А. Г. ПАСЫНСКИЙ

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

Под редакцией акад. В. А. КАРГИНА

Допущено Министерством высшего образования СССР в качестве учебного пособия для университетов

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА»

Москва — 1 959

ПРЕДИСЛОВИЕ

За последние 15—20 лет коллоидная химия, и особенно учение о высокомолекулярных соединениях, получили настолько значительное развитие, что изменились многие принципы и основные положения этой науки; кроме того, расширилась сфера приложения ее в области биологии и многих народнохозяйственных проблем. В связи с этим возникла необходимость в создании нового краткого курса коллоидной химии.

Предлагаемое учебное пособие предназначается для студентов биологических специальностей университетов; книга, однако, может быть использована студентами ряда других специальностей, а также научными работниками и инженерами, студентами заочной сети при изучении коллоидной химии в объеме лекционного курса 30—35 часов или при самостоятельном ознакомлении с этой наукой. В книге использована специальная литература, опубликованная примерно до середины 1958 г.

В рамках курса коллоидной химии книга кратко охватывает физико-химию дисперсных систем и высокомолекулярных веществ. Сравнительное- изучение различий и сходства этих систем соответствует, с точки зрения автора, не только указанным выше условиям прохождения курса коллоидной химии, как единой учебной дисциплины, но и научному существу рассматриваемых проблем. Материал книги рассчитан на читателя, знакомого с основным курсом физической химии. Для удобства проработки материала к каждой главе приложены краткие выводы и контрольные вопросы.

Автор приносит глубокую благодарность акад. В. А. Картину за совместное обсуждение ряда проблем, а также академику П. А. Ребиндеру и коллективу кафедры химии МГУ и проф. С. И. Соколову за ряд ценных и важных замечаний при рецензировании рукописи книги.

Автор

2*

з

Для перечисленных структур характерно то обстоятельство, что они могут быть бесконечно продолжены в трех или двух измерениях и при достаточном числе атомов, естественно, образуют со средой поверхности раздела; в этом заключается первый основной способ образования крупных частиц.

Другим основным способом образования больших частиц является последовательное сочетание молекул в виде

Глава первая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЛОИДНЫХ

СИСТЕМ

Системы, изучаемые физической химией, — газы, жидкости, растворы, — состоят из сравнительно небольших молекул, редко содержащих более одного-двух десятков атомов. Между тем существует огромное количество систем, отдельные частицы которых включают много сотен и тысяч атомов и достигают иногда микроскопически видимых размеров. Во многих случаях эти частицы представляют собой зародыши кристалликов, маленькие обломки различных кристаллических решеток или аморфных веществ, или капельки жидкостей. В случае кристаллических решеток, они по природе связей, соединяющих их структурные элементы, могут быть разделены на ионные (подобные решетке NaCl), атомные (решетки алмаза, графита), молекулярные (решетки антрацена, ZnS) и металлические (решетки An, Ag); в структурном отношении частицы относятся к трехмерным или слоистым решеткам. Так, например, в алмазе (рис. 1) весь кристалл можно рассматривать как одну молекулу, в которой все атомы углерода связаны в пространственную сетку одинаковыми, тетраэдрически расположенными, ковалентными связями С С

(длиной 1,54 А); с другой стороны, в слоистой решетке графита (рис. 2) атомы углерода образуют плоскую, двухмерную шестиугольную сетку с расстояниями С—С 1,42 А, тогда как плоскости отстоят на 3,42 А и соединены лишь весьма слабыми связями. Как пример трехмерной сетки можно указать кремнекислородные группировки в силикате ультрамарина и двухмерной сетки — в слюде (рис. 3).

линейных структур, которые могут быть бесконечно продолжены лишь в одном измерении; например, цепные молекулы из нескольких сотен или даже тысяч звеньев дает линейная последовательность тех же С—С атомов, с