Organická chemie pevných látek (angl. - organic sold-state chemistry ) - sekce chemie pevných látek , studující všechny druhy chemických a fyzikálně-chemických aspektů organických pevných látek (OTT), zejména jejich syntézu , strukturu , vlastnosti, reaktivitu , aplikace a další [1] [2]
V samostatné části vědy vynikla chemie pevných látek (HOTT) po práci Kitaygorodského A.I. , který ustanovil organické krystaly jako relativně samostatný typ krystalů a formuloval základní principy struktur organických krystalů [3] .
V současnosti zahrnuje OTT nejen krystalická, ale i amorfní tělesa, ale i jakákoliv jiná, která mají organickou povahu a schopnost udržet si tvar. Jedná se o mono- a polykrystaly, tekuté krystaly , prášky vč. - nanoměřítko, polymery a nízkomolekulární sloučeniny atd.
Na rozdíl od anorganických pevných látek mají organické pevné látky v průměru nízkou tepelnou stabilitu, hustotu, elektrickou vodivost, mechanickou pevnost a odolnost proti opotřebení. Překročení průměrných hodnot je pozorováno pouze u jednotlivých zástupců OTT, což je vždy předmětem samostatných studií. Příklady zahrnují polymery: teflon , který má vysokou hustotu > 2 g/cm³, chemickou a teplotní odolnost do 300 C; Kevlar je vysoce pevný neprůstřelný materiál.
Důvodem speciálních vlastností OTT je vysoký výskyt slabých chemických vazeb (kovalentní meziatomové a kohezivní intermolekulární) v organických sloučeninách . To se zase projevuje fenoménem vysoké reaktivity OTT při pokojové teplotě.
V určitých třídách organických látek se realizují relativně pevnější vazby (iontová, donor-akceptor, prvek-uhlík), což podmiňuje jejich separaci do samostatných tříd OTT, které se vyznačují vyšší vodivostí (například soli), tepelnou stabilitou, mechanická pevnost atd.
OTT reakce obvykle zahrnují reakce typu "pevná látka-pevná látka", které nejsou doprovázeny změnou výchozího nebo konečného pevného skupenství látek, stejně jako reakce typu "plyn-pevná látka". Pro zajištění transportu látek je však nutná tvorba přechodných mobilních fází (kapalina nebo plyn).
Příklady takových reakcí zahrnují topochemické reakce [4] , ve kterých intermediární mobilní fáze chybí nebo jsou reprezentovány tzv. „ dvourozměrná tekutina “. Patří mezi ně fotochemické reakce, polymerační reakce v pevné fázi , izomerizace atd. Tímto způsobem lze získat jedinečné krystalické látky, které mají krystalickou podobnost s výchozími činidly.
Dalším příkladem jsou mechanochemické reakce , při kterých dochází k interakci látek na povrchu přilehlých pevných látek a výsledný produkt je odstraňován mechanickým působením ve speciálních zařízeních (mlýny, hmoždíře), což vede k periodické obnově aktivního povrchu a kompletní odpověď.
Příkladem OTT reakcí, které tvoří kapalnou a plynnou mezifázi, je organická samo se šířící vysokoteplotní syntéza . Tyto fáze, které spouštějí chemickou vlnovou reakci, se tvoří pomocí lokálního tepelného impulsu.
OTT mají stále větší využití. Hlavní objem jejich využití tvoří pevné polymery , jejichž produkce se odhaduje na miliony tun. Ostatní OTT se vyrábí ve výrazně menším množství.
Dalšími oblastmi použití OTT jsou léky (prášky, tablety), monitory s tekutými krystaly , zařízení pro záznam informací, katalyzátory ( ftalokyaniny ), chemické senzory atd.
Relativně nedávno byly objeveny jedinečné optické vlastnosti OTT, které jim umožňují široce používat jako zařízení emitující světlo ( OLED ). Intenzivně se hledají organické vodiče, polovodiče, supravodiče a magnety.