Взаимодействия нейтронов 15 страница

справедливость этого равенства легко проверить непосредственно.

Пусть ещё нужно представить дробь
[ris]

в виде
[ris]

где A, B, C и D- неизвестные рациональные коэффициенты. Приравниваем второе выражение первому
[ris]

или, освобождаясь от знаменателя, вынося, где можно, рациональные множители из-под знака корней и приводя подобные члены в левой части, получаем:
[ris]

Но такое равенство возможно лишь в случае, когда равны между собой рациональные слагаемые обеих частей и коэффициенты при одинаковых радикалах. T. о., получаются четыре уравнения для нахождения неизвестных коэффициентов А, В, С и D: А - 2В + 3C = 1, -А +В+3D=1, А+С-2D = -1, В-С+D =0, откуда А = О, В = - ¹/₂, С = 0, D = 1/2, т. е.
[ris]

B приведенных примерах успех H. к. м. зависел от правильного выбора выражений, коэффициенты к-рых отыскивались. Если бы в последнем примере вместо выражения
[ris][ris]

было взято выражение
[ris][ris]

то, рассуждая, как и выше, получили бы для трёх коэффициентов А, В и С четыре уравнения А -2B + 3C = 1, -А- В=1, А+С=- 1, В -C=0, к-рым нельзя удовлетворить никаким выбором чисел А, В и С. Особенно важны применения H. к. м. к задачам, в к-рых число неизвестных коэффициентов бесконечно. К ним относятся задача деления степных рядов, задача нахождения решения дифференциального уравнения в виде степенного ряда и др. Пусть, напр., нужно найти решение дифференциального уравнения у" + ху = О такое, что у = 0 и у' = 1 при х = О. Из теории дифференциальных уравнений следует, что такое решение существует и имеет вид степенного ряда

y =x + C₂x² + C₃x³ + C₄x⁴ + C₅x⁵ +···.

Подставляя это выражение вместо у в правую часть уравнения, а вместо у" - выражение

2с₂ + 3 · 2c₃x + 4 · 3c₄x² + 5 · 4c₅x³ +· · ·,

затем умножая на x и соединяя члены с одинаковыми степенями х, получают

2с₂ + 3 · 2с₃х + (1 + 4 · 3c₄x² +(c₂+5·4c₅)x³+...=0

откуда при определении неизвестных коэффициентов получается бесконечная система уравнений: 2с₂ = О; 3·2с₃ = О; 1 + 4· 3с₄ =0; C₂ + 5· 4с₅ = О;...

Решая последовательно эти уравнения, находят:
[ris]

Лит.: Смирнов В. И., Курс высшей математики, т. 1, 23 изд., M., 1974; т. 2, 20 изд., M., 1967; Степанов В. В., Курс дифференциальных уравнений, 8 изд., M., 1959.

НЕОПТОЛЕМ (другое имя- Пирр), в др.-греч. мифологии сын Ахилла и царевны Деидамии, один из главных участников Троянской войны. Вместе с др. воинами проник в чреве деревянного коня в Трою, свирепствовал при её захвате (безжалостно убил на глазах у Гекубы престарелого царя Приама, искавшего спасения у алтаря Зевса).

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ, наука о химических элементах и образуемых ими простых и сложных веществах (кроме соединений углерода, составляющих, за немногими исключениями, предмет органической химии). H. х.- важнейшая область химии - науки о превращениях вещества, сопровождающихся изменениями его состава, свойств и (или) строения. H. х. теснейшим образом связана, помимо органич. химии, с др. разделами химии - аналитической химией, коллоидной химией, кристаллохимией, физической химией, термодинамикой химической, электрохимией, радиохимией, химической физикой', на стыке неорганич. и органич. химии лежит химия металлоорганических соединений и элементоорганических соединений. H. х. ближайшим образом соприкасается с геолого-минералогич. науками, особенно с геохимией и минералогией, а также с технич. науками - химической технологией (её неорганич. частью), металлургией - и агрохимией. В H. х. постоянно применяются теоретич. представления и экспериментальные методы физики.

Историческая справка. История H. х., особенно до середины 19 в., тесно переплетается с общей историей хим. знаний. Важнейшие достижения химии кон. 18 - нач. 19 вв. (создание кислородной теории горения, хим. атомистики, открытие осн. стехиометрич. законов) явились результатами изучения неорганич. веществ.

Уже в глубокой древности были известны металлы, к-рые либо встречаются в природе в самородном состоянии (Au, Ag, Cu, Hg), либо легко получаются (Cu, Sn, Pb) нагреванием их окисленных руд с углем, а также нек-рые неметаллы (углерод в виде угля и алмаза, S, возможно As). За 3-2 тыс. лет до н. э. в Египте, Индии, Китае и др. странах умели получать железо из руд, изготовлять изделия из стекла.

Стремление превратить неблагородные, " несовершенные" металлы в благородные, " совершенные" (Au и Ag) явилось причиной возникновения алхимии, господствовавшей в 4-16 вв. н. э. Алхимики создали аппаратуру для хим. операций (выпаривания, кристаллизации, фильтрования, перегонки, возгонки), к-рые и в наше время служат для разделения и очистки веществ; впервые получили нек-рые простые вещества (As, Sb, P), соляную, серную и азотную к-ты, многие соли (купоросы, квасцы, нашатырь) и др. неорганич. вещества. В 16 в. металлургия, керамика, стеклоделие и др. произ-ва, близко соприкасающиеся с H. х., получили довольно широкое развитие, что видно из трудов В. Бирин-гуччо (1540) и Г. Агриколы (1556). В 1530-х гг. А. Т. Параиельс, к-рому были на опыте известны целебные свойства препаратов Au, Hg, Sb, Pb, Zn, положил начало ятрохимии - применению химии в медицине. В 17 в. укоренилось деление веществ, изучаемых химией, на минеральные, растительные и животные (указанное в 10 в. араб, учёным ар-Ра-зи), т. е. наметилось расчленение химии на неорганическую и органическую. В 1661 P. Бойль опроверг учения о четырёх стихиях и трёх началах, из к-рых якобы состоят все тела, и определил хим. элементы как вещества, не могущие быть разложенными на другие. В кон. 17 в. Г. Шталъ, развивая представления И. Бехера, высказал гипотезу, согласно к-рой при обжигании и горении тела теряют начало горючести - флогистон. Эта гипотеза господствовала вплоть до кон. 18 в.

В дальнейшем становлению H. х. как науки послужили работы M. В. Ломоносова и А. Лавуазье. Ломоносов сформулировал закон сохранения вещества и движения (1748), определил химию как науку об изменениях, происходящих в сложных веществах, приложил атоми-стич. представления к объяснению хим. явлений, предложил (1752) деление веществ на органические и неорганические, показал, что увеличение веса металлов при обжигании происходит за счёт присоединения нек-рой части воздуха (1756). Лавуазье опроверг гипотезу флогистона, показал роль кислорода в процессах обжигания и горения, конкретизировал понятие химического элемента, создал первую рациональную номенклатуру химическую (1787). В нач. 19 в. Дж. Дальтон ввёл в химию атомизм, открыл кратных отношений закон и дал первую таблицу атомных весов химических элементов. Тогда же были открыты Гей-Люссака законы (1805-08), постоянства состава закон (Ж. Пруст, 1808) и Авоугдро закон (1811). В 1-й пол. 19 в. И. Берцелиус окончательно утвердил атомизм в химии. В сер. 19 в. были сформулированы и разграничены понятия атома, молекулы и эквивалента (Ш. Жерар, С. Канниццаро). К тому времени было известно св. 60 хим. элементов. Проблему их рациональной классификации разрешило открытие в 1869 периодического закона Менделеева и построение периодической системы элементов Менделеева. На основе своих открытий Д. И. Менделеев исправил атомные веса многих элементов и предсказал атомные веса и свойства ещё неизвестных тогда элементов - Ga, Ge, Sc и др. После их открытия периодический закон получил всеобщее признание и стал прочной научной основой химии.

В кон. 19 - нач. 20 вв. особое внимание химиков-неоргаников привлекли две малоизведанные области - металлич. сплавы и комплексные соединения. Исследование полированной и протравленной поверхности стали при помощи микроскопа, начатое в 1831 П. П. Аносовым, было продолжено Г. К. Сорби (1863), Д. К. Черновым (1868), нем. учёным А. Мартенсом (с 1878). Оно было усовершенствовано, а также существенно дополнено методом термического анализа (А. Ле Шателье, Ф. Осмондом - в 1887, англ. учёным У. Робертс-Остовом- в 1899). В дальнейшем крупнейшие работы по исследованию сплавов с применением новой методики были выполнены H. С. Курнаковым (с 1899), А. А. Байковым (с 1900) и их науч. школами. Обширные исследования сплавов были проведены в Германии Г. Тамманом (с 1903) и его учениками. Теоретич. основу учения о сплавах дало правило фаз Дж. У. Гиббса. Систематич. исследования комплексных соединений, предпринятые в 1860-X гг. К. Бломстрандомк дат. учёным С. Йёргенсеном, были в 1890-гг. развиты А. Вернером, создавшим координационную теорию, и H. С. Курнаковым. Особенно широко работы в этой области были поставлены в России и СССР Л. А. Чугаевым и его школой.

На рубеже 19 и 20 вв. в истории H. х. произошло крупное событие - были открыты инертные газы: Ar (Дж. Рэ лей. У. Рамзай, 1894), Не (У. Рамзай, 1895), Kr, Ne, Xe (англ, учёные У. Рамзай и M. Траверс, 1898), Rn (нем. учёный Ф. Дорн, 1900), к-рые Д. И. Менделеев по предложению У. Рамзая включил в особую (нулевую) группу своей периодич. системы элементов (впоследствии были включены в 8-ю группу). Ещё более значительным было открытие самопроизвольной радиоактивности урана (А. Беккерель, 1896) и тория (M. Скло-довская-Кюри и независимо нем. учёный Г. Шмидт, 1898), за которым последовало открытие радиоактивных элементов Po и Ra (M. Склодовская-Кюри, П. Кюри, 1898). Эти открытия привели к обнаружению существования изотопов, к созданию радиохимии и теории строения атома (Э. Резерфорд, 1911, H. Бор, 1913, и др.; см. Атомная физика).

Успехи ядерной физики позволили синтезировать трансурановые элементы, имеющие атомные номера от 93 по 105(см. Aктиноиды, Элементы химические, Ядерная химия). Работы по синтезу трансурановых элементов открыли новую эпоху в истории H. х. Исследования в этой области ведутся в СССР, США, Франции, ФРГ и нек-рых др. странах.

Методы исследования. В H. х. применяются два осн. приёма исследования: препаративный метод и метод физико-химического анализа. Препаративный метод практиковался с древнейших времён. Его основу составляют проведение реакций между исходными веществами и разделение образующихся продуктов посредством перегонки, возгонки, кристаллизации, фильтрования и др. операций. Особенно распространён препаративный метод в химии комплексных соединений. Метод физико-хим. анализа в основном создан H. С. Курнаковым, его учениками и последователями. Сущность метода заключается в измерении различных физ. свойств (темп-р начала и конца кристаллизации, а также электропроводности, твёрдости и др.) систем из 2, 3 или многих компонентов. Полученные данные изображают в виде диаграмм состав-свойство. Их геометрич. анализ позволяет судить о составе и природе образующихся в системе продуктов, не выделяя и не анализируя их. Физико-хим. анализ указывает пути синтеза веществ, даёт науч. основу процессов переработки руд, получения солей, металлов, сплавов и др. важных технич. материалов. Физико-хим. анализ признан во всём мире ведущим методом H. х.

Для совр. H. х. характерен необычайно обширный круг новых методов исследования строения и свойств веществ и материалов. С сер. 20 в. осн. внимание уделяется изучению атомного и молекулярного строения неорганич. соединений прямым определением их структуры (т. е. взаимного расположения атомов в молекуле). Оно производится методами кристаллохимии, спектроскопии, рентгеновского структурного анализа, ядерного магнитного резонанса, ядерного квадруполъного резонанса, гамма-спектроскопии, электронного парамагнитного резонанса и др. Большое значение имеет определение важных для техники свойств и особенностей (механич., магнитные, электрич. и оптич. свойства, жаропрочность, жаростойкость, отношение к радиоактивному облучению и др.). H. х. превратилась в такую науку о неорганич. материалах, к-рая основывается преимущественно на данных о строении веществ на атомном и молекулярном уровнях.

Успехи неорганической химии. Открытие трансурановых элементов, эффективное разделение (посредством хроматографии, экстрагирования и др.) редкоземельных и иных трудно разделимых элементов (напр., платиновых металлов) на индивидуально-чистые, экономичное получение редких элементов и материалов из них с особыми свойствами или заданным комплексом свойств привели к качественным изменениям в H. х. Необходимо также отметить прогресс в технологии получения высокочистых элементов и соединений; получение из них и применение монокристаллов с определёнными свойствами (напр., пьезо-электриков, диэлектриков, полупроводников, сверхпроводников, кристаллов для лазеров и др.) составило спец. ветвь пром-сти. Особенно бвктро развивается химия редких элементов. В 60-е годы возникла химия инертных газов, к-рые ранее считались неспособными к хим. взаимодействию; получены многие соединения Kr, Xe и Rn с фтором, окислы Xe и др.

В совр. H. х. очень большое внимание уделяется изучению химической связи - важнейшей характеристике любого хим. соединения. С помощью физ. аппаратуры удаётся как бы " видеть" хим. связь. Методы кристаллографии, порой весьма трудоёмкие, заменяются скоростными методами (с применением, напр., авто-матич. дифрактометров в сочетании с ЭВМ). Это позволяет для неорганич. соединений быстро определять межатомные расстояния (и оценить электронную плотность), на основании чего можно составить более полное представление о строении молекул и рассчитать их свойства. Ещё более подробные сведения о хим. связи можно получить с помощью рентгеноэлектронной спектроскопии. Разработка новых физ. методов и интерпретация получаемых результатов требуют совместной работы химиков-неоргаников, физиков и математиков. На основе представлений и методов квантовой механики всё более успешно рассматриваются проблемы строения и реакц. способности хим. соединений и вопросы хим. связи (см. Валентность, Квантовая химия). Неорганич. вещества и материалы используются в различных рабочих условиях, при интенсивном воздействии среды (газов, жидкостей), механич. нагрузок и др. факторов. Поэтому важное значение имеет изучение кинетики неорганич. реакций, в частности при разработке новых технологий и материалов (см. Кинетика химическая, Макрокинетика).
Практические применения. H. х. даёт новые виды горючего для авиации и космич. ракет, вещества, препятствующие обледенению самолётов, а также посадочных полос на аэродромах. Она создаёт новые твёрдые и сверхтвёрдые материалы для абрази-вных и режущих инструментов. Так, использование в них компактного кубического бора нитрида (боразона) позволяет обрабатывать очень твёрдые сплавы при таких высоких темп-pax и скоростях, при к-рых алмазные резцы сгорают. Получены новые составы флюсов для сварки металлов; новые комплексные соединения, применяемые в технологии, с. х-ве и медицине; новые строит, материалы, в т. ч. значительно облегчённые (напр., на основе или с участием фосфатов), новые полупроводниковые и лазерные материалы, жаропрочные металлич. сплавы, новые минеральные удобрения и многое другое. H. х. удовлетворяет самые разнообразные запросы практики, весьма бурно развивается и принадлежит к важнейшим основам научно-технич. прогресса.

Научные учреждения, обществ, орг-ции, периодич. издания. До 1917 исследования по H. х. велись в России лишь в лабораториях АН и вузов (горного, политехнического и электротехнического ин-тов в Петербурге, ун-тов в Петербурге, Москве, Казани, Киеве, Одессе). В 1918 начали свою деятельность основанные при АН в Петрограде Ин-т физико-химич. анализа (основатель H. С. Курнаков) и Ин-т по изучению платины и др. благородных металлов (основатель Л. А. Чугаев). В 1934 оба эти ин-та и Лаборатория общей химии АН СССР объединены в Ин-т общей и неорганич. химии АН СССР (в 1944 ему присвоено имя H. С. Курнакова). О др. ин-тах см. Химические институты научно-исследовательские. Проблемы H. х. рассматриваются на конгрессах Международного союза теоретической и прикладной химии, к-рый имеет секцию H. х., и на съездах нац. химических обществ, в т. ч. Химического общества имени Д. И. Менделеева.

Работы по H. х. в 18-19 вв. публиковались (и продолжают публиковаться) в химических журналах, а также в изданиях нац. АН, ун-тов, высших технич. школ и н.-и. ин-тов. В связи с быстрым развитием H. х. в 1892 в Германии был основан " Zeitschrift fur anorganische (с 1915 "...und allgemeine") Chemie". С 1962 в США выходит журнал " Inorganic Chemistry". B СССР работы по H. х. печатались в основанных в 1919 " Известиях Института (с 1935 - Сектора) физико-химического анализа" и " Известиях Института (с 1935 - Сектора) по изучению платины и других благородных металлов". В 1956 оба издания объединены в " Журнал неорганической химии ".

Лит.:
Классические работы. Менделеев Д. И., Основы химии, 13 изд., т. 1 - _; 2, М.- Л_: , 1947; L а v о i s i е г A. L., Traite elementaire de chimie, t. I - 2, Р., 1789; Berzelius J. J., Lehrbuch der Chemie, 5 Aufl., Bd 1-5, Lpz., 1847 - 56.

История. Д ж у a M., История химии, пер. с итал., M., 1966; Фигуровский H. А., Очерк общей истории химии. От древнейших времен до начала XIX в., M., 1969; Кузнецов В. И., Эволюция представлений об основных законах химии, M., 1967; Соловьев Ю. И., Эволюция основных теоретических проблем химии, M., 1971; Развитие общей, неорганической и аналитической химии в СССР, под ред. H. M. Жаеоронкова, M., 1967; Тананаев И. В., Основные достижения неорганической химии за 30 лет Советской власти, " Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И.Менделеева". 1967, т. 12, Nb 5; Ф н г у р о вс к и и H. А., Открытие химических элементов и происхождение их названий, M., 1970; Partington J. R., A history of chemistry, v. 1, pt 1, L., 1970; v. 2-4, L., 1961-64.

Справочники. G m e II п L., Handbucb der anorganischen Chemie, 8 Aufl., Syst. Num. 1 - 70, В., 1924 (изд. продолжается); MellorJ. W., A comprehensive treatise on inorganic and theoretical chemistry, v. 1 - 16, L., 1952 - 54; Pascal P., Nouveau traite de chimie minerale, t. 1 - 19, P., 1956- 1963.