Organisk fasta tillståndskemi (eng. - organic sold-state chemistry ) - en sektion av fast tillståndskemi, som studerar alla typer av kemiska och fysikalisk-kemiska aspekter av organiska fasta ämnen (OTT), i synnerhet deras syntes , struktur , egenskaper, reaktivitet , ansökan och andra [1] [2]
I en separat sektion av vetenskapen stod fasta tillståndskemi (HOTT) ut efter arbetet av Kitaygorodsky A.I. , som etablerade organiska kristaller som en relativt oberoende typ av kristaller och formulerade de grundläggande principerna för organiska kristallstrukturer [3] .
För närvarande inkluderar OTT inte bara kristallina utan också amorfa kroppar, såväl som alla andra som har en organisk natur och förmåga att behålla formen. Dessa är mono- och polykristaller, flytande kristaller , pulver, inkl. - nanoskala, polymerer och lågmolekylära föreningar, etc.
Till skillnad från oorganiska fasta ämnen har organiska fasta ämnen i genomsnitt låg termisk stabilitet, densitet, elektrisk ledningsförmåga, mekanisk hållfasthet och slitstyrka. Överskottet av medelvärdena observeras endast hos enskilda representanter för OTT, som alltid är föremål för separata studier. Exempel inkluderar polymerer: teflon , som har en hög densitet > 2 g/cm³, kemisk och temperaturbeständighet upp till 300 C; Kevlar är ett höghållfast skottsäkert material.
Anledningen till de speciella egenskaperna hos OTT är den höga förekomsten av svaga kemiska bindningar (kovalenta interatomära och kohesiva intermolekylära) i organiska föreningar . Detta visar sig i sin tur i fenomenet med hög reaktivitet hos OTT vid rumstemperatur.
I vissa klasser av organiska ämnen realiseras relativt starkare bindningar (joniska, donator-acceptor, element-kol), vilket bestämmer deras separation i separata klasser av OTT, som kännetecknas av högre konduktivitet (till exempel salter), termisk stabilitet, mekanisk styrka etc.
OTT-reaktioner inkluderar vanligtvis reaktioner av typen "fast-fast" som inte åtföljs av en förändring i ämnens initiala eller slutliga fasta tillstånd, såväl som reaktioner av typen "gas-fasta". För att säkerställa transporten av ämnen är dock bildningen av mellanliggande mobila faser (vätska eller gas) nödvändig.
Exempel på sådana reaktioner inkluderar topokemiska reaktioner [4] där mellanliggande mobila faser saknas eller representeras av den sk. " tvådimensionell vätska ". Dessa inkluderar fotokemiska reaktioner, fastfaspolymerisationsreaktioner , isomerisering , etc. På detta sätt kan unika kristallina ämnen erhållas som har en kristallkemisk likhet med utgångsreagensen.
Ett annat exempel är mekanokemiska reaktioner , där växelverkan mellan ämnen sker på ytan av angränsande fasta ämnen, och den resulterande produkten avlägsnas genom mekanisk verkan i speciella anordningar (kvarnar, murbruk), vilket leder till en periodisk förnyelse av den aktiva ytan och en fullständigt svar.
Ett exempel på OTT-reaktioner som bildar flytande och gasformiga mellanfaser är organisk självförökande högtemperatursyntes . Dessa faser, som utlöser en kemisk vågreaktion, bildas med hjälp av en lokal termisk impuls.
OTT:er har en ständigt ökande användning. Huvudvolymen av deras användning skapas av fasta polymerer , vars produktion uppskattas till miljontals ton. Andra OTT tillverkas i betydligt mindre kvantiteter.
Andra användningsområden för OTT är läkemedel (pulver, tabletter), monitorer med flytande kristaller , informationsregistreringsanordningar, katalysatorer ( ftalocyaniner ), kemiska sensorer , etc.
Relativt nyligen har de unika optiska egenskaperna hos OTT:er upptäckts, vilket gör att de kan användas i stor utsträckning som ljusemitterande enheter ( OLED ). Sökandet efter organiska ledare, halvledare, supraledare och magneter pågår intensivt.