Silikátová chemie je obor fyzikální chemie , který zahrnuje studium fyzikální a chemické struktury, struktury , složení , fyzikálních a chemických vlastností látek na bázi křemíku, který v kombinaci s kyslíkem a dalšími prvky tvoří 90 % zemská kůra. Hlavním úkolem této vědy je studovat nejběžnější látky v přírodě a podle toho i v praxi. To předurčuje následující výzkum: buď vývoj analogů různých minerálů založených na studiu silikátů, nebo - zcela nových látek, tak či onak nadřazených všem existujícím v přírodě - vytvoření tak důležitých materiálů, jako je cement , keramika , sklo , žáruvzdorné materiály , smalty , nátěry , barviva používaná ve stavebnictví , metalurgii , chemickém , optickém , rádiovém a elektrotechnickém , leteckém , lékařském , kosmickém a jiném průmyslu.
V obecném smyslu se chemie silikátů zabývá studiem solí kyseliny křemičité . Roli kationtů v silikátech hrají prvky 2., 3. a 4. periody periodického systému . V přírodě jsou silikáty přítomny ve formě minerálů , jsou součástí většiny hornin , které tvoří hlavní část zemské kůry . Silicate Chemistry provádí základní výzkum obrovské třídy chemických sloučenin −
Samotný koncept této sekce základní vědy - oboru chemie, který studuje tuto třídu sloučenin, vznikl relativně nedávno - s vytvořením obecné klasifikace, nomenklatury anorganických látek . Přesto to byly silikáty, které byly prvními látkami a materiály anorganického původu, se kterými se člověk musel ve své praxi potýkat, což potvrzuje studium artefaktů primitivní kultury acheulského období - první pazourkové nástroje a nástroje , zbraně - sekery , sekery, nože, hroty šípů a další předměty pro domácnost, protože se jedná o tyto materiály. jak již bylo uvedeno, jsou nejběžnější v přírodě, ale také nejdostupnější pro primitivní zpracování - sloučeniny oxidu křemičitého, které tvoří 90 % zemské kůry; ale také první umělé materiály - prvními poměrně technologicky složitými produkty a materiály jsou silikáty: odrůdy keramiky , významná část skla a smaltu , smalty a mnoho dalších anorganických skelných látek, v pevném amorfním stavu . S rozvojem civilizací se distribuce použití těchto materiálů odpovídajícím způsobem rozšířila a zlepšila.
Studium těchto látek - empirické studium jejich struktury, složení a vlastností, založené na pochopení určitých kvalit materiálů, má tedy několik tisíc let - jakákoli keramika, keramika je silikátová látka.
Přitom pro jakékoli procesy s vystavením vysokým teplotám, agresivnímu prostředí, které není schopno odolat jiným látkám bez výrazných změn, mohou být alternativou pouze silikáty. Například nejedna pilotovaná kosmická loď bude schopna překonat interakci s hustými vrstvami atmosféry bez ochrany před žáruvzdornými povlaky, které jsou také vytvořeny výhradně na bázi nejodolnějších silikátových sloučenin nebo kompozitů s jejich inkluzí.
Nicméně teoretická stránka studia těchto látek má prvořadý význam - stejně jako ve všech ostatních oblastech přírodních věd je základní vědecký výzkum základem pro plodný, vědomý rozvoj experimentální vědy a v budoucnu - praktické provádění nálezy a údaje.
Tuto vědu lze v současné fázi rozvíjet pouze v kombinaci s fyzikálními metodami - metodami silikátové fyziky.
Prvním člověkem v Rusku, který se zabýval studiem silikátů, byl Michail Vasilievič Lomonosov a tyto studie prováděl pomocí jím založených metod fyzikální chemie - fyzikálně-chemických metod. Jeho experimenty v rámci jím založené vědy o skle jsou první v historii, v moderním chápání teorie a praxe výzkumu, studium silikátů [1] .
V této oblasti pracoval D. I. Mendělejev , pro kterého bylo první významnou samostatnou prací právě studium silikátů - orthitu , pyroxenu a umbry , které vědce upozornilo na závislost, která se stala důvodem pro úvahy o izomorfní řadě, a která, mimo jiné hypotézy ho vedly dále k vytvoření základů periodického zákona – toto byla jeho první publikace [2] .
Jedním z prvních vědců, kteří dali pochopení a koherentní zdůvodnění chemii silikátů, byl francouzský chemik a fyzik A. L. Le Chatelier . A přestože většina jeho výzkumu souvisí s aplikovanou vědeckou problematikou, právě ta tvořila základ a dala podnět k systematickému základnímu výzkumu chemických a technologických procesů. Od roku 1880, kdy začal studovat technologii vypalování a tuhnutí cementu, dokázal vysvětlit tyto složité procesy. Na základě těchto studií vytvořil Henri Le Chatelier základ teorie tvrdnutí cementu – teorie „krystalizace“. Vědec publikoval první práci v této oblasti - monografii "Silica and silikates". Do ruštiny ji přeložil profesor I.F. Ponomarev , který v korespondenci s autorem objasnil chápání mnoha otázek souvisejících s krystalizací cementu. V té době byl profesor I.F. Ponomarev již jedním z předních odborníků v oblasti silikátové chemie. a následně se v roce 1948 spolu s hlavním iniciátorem, akademikem Iljou Vasilievičem Grebenshchikovem a dalšími vědci, stal zakladatelem Ústavu silikátové chemie . V 80. letech se výzkumná základna této instituce díky úsilí akademika M. M. Schultze , tehdejšího ředitele (1972-1998), ztrojnásobila - byla postavena nová budova [3] [4] [5] .
Přímo či nepřímo jsou s chemií silikátů spojeny studie mnoha ruských vědců, včetně těch, jejichž hlavní činnost se výrazně liší od této oblasti vědy jako takové. Fyziku a chemii silikátů studovali: D. I. Mendělejev , G. G. Tamman , I. V. Grebenshchikov , N. N. Kachalov , P. F. Antipin , P. P. Budnikov , S. A. Schukarev , E. F. Gross , E. A. Poray-Koshits , A. Appropen , N. Evropov . , V. P. Barzakovsky , S. K. Dubrovo , V. A. Ioffe , M. M. Shults , T. A. Favorskaya , B. V. Barbarin, Yu. G. Sokolov, B. N. Dolgov , E. K. Keller , Yu. V. Morachevsky , R. G. V. Grebensh .. Shvaiko-Shvaikovsky , P. F. Rumyantsev , A. I. Boikova , O. E. Kvyatkovsky , A. N. Lazarev , N. S. Andreev , V. N. Filipovich , N. P. Kharitonov , V. V. Moiseev , O. V. Mazurin , V. A. Krotikov , I. I. Cheremisin , S. V. Chuppina , I. I. Kitaygorodsky , A. I. Kitaygorodsky , G. A. Smolensky , V. V. Kafarov , I. V. Tananaev , R. B. Dobrotin , N. G. Suikovskaya, M. G. Voronkov , V. A. Kolesova, R. Sh. Malkovich, F. Ya. Galakhov , V. B. Glushkova , N. E. Prihidko, S. P. Zhdanov a mnoho dalších [3] 5 [3 ] [ 3 ] 6] .
V současné době zahrnuje chemie silikátů studium velmi rozsáhlého segmentu v okruhu látek s nejširším spektrem vlastností, a tedy i aplikací. V arzenálu metod, které tato věda využívá - většina fyzikálních a chemických - termodynamické , hmotnostní spektrometrické , rentgenové fázové , NMR metody a další.
Silikátové materiály nacházejí uplatnění v mnoha oblastech – od lékařství , stavebnictví , barviv a povlaků až po vojenské a vesmírné technologie .