. Галогенпроизводные углеводородов и их практическое применение.

73. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осу­ществить следующие превращения:

С → СН4→ СН3С1 → С2Н6→ С2Н4 → С2Н5ОН.

74.            Азотсодержащие органические соединения. Реакция Н.Н.Зинина.

75.            Кремнийорганические соединения и их применение в качестве диэлектриков.

76.            Какая предельная одноосновная кислота получится при окислении: а) этанола; б) метанола; в) пропионового альдегида?

77. Как получают уксусную кислоту в промышленности? Назовите

три основных способа.

78.            На каких реакциях основано качественное определение карбок­сильной группы?

79.            Какие соединения образуются при электролизе водного раствора

ацетата калия?

80.     Какой негорючий газ выделяется под влиянием водоотнимающего
вещества при разложении метановой кислоты?

81.     Назовите следующие карбоновые кислоты по рациональной и меж­
дународной номенклатурам:

а) СНз-СООН     б) СН3-СН2-СООН

в) СН3-СН2-СН2-СООН

Какие тривиальные названия для них известны?

82.            Напишите структурные формулы изомеров валериановой кисло­ты и назовите их по рациональной и международной номенклатурам.

83.            Напишите структурные формулы следующих карбоновых кислот: а) 2-метилбутановой; б) 2,2-диметилпропановой; в) 2,4,4-триметилгексановой; г) 2,2,4,4-тетраметил-3,5-диэтилгептановой.

84.     Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осу­
ществить следующие превращения:

а)      СН4 → С2Н6 → С2Н4 → СН3СОН→ С2Н5ОН → СН3СООН

б)      СаС2 → С2Н2 → СН3СОН → СН3СООН→ СН3СООС2Н5

85. Произойдет ли реакция, если добавить: а) к сульфату натрия уксус­ную кислоту; б) к карбонату натрия этановую кислоту; в) к ацетату маг­ния азотную кислоту? Напишите соответствующие уравнения реакций.

86.            Выведите формулу карбоновой кислоты, имеющей следующий со­став: С (массовая доля 62,0 %), О (27,6 %), Н(10,4 %). Плотность вещества по водороду равна 58. Напишите структурные формулы изомеров этой

предельной одноосновной кислоты и назовите их по международной

номенклатуре.

87. Какой объем раствора формальдегида (пл. 1,1) с массовой долей
HCHO 40% необходимо окислить, чтобы получить метановую кислоту
(пл. 1,3) объемом 100 мл с массовой долей НСООН 80%?

88.                          Сколько раствора этилового спирта (пл. 0,8) с массовой долей С2Н5ОН 96 % нужно взять для получения уксусной кислоты массой 30 кг?

89.            На нейтрализацию одноосновной предельной кислоты массой 3,7 г израсходован 0,5 М раствор гидроксида калия объемом 100 мл. Напишите структурную формулу этой кислоты.

90. На нейтрализацию смеси раствора уксусной кислоты и фенола
массой 30 г израсходован 2 М раствор гидроксида натрия объемом 100 мл,
а при действии бромной воды на эту смесь образовался осадок массой 33,1 г

Определите массовую долю (в %) кислоты и фенола в растворе.

91. Сколько миллилитров уксусной кислоты (пл. 1,064) с массовой долей СН3СООН 60 % надо взять для приготовления 0,02 М раствора объемом 5 л?

92. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно полу­чить уксусную кислоту, имея в своем распоряжении воду, воздух, уголь,

известняк.

93. Для получения уксусной кислоты в качестве исходного вещества был использован технический карбид кальция с массовой долей приме­сей 4 %. Какая масса карбида кальция была израсходована, если извест­но, что на нейтрализацию полученной уксусной кислоты потребовался 5,5 М раствор гидроксида калия (пл. 1,2) массой 240 г?

94.                          Через 3 М раствор уксусной кислоты объемом 3 л пропущен амми­ак объемом 44,8 л. Сколько граммов карбоната кальция может вступить в реакцию с раствором кислоты после пропускания через него аммиака?

95.            Сколько граммов кислоты и спирта надо взять для получения му-равьино-этилового эфира массой 37 г?

96.            Сколько литров водорода вступит в реакцию с карбоновой кисло­той для получения альдегида массой 10 г?

97.     Определите массу технической уксусной кислоты с массовой до-
лей примесей 10%, необходимую для получения уксусного ангидрида массой 10,2 г.   

98. Рассчитайте молекулярную массу полихлорвинила, если степень полимеризации равна 200. Напишите уравнение реакции полимеризации хлорвинила.

99. Напишите уравнение реакции взаимодействия фенола с формальдегидом (в кислой среде). Каковы причины и механизм этой реакции? Какими свойствами обладает полученный продукт?

100. В чем сходство и различие реакций полимеризации и поликонденсации?

Примеры выполнения заданий по теме 5 приведены в [2, раздел 5, глава 17;  9, главы 8, 9, 10].

 

Список литературы

 

1.  Коровин Н.В. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2005.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1999.

3. Харин А.Н., Катаева Н.А., Харина Л.Т. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1975.

4. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по химии. – М.: АСТ-Астрель, 2004.

5. Задачи и упражнения по общей химии. Под.ред.Коровина Н.В. – М.: Высшая школа, 2004.

6. Байназарова Г.М., Бутин Б.М.,  Жайлау С.Ж., Куатбеков К.М. Общая химия. Решебник. -Алматы, 2006.

7. Ерохин Ю.М., Фролов В.И. Сборник задач и упражнений по химии.- М.: ACADEMA, 2003.

8. Яманов С.А.  Химия и радиоматериалы. -М.: Высшая школа, 1970.

9.Материаловедение. Технология конструкционных материалов/Учебное пособие под редакцией В.С Чередниченко. -М: Омега-Л, 2006.

10. Угай Я.А. Введение в  химию полупроводников. 2-е изд. М.: Высшая школа, 1975.

11.  Угай Я.А. Общая химия.  2-е изд. М.: Высшая школа, 1984.

12. Гончаров Е.Г., Семенова Г.В., Угай Я.А. Химия полупроводников. Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1995.

13.Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М.: Высшая школа, 1982.

14.Материалы микроэлектронной техники/Учебное пособие для вузов под ред. В. М. Андреева. - М.: Радио и связь, 1989. 

 

Содержание 

Введение                                                                                                        3

1  Строение атома                                                                                         4

2  Химическая связь                                                                                      7

3  Полупроводниковые материалы                                                             11

4  Металлы и коррозия металлов                                                                17

5  Органические соединения и полимеры                                                  19

Список литературы                                                                                       27