Реферат на тему история одного открытия

Обновлено: 26.04.2024

Реферат на тему «История открытия и развитие исследований соединений со структурой слоистого перовскита обновлено: 7 августа, 2017 автором: Научные Статьи.Ру

Содержание

1. Предмет химии твердого тела
2. Эмпирический подход в химии твердого тела
3. Структура минерала перовскита
4. Три семейства слоистых перовскитов
5. Реакции слоистых перовскитов
Заключение
Список использованных источников

1. Предмет химии твердого тела

Химия твердого тела имеет дело со всем, что касается получения, свойств (включая структурные аспекты), применения материалов, находящихся в твердом состоянии. Как правило, но вовсе не обязательно это неорганические (неметаллические) соединения. Так, металлы могут быть объектами изучения химии твердого тела, когда речь идет об их кристаллической структуре и таких связанных с этим вопросах, как дефектообразование в кристаллах, образование твердых растворов, фазовые переходы и диаграммы состояния. Органические твердые тела попадают в поле зрения химии твердого тела в тех случаях, когда они проявляют интересные физические свойства, например высокую электропроводность, или когда реакции между ними относятся к топохимически контролируемым, то есть зависят от геометрических особенностей упаковки молекул в кристалле. Минералы рассматриваются постольку, поскольку они представляют собой примеры природных неорганических соединений. Далеко не все объекты химии твердого тела – кристаллические вещества, зачастую они находятся в стеклообразном состоянии.

Твердые неорганические соединения в большинстве своем построены не из отдельных молекул; их структура характеризуется определенным способом совместной упаковки атомов или ионов в пространстве. Разнообразие и сложность образуемых структурных типов являются вопросом химии твердого тела. Это подразумевает не только описание и классификацию кристаллических структур на основе знания пространственных групп, но и изучение факторов, ответственных за возникновение той или иной структуры. Структура и свойства молекулярных соединений, напротив, определяются структурой и свойствами индивидуальных молекул, а то, что многие из этих соединений твердые при комнатной температуре, можно рассматривать не как главный, а как сопутствующий факт при их изучении. Итак, объектами химии твердого тела являются преимущественно немолекулярные соединения.

При изучении твердых тел следует обратить внимание на такой дополнительный важный структурный аспект, как дефектообразование. Дефекты того или иного вида присущи всем без исключения твердым телам и часто оказывают огромное влияние на многие свойства материалов, как, например, электрическую проводимость, механическую прочность и реакционную способность. С дефектообразованием непосредственным образом связано существование твердых растворов, характеризующихся переменным составом твердой фазы (иногда в значительном интервале) при сохранении типа кристаллической решетки. Меняя состав в пределах твердого раствора, удается регулировать и модифицировать в практических целях многие свойства материалов.

Выбор способа получения того или иного твердого вещества в сильнейшей степени влияет на его свойства. Препаративные методы, используемые химией твердого тела, весьма разнообразны. Они включают реакции в твердом состоянии, транспортные реакции, реакции осаждения и электрохимические методы. Применяя различные методы, одни и те же вещества можно получить в разных формах – в виде монокристаллов, порошков, поликристаллических компактных образцов и т.д. Арсенал препаративных методов химии твердого тела включает многие уникальные приемы, не встречающиеся в других областях химии.

Выяснение взаимосвязи структуры и свойств твердофазных материалов – в этом состоит фундаментальная задача химии твердого тела; при этом следует рассматривать как минимум три уровня структурной организации: а) структуру идеальных кристаллов, б) дефектную структуру реальных кристаллов, включая структуру поверхностных слоев, и в) микроструктуру, или текстуру, поликристаллических твердых тел. Изучение взаимосвязей между структурой и свойствами твердых тел – чрезвычайно плодотворное научное направление, обладающее огромными возможностями в разработке материалов с необычными сочетаниями свойств [1] .

Нужна помощь в написании реферата?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Также современная химия твердого тела непосредственно связана с материаловедением, во-первых, благодаря тому, что конечные продукты химии твердого тела – керамики и монокристаллы сами по себе являются готовыми материалами, а во-вторых, потому что большинство используемых в быту и промышленности материалов являются твердыми телами.

2. Эмпирический подход в химии твердого тела

На сегодняшний день не существует ни одной единой стройной общей теории химии твердого тела. Фактически, теория химии твердого тела представляет собой соединение физики твердого тела, минералогии, кристаллографии, керамики, металлургии, термодинамики, материаловедения и электроники [2] . Так, например, в области синтеза новых неорганических соединений химик – неорганик почти всегда опирается на свою интуицию и некоторые общие закономерности кристаллохимии, не всегда приводящие к правильному результату. Однако, химик – органик имеет доступ к большой библиотеке реакций, которые могут быть последовательно применены для построения сложной молекулы предсказуемым путем. С использованием обратного и сходящегося синтеза, такие реакции дают возможность получать природные продукты, макромолекулы и супрамолекулярные структуры, которые было бы невозможно получить другим путем.

Термодинамика и кинетика реакций в твердой фазе также описывается законами, выведенными полуэмпирически на основе многочисленных экспериментов [6] . На химические реакции в твердом теле в большей степени влияют не микроскопические термодинамические характеристики веществ, а их макроскопическое состояние и структура. Эмпирически было выявлено, что в твердофазной реакции важнейшими условиями являются не термодинамическая разрешенность реакции по закону Гиббса, а такие макроскопические свойства вещества, как размер частиц, схожесть структуры веществ, наличие дефектов, зародышеобразование и скорость диффузии, структура поверхности. Преодолеть эти кинетические трудности позволяют либо непосредственно высокая температура, либо интенсивные излучения различной природы, в конечном счете приводящие к сильному нагреву смеси веществ.

Структурные правила кристаллохимии, такие как правило полярности Гольшмидта – Ферсмана, основное правило Гольшмидта, правило Ретгерса, правило Вегарда, также носят эмпирический характер и работают в интервале ±15%. Этот эмпирический подход связан с нелинейностью и сложностью описания макроскопических свойств веществ, с несовершенством современного математического аппарата современной химии.

3. Структура минерала перовскита

В связи с вышеизложенными трудностями в химии твердого тела активно применяется понятие структурного типа. Вещества с одинаковым структурным типом называются структурными аналогами. Структурными аналогами являются вещества с совпадающей в целом структурой элементарной ячейки, даже если эти вещества разного состава и принадлежат к разным типам симметрии. Исходное вещество, дающее начало структурному типу, называется прафазой [7] . В качестве таких прафаз чаще всего выступают природные минералы. Таким образом возникают ряды веществ, принадлежащих к структурным типам шеелита, апатита, коснарита, голландита, шпинели и т.д. В каждом из этих семейств вещества сохраняют структурные свойства минерала – прафазы, при этом отличаясь от нее как составом, так и свойствами, зачастую кардинально.

Нужна помощь в написании реферата?

Структурный тип перовскита – большое семейство соединений со структурой, сходной со структурой минерала перовскита CaTiO₃. Идеальная кубическая структура перовскита типа ABX₃ состоит из октаэдров BX₆, соприкасающихся вершинами, и катиона A с координационным числом 12, занимающего позицию в центре кубооктаэдра. Кубооктаэдр располагается в центре куба, составленного восьмью октаэдрами BX₆. Атомы титана в перовските расположены в узлах моноклинной решётки, сходной с кубической, так как угол в вершине ромба всего на 40′ отличается от 90°. В центрах кубооктаэдров располагаются атомы кальция, атомы кислорода образуют практически правильные октаэдры вокруг атомов титана. Идеальная кубическая структура довольно редка, и сам минерал – перовскит имеет слегка искаженную структуру. Искаженные перовскиты имеют более низкую симметрию, что крайне важно для их магнитных и электрических свойств. Семейство перовскитов – возможно, наиболее изученное семейство оксидных соединений. Интерес к данным соединениям постоянно возрастает, и со временем проявляются все более и более неожиданные свойства полученных соединений, ввиду большой гибкости встраивания различных атомов в структуру. Первые исследования структуры были проведены Гольдшмидтом в 1920е годы – они сформировали базис для будущего изучения семейства [8] .

Характерной чертой структуры всех слоистых перовскитов является наличие m октаэдрических слоев, причем в зависимости от состава m может принанимать значения от 1 до 9.

4. Три семейства слоистых перовскитов

Первые слоистые перовскиты были открыты шведским химиком Б. Ауривиллиусом в 1949 г [9] , и в его честь были названы фазами Ауривиллиуса.

Химическую формулу подобных соединений можно записать в общем виде А_m_-1Bi₂B_mO₃_m₊₃, где m обычно варьируется от 1 до 5. В качестве А чаще всего представлены одно-, двух- и трехвалентные катионы или их комбинации с координационным числом больше 6, а в качестве В обычно выступают переходные элементы с октаэдрической координацией. Висмут-содержащие ферроэлектрики со слоистой структурой характеризуются низкой диэлектрической проницаемостью, высокими температурами Кюри, низкими температурными коэффициентами резонансной частоты, сильно анизотропными электромеханическими коэффициентами связи и низкими скоростями старения.

Структуры данных стехиометрических соединений построены из пакетов и блоков (рис. II).

Пакет – это элемент слоистой структуры, унаследованный от перовскита и содержащий максимальное число слоев октаэдров или их остатков, связанных вершинами. При заполнении вакансий атомами его мысленно можно достроить до m слоев структуры типа перовскита. Для перовскитов известно четыре вида пакетов: 1) из октаэдров AХ₆, 2) пирамид AХ₅, 3) квадратных сеток AХ₄, 4) гантелей AХ₂.

Блоки – промежуточные слои между двумя пакетами. В ряде случаев блоки можно рассматривать элементами других структурных типов, а иногда результатом вырождения перовскитной ячейки. Ассортимент блоков в известных соединениях не превышает двадцати.

Пакеты в висмут-содержащих ферроэлектриках со слоистой структурой состоят из m слоев анионных октаэдров и при m→∞ подобны “классическому” кубическому перовскиту. Блоки можно рассматривать как фрагменты структуры кубического BiF₃.

Нужна помощь в написании реферата?

Правильная структура кристаллов фаз Ауривиллиуса, в силу своего слоистого характера, имеет тетрагональную сингонию с пространственной группой I4/mmm. Однако множество соединений данного семейства имеют более низкую симметрию элементарной ячейки вследствие ротационного искажения структуры. Тем не менее, большинство искаженных структур при нагревании претерпевают фазовые переходы, в результате которых, как правило, наблюдается увеличение симметрии элементарной ячейки и стремление фазы Ауривиллиуса к своему “идеальному” строению (рис. III).

После открытия сегнетоэлектрических свойств даже у простейшего представителя семейства с m=1 Bi₂WO₆, началось активное исследование фазообразования и свойств слоистых перовскитов, и уже в 1957 г. двое британских химиков – Руддлесден и Поппер открыли новый тип фаз слоистых перовскитов с общей формулой , A’₂[A_m_-2B_mO₃_m₊₁], позже названных в их честь фазами Руддлесдена – Поппера [10] . Структура этих фаз также представляла собой чередование пакетов откаэдров и блоков (рис. IV), однако, в отличие от фаз Ауривиллиуса, вместо трехмерных слоев [Bi₂O₂] 2+ , между пакетами размещаются катионы щелочных и щелочноземельных металлов в количестве, достаточном для компенсации -2 заряда пакетов. Такая особенность позволила выделить новый класс соединений с новыми свойствами и применениями, по сути не изменяя общий мотив структуры. Следующей вехой в исследованиях слоистых перовскитов стал открытие французским химиком Дионом в 1981 соединений слоистых перовскитов с общей формулой A’[A_m_-1B_mO₃_m₊₁], имеющих в межпакетном пространстве лишь один катион щелочного металла (рис. V) [ 11 ] . Это стало возможным благодаря смене катионов в самом пакете так, что общий заряд пакета становился равным -1. Такие соединения впоследствии были названы фазами Диона – Якобсона.

5. Реакции слоистых перовскитов

Уили и коллеги в 2002 г. получили новую серию сращенных фаз перовскит/галогенид металла замещением межслойных щелочных катионов различных фаз Диона – Якобсона на Cu X+ (X = Cl, Br) реакцией с CuX₂ [14] . Типичным примером является двухслойная фаза Диона – Якобсона RbLaNb₂O₇, которая реагирует с CuCl₂ с образованием (CuCl)LaNb₂O₇ и RbCl; последний может быть отмыт. (CuCl)LaNb₂O₇ и родственные фазы являются интересными слоистыми перовскитами, так они содержат сеть связанных CuCl + между перовскитными слоями, что может привести к сверхпроводящим свойствам. Методы синтеза были не так давно обобщены для получения большого разнообразия соединений. CuX + вступает в реакцию обмена со многими межслойными катионами, такими как Rb + , K + , H + , Li + и NH₄ + , и эта реакция также работает для многих фаз Диона – Якобсона, включая RbCa₂Nb₃O₁₀ и RbLa₂Ti₂NbO₁₀.

Заключение

Список использованных источников

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное образовательное учреждение

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ЗАКОНА

Выполнила: ученица 10 а класса, М.Ю.Аюева.

Руководитель: учитель химии и биологии И.Н.Калмыкова

2. Немного о жизни и деятельности великого ученого………. 4

3.История открытия периодического закона…………………………..…….…6

4. Открытие периодического закона и создание периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым…………………………………….7

5. Периодическая система элементов - воплощение периодического закона. 9

6. Экспериментальное подтверждение периодического закона……………. 11

Данная работа направлена на изучение и углубление знаний о величайшем открытии XIX в. – Периодическом законе химических элементов Д. И. Менделеева. Меня заинтересовала история открытия периодического закона, поэтому я решила глубже изучить историю открытия периодического закона и написать об этом в своей работе. В ней я постаралась описать историю открытия периодического закона, его научное и историческое значение.

Немного о жизни и деятельности великого ученого.

2 февраля 1834 - 20 января 1907

1868 г. Менделеев стал одним из организаторов Русского химического общества.

С 1876 г. Дмитрий Менделеев - член-корреспондент Петербургской академии наук, в 1880 г. выдвигался в академики, но был забаллотирован, что вызвало резкий общественный протест.

В 1890 г. Менделеев будучи профессором Петербургского университета, ушел в отставку в знак протеста против притеснения студенчества. Практически насильно оторванный от науки, Дмитрий Менделеев посвящает все свои силы практическим задачам.

Дмитрий Иванович Менделеев умер 20 января 1907 г. от воспаления легких. Его похороны, принятые на счет государства, были настоящим национальным трауром. Отделение химии Русского Физико-Химического Общества учредило в честь Менделеева две премии за лучшие работы по химии.

Но главный результат его научной деятельности - создание периодического закона .

История открытия периодического закона

Система Лавуазье. Первые попытки систематизации химических элементов относятся к концу 18 века, когда французский химик Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794), основываясь на отчётливо выраженных химических свойствах, предложил деление на металлы и неметаллы. Приводилась первая классификация химических элементов в опубликованной в 1789 году книге “Элементарный курс химии” в виде “Таблицы простых веществ, относящихся ко всем царствам природы, которые можно рассматривать, как элементы”.

В 1816 -1829 году немецкому химику Иоганну Вольфгангу Деберейнеру (1780-1849) удалось провести детальную систематизацию. Он сумел объединить некоторые элементы по сходным химическим свойствам в триады: Li – Na – K, Ca – Sr – Ba и Cl – Br – I. Кроме того, он заметил, что атомная масса среднего элемента триады равна полусумме двух крайних.

В 1862 году французский геолог Александр Эмиль Бегюйе де Шанкуртуа (1820-1895) расположил элементы в порядке возрастания их атомных весов и отметил их на винтовом графике; сходные элементы располагались друг под другом (эту систему называли по-разному: ”земной винт”, “ винтовая линия” ). Но и эти идеи не привлекли к себе внимания, хотя в ней было рациональное зерно.

Поиски прямой взаимосвязи для всех элементов привели к тому, что один ученый еще до Менделеева очень близко подошел к её созданию.

Открытие периодического закона и создание периодической системы химических элементов Д. И. Менделеевым

Зимой 1867-68 года Менделеев начал писать учебник "Основы химии" и сразу столкнулся с трудностями систематизации фактического материала. К середине февраля 1869 года, обдумывая структуру учебника, он постепенно пришел к выводу, что свойства простых веществ и атомные массы элементов связывает некая закономерность. Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить близкие атомные массы различных химических элементов и их химические свойства.

Он достал из конторки пачку визитных карточек и стал на их обратной стороне писать символы элементов и их главные химические свойства.

Менделеев перекладывал карточки из одного горизонтального ряда в другой, руководствуясь значениями атомной массы и свойствами простых веществ, образованных атомами одного и того же элемента. В который раз на помощь ему пришло доскональное знание неорганической химии. Постепенно начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических элементов. Так, вначале он положил карточку с элементом бериллием Be (атомная масса 14) рядом с карточкой элемента алюминия Al (атомная масса 27,4), по тогдашней традиции приняв бериллий за аналог алюминия. Однако затем, сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием Mg. Усомнившись в общепринятом тогда значении атомной массы бериллия, он изменил ее на 9,4, а формулу оксида бериллия переделал из Be2O3 в BeO (как у оксида магния MgO). Кстати, "исправленное" значение атомной массы бериллия подтвердилось только через десять лет. Так же смело действовал он и в других случаях.

Постепенно Дмитрий Иванович пришел к окончательному выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомных масс, выказывают явную периодичность физических и химических свойств.

Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу и под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве" послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков и поставив дату "17 февраля 1869 года".

Располагая элементы по возрастанию их атомных масс, Менделеев заметил, что уменьшение основных свойств при переходе от щелочного металла к щелочноземельному и резкое изменение свойств при переходе от галогена щелочному металлу периодически повторяются. Оказалось, что и формы соединений элементов также периодически повторяются. Например, оксид лития имеет вид Li2O, аналогичную форму оксида имеют повторяющие свойства лития элементы: натрий, калий, рубидий, цезий. Сделанное открытие Менделеев назвал законом периодичности, который сформулировал следующим образом:

Периодическая система элементов - воплощение периодического закона.

Периодическая система являясь графическим выражением периодического закона, отражает изменения физико-химических свойств элементов связанных с изменением заряда ядра Z и числа электронов на внешнем электронном уровне. Современная таблица химических элементов построена таким образом, что при переходе от какого-либо элемента к следующему заряд ядра увеличивается на единицу и к оболочке элемента добавляется один электрон. Заряд ядра определяет порядковый номер элемента.

Периодическая система состоит из горизонтальных и вертикальных рядов. Горизонтальные ряды элементов, в пределах которых свойства элементов изменяются последовательно, Менделеев назвал периодами. Каждый период начинается атомами щелочного металла (атомы имеют 1 электрон на внешнем уровне) и заканчивается атомами благородных газов (атомы имеют восемь электронов на внешнем уровне; в I периоде у гелия -2). В таблице содержится семь периодов. Периоды разбиты по способу заполнения электронных оболочек В первый период входят два элемента (H, He), у которых застраивается 1s-оболочка. Второй и третий периоды содержат по восемь элементов, у которых застраивается сначала s-оболочки (2s2 и 3s2), а затем p-оболочки (2p6 и 3p6). Первые три периода обычно называют малыми.

Кроме горизонтального разделения элементов в таблице по периодам производится вертикальное разделение по группам. Всего групп восемь. Элементы, входящие в каждую группу, имеют одинаковое строение внешних электронных оболочек. Каждый из больших периодов разбит на два ряда, поэтому наряду с главными группами возникают побочные В состав главных подгрупп входят элементы как малых, так и больших периодов, в состав побочных подгрупп входят элементы только больших периодов. В первых двух группах главную подгруппу составляют элементы, имеющие соответственно один и два s-электрона на внешней оболочке, а в побочную группу выделяют элементы с заполняющимися d-оболочками. В группах с III по VII элементы с незаполненными p-оболочками - относятся к главным, переходные элементы - к побочным подгруппам.

Высшая валентность элементов главных подгрупп в соединениях с кислородом соответствует номеру группы. Элементы главных подгрупп образуют также летучие соединения с водородом. В главных подгруппах (сверху вниз) с увеличением относительных атомных масс усиливаются металлические свойства элементов и ослабевают неметаллические. В побочных подгруппах эта закономерность не всегда соблюдается.

На сегодняшний день предложено около четырехсот вариантов графических изображений системы, в виде таблиц, геометрических фигур, аналитических кривых, графиков и диаграмм, наиболее известны короткая, длинная, ступенчатая и другие формы.

Экспериментальное подтверждение периодического закона

Открытие новых химических элементов

27 августа 1875 года Лекоком де Буободраном был открыт новый элемент – галлий.

Открытие аргона Ar английскими учеными У. Рамзаем и Дж. Релеем в 1894 году сразу же вызвало бурные дискуссии и сомнения в Периодическом законе и Периодической системе элементов. Менделеев вначале посчитал аргон аллотропной модификацией азота и только в 1900 году согласился с присутствием в Периодической системе "нулевой" группы химических элементов, которую заняли другие благородные газы, открытые вслед за аргоном. Теперь эта группа известна под номером VIII.

В 1927 г. был получен рений. Это был своеобразный этап в истории открытия новых элементов, поскольку рений был последним стабильным химическим элементом, найденным в природе.

Технеций – элемент № 43 – был получен в 1937 г. Элемент № 87 – франций – в 1939 г. Элемент № 85 – астат в 1940 г. Элемент № 61 – прометий – выделили в 1945 г.

Далее с помощью реакций ядерного синтеза началось постепенное заполнение 7-го периода таблицы элементами, следующими за ураном. Последним химическим элементом, получившим название, стал № 109. Элементы с № 110 и далее обозначают только порядковыми номерами.

Наступил XXI век. Наука шагнула далеко вперед, и ее успехи решающим образом изменили облик современного мира. Анализируя развитие науки XIX в. и оценивая вклад крупнейших ученых, обычно называют имена Дж. Дальтона, И. Берцелиуса, М. Фарадея, А. Кекуле, Я. Вант-Гоффа, С. Аррениуса и др. так как их деятельность оказала большое влияние на формирование классической химии.

Я считаю, что наравне с ними стоит и имя великого Дмитрия Ивановича Менделеева. Установление периодической зависимости между свойствами элементов и их атомными массами, создание на его основе периодической системы стало научным подвигом Д. И. Менделеева и именно оно обессмертило его имя. Огромное количество химиков до него пыталось привести в систему все многообразие элементов, которые создали удивительный мир вокруг человека и которые составляют самое его существо. Сколько людей поставили ради этого на карту свою жизнь. Многие понимали, чувствовали, что должна быть такая система, отражающая закон природы, стремились открыть его и - напрасно. А он построил ее.

В 1964 имя Менделеева было занесено на доску почета Бриджпортского университета в США наряду с именами Эвклида, Архимеда, Коперника, Галилея, Ньютона, Лавуазье. На его могиле была установлена гранитная плита, на которой выбито: Дмитрий Иванович Менделеев - имя которое говорит само за себя.

Открытие Нептуна — обнаружение восьмой планеты Солнечной системы, одно из важнейших астрономических открытий XIX века, относятся к планетам- гигантам.Планета была открыта 23 сентября 1846 года. Нептун был 1 планетой, которой открыт с помощью математических расчетов, прежде чем он был обнаружен в телескоп учеными. Чаще всего приходилось вычислять возмущения гравитационных полей по уже известном и заданным положением других тел,но при исследовании задача стояла совсем иная и эту задачу решили астрономы Леверье и Адамс. Только с помощью одних математических расчетов, они указывали место на небе, где должна находиться заданная, известная планета, когда на данное место Галя направил телескоп, то они нашли новую планету и в целом осуществилась открытие людьми планеты Нептун.
Это открытие еще раз доказывало теорию о строении вселенной. Теория строения Вселенной Коперником была верна и факт того, что Нептун обнаружили исключительно с помощью математических расчетов подтвердил это. И не только ньютоновскую формулу, но и формулы, которые были основаны на всех этих расчетах пластырями подозрение на неверность от данных законов возникали тогда, когда открыли Уран. Таким образом открытие урана было немного не соответствующее Нептуну, так как его орбита, не согласуется с законом ньютона.
Также Нептун входит в группу ледяных гигантов наряду с такой планетой как Уран, от газовых гигантов Юпитера и Сатурна их отличает свойства мантии, представляющая собой океан жидких и метана в виде газа в атмосфере планеты, придает им тот самый узнаваемый синий красивый оттенок. Галилео Галилей в начале 17 века дважды наблюдал небесные тела в телескоп, но принимал его за звезду, как просто расположенную рядом с Юпитером и астрономы 19 века наблюдавшие звездочку за движением и все, что находится рядом с ним, его по орбите не соответствующее ранее их законам и англичанин Томас Джон в 1834 году предложил что такое поведение Урана может быть связано с наличием другого внешнего объекта. 11 годами после британский математик Джон Кауч Адамс вычислил орбитальный путь еще неоткрытой 8 планеты.
На данный момент единственным космическим аппаратом, который сблизился с далеким гигантом стал межпланетный зонд Вояджер-2. В 1989 зонд пролетел году от верхних слоев атмосферы ледяного гиганта Нептуна.

История открытия планеты Нептун.

Выбор названия новой планеты.

Параметры планеты.

Нептун движется вокруг Солнца по эллиптической, близкой к круговой (эксцентриситет 0, 009), орбите; его среднее расстояние от Солнца в 30, 058 раз больше, чем у Земли, что составляет примерно 4500 млн. км. Это значит, что свет от Солнца доходит до Нептуна немногим более чем за 4 часа. Продолжительность года, то есть время одного полного оборота вокруг Солнца 164,8 земных лет. Экваториальный радиус планеты 24750 км., что почти в четыре раза превосходит радиус Земли, притом собственное вращение настолько быстрое, что сутки на Нептуне длятся всего 17,8 часов. Хотя средняя плотность Нептуна, равная 1,67 г/см3 , почти втрое меньше земной, его масса из-за больших размеров планеты в 17,2 раза больше, чем у Земли. Нептун выглядит на небе как звезда 7,8 звездной величины (недоступна невооруженному глазу); при сильном увеличении имеет вид зеленоватого диска, лишенного каких-либо деталей.

Нептун обладает магнитным полем, напряженность которого на полюсах примерно вдвое больше, чем на Земле.

Эффективная температура поверхностных областей ок. 38 К, но по мере приближения к центру планеты она возрастает до (12-14) • 103 К при давлении 7-8 мегабар.По сравнению с Землёй планета Нептун выглядит солидно и величественно. Она превосходит голубую планету по массе в 17,2 раза, а по диметру в 3,9 раза. Зато значительно проигрывает по плотности. Последняя равна всего 1,64 г/см³. Поверхность планеты представляет из себя вовсе не надёжную твердь, а вязкую массу. К тому же, как таковая, поверхность вообще отсутствует. Под ней подразумевается уровень атмосферы, где величина давления соответствует 1 бару (1 бар=750 мм ртутного столба). По сравнению с Землёй планета Нептун выглядит солидно и величественно. Она превосходит голубую планету по массе в 17,2 раза, а по диметру в 3,9 раза. Зато значительно проигрывает по плотности. Последняя равна всего 1,64 г/см³. Иными словами, поверхность планеты представляет собой вовсе не надёжную твердь, а вязкую массу. К тому же, как таковая, поверхность вообще отсутствует. Под ней подразумевается уровень атмосферы, где величина давления соответствует 1 бару (1 бар=750 мм ртутного столба). Отсюда видно: данный космический объект идеальным шаром вовсе не является, а сжат у полюсов. По своей орбите Нептун несётся со скоростью 5,43 км/с и облетает Солнце за 164,8 года. Вокруг своей оси планета вращается очень быстро. Полный оборот она делает всего за 16 часов и 6 с половиной минут..

Он вращается почти на самой границе с так называемым поясом Койпера. Это огромное космическое пространство, расположенное на дальних рубежах Солнечной системы. В этой непроницаемой тёмной бездне существуют тысячи неведомых тел. Их состав аммиак, метан, вода. Данные летучие вещества образуют ледяные глыбы разных размеров. Интересно то, что за орбитой планеты Нептун подобных образований нет совсем: космическая бездна девственно-чистая. Общие сведения

Нептун удален от Солнца на 30 а.е., диаметр планеты - 49,5 тыс. км, что около 4-х земных, масса - около 17 масс Земли. Период обращения вокруг центрального светила - 165 неполных лет. Средняя температура - 55 К. В римской мифологии Нептун (Греч. Посейдон) был богом моря.

На сегодняшний момент (1997-й год), Нептун - самая далекая от нас планета, так как из-за вытянутости орбиты Плутона, с 1979-го по июль 1999-го года последняя планета находится ближе к Солнцу. У имеющих небольшие оптические инструменты есть уникальная возможность разглядеть самую далекую планету Солнечной системы.

Орбитальные резонансы

Орбиты объектов, удерживаемых в области этого пояса, на протяжении значительных промежутков времени, определяются вековыми резонансами с Нептуном. Из них есть и такие, для которых данные промежутки сопоставимы со всем периодом существования нашей звездной системы.

Интересные факты о планете Нептун.

Нептун — самая далёкая от Солнца планета с тех пор, как Плутон разжаловали до звания карликовой планеты.
Нептун меньше, чем другие газовые гиганты — Юпитер, Уран и Сатурн.
На Нептуне дуют самые сильные в Солнечной системе ветра, их скорость достигает 2100 км/ч, то есть больше, чем в бешеной атмосфере Юпитера.
Нептун вырабатывает больше тепла, чем получает его от Солнца.
Из всех планет в нашей системе Нептун — самая холодная.
Крупнейший спутник Нептуна, Тритон, примерно через три с половиной миллиарда лет будет разорван его гравитацией, после чего его обломки образуют ещё одно кольцо вокруг планеты (см. удивительные факты о спутниках).
Окрестности Нептуна посещались лишь одним зондом — Вояджером-2, в 1989 году. Зонд прошёл на расстоянии в 3000 километров от северного полюса Нептуна.
Нептун был единственной планетой, открытой благодаря математическим расчётам, а не благодаря телескопу.
Год на Нептуне длится примерно 165 земных лет.
Предположительно, Нептун обладает каменным ядром, масса которого примерно равна массе Земли.
Магнитное поле Нептуна в 27 раз мощнее земного.
Атмосфера Нептуна состоит преимущественно из соединений гелия и водорода.
Своё название планета получила в честь древнеримского бога моря.
День на Нептуне длится около 16 земных часов.
Истинная причина голубого цвета Нептуна до сих пор не раскрыта.
У Нептуна есть кольца, целых шесть, но они гораздо меньше, чем у Сатурна, и увидеть их непросто. Состоят кольца в основном из замёрзшей воды.
Атмосфера Нептуна плавно переходит в жидкий океан, а тот — в промёрзшую мантию. Поверхности как таковой у этой планеты нет.
Гравитация Нептуна всего на 17% сильнее таковой на Земле.

За последние несколько веков мы совершили бесчисленное множество открытий, которые помогли значительно улучшить качество нашей повседневной жизни и понять, как устроен мир вокруг нас. Оценить всю важность этих открытий очень сложно, если не сказать, что почти невозможно. Но одно ясно наверняка – некоторые из них буквально изменили нашу жизнь раз и навсегда. От пенициллина и винтового насоса до рентгена и электричества, перед вами список из 25 величайших открытий и изобретений человечества.

25. Пенициллин

Фото: wikipedia

Если бы в 1928 году шотландский ученый Александр Флеминг (Alexander Fleming) не открыл пенициллин, первый антибиотик, мы до сих пор бы умирали от таких болезней, как язва желудка, от абсцессов, стрептококковых инфекций, скарлатины, лептоспироза, болезни Лайма и многих других.

24. Механические часы

Фото: pixabay

Существуют противоречивые теории о том, как же на самом деле выглядели первые механические часы, но чаще всего исследователи придерживаются версии, что в 723 году нашей эры их создал китайский монах и математик Ай Ксинг (I-Hsing). Именно это основополагающее изобретение позволило нам измерять время.

23. Гелиоцентризм Коперника

Фото: WP / wikimedia

В 1543 году практически на смертном одре польский астроном Николай Коперник обнародовал свою знаменательную теорию. Согласно трудам Коперника стало известно, что Солнце – центр нашей планетной системы, а все ее планеты вращаются вокруг нашей звезды каждая по своей орбите. До 1543 года астрономы полагали, что именно Земля была центром Вселенной.

22. Кровообращение

Фото: Bryan Brandenburg

Одним из самых важных открытий в медицине стало открытие системы кровообращения, о чем в 1628 году объявил английский врач Вильям Харви (William Harvey). Он стал первым человеком, описавшим всю систему циркуляции и свойства крови, которую сердце качает по всему нашему телу от мозга до кончиков пальцев.

Один из известнейших древнегреческих ученых, Архимед, считается автором одного из первых в мире водяных насосов. Его устройство представляло собой вращающийся штопор, который проталкивал воду вверх по трубе. Это изобретение продвинуло ирригационные системы на новый уровень и до сих пор используется на многих заводах по очистке сточных вод.

20. Гравитация

Фото: wikimedia

Все знают эту историю – Исаак Ньютон, знаменитый английский математик и физик, открыл гравитацию после того, как в 1664 году ему на голову упало яблоко. Благодаря этому событию мы впервые узнали, почему предметы падают вниз, и почему планеты вращаются вокруг Солнца.

19. Пастеризация

Фото: wikimedia

Пастеризация была открыта в 1860-х годах французским ученым Луи Пастером (Louis Pasteur). Она представляет собой процесс термической обработки, во время которой в определенных продуктах питания и напитках (вино, молоко, пиво) происходит разрушение патогенных микроорганизмов. Это открытие возымело значительное влияние на общественное здравоохранение и развитие пищевой промышленности во всем мире.

18. Паровой двигатель

Фото: pixabay

Всем известно, что современная цивилизация ковалась на заводах, построенных во время промышленной революции, и что все это происходило с использованием паровых двигателей. Двигатель, приводимый в действие силой пара, был создан давно, но за последнее столетие он был существенно доработан тремя британскими изобретателями: Томасом Сэйвери, Томасом Ньюкаменом и самым знаменитым из них – Джеймсом Ваттом (Thomas Savery, Thomas Newcomen, James Watt).

17. Кондиционер

Фото: Ildar Sagdejev / wikimedia

Примитивная система климат-контроля существовала с древних времен, но она существенно изменилась, когда в 1902 году появился первый современный электрический кондиционер. Его изобрел молодой инженер по имени Виллис Карриер (Willis Carrier), выходец из Баффало, штат Нью-Йорк (Buffalo, New York).

16. Электричество

Фото: pixabay

Судьбоносное открытие электричества причисляется английскому ученому Майклу Фарадею (Michael Faraday). Среди его ключевых открытий стоит отметить принципы действия электромагнитной индукции, диамагнетизм и электролиз. Эксперименты Фарадея также привели к созданию первого генератора, ставшего предшественником огромных генераторов, которые сегодня производят привычное нам в повседневной жизни электричество.

15. ДНК

Фото: pixabay

Многие считают, что именно американский биолог Джеймс Ватсон и английский физик Фрэнсис Крик (James Watson, Francis Crick) в 1950-х годах открыли ДНК, но на самом деле впервые эта макромолекула была выявлена еще в конце 1860-х годов швейцарским химиком Фридрихом Майшером (Friedrich Miescher). Затем спустя несколько десятилетий после открытия Майшера уже другие ученые провели ряд исследований, которые наконец-то помогли нам прояснить, как организм передает свои гены следующему поколению, и как координируется работа его клеток.

14. Анестезия

Фото: Wikimedia

Простые формы анестезии, такие как опиум, мандрагора и алкоголь, использовались людьми издавна, и первые упоминания о них ссылаются аж на 70 год нашей эры. Но с 1847 года обезболивание перешло на новый уровень, когда американский хирург Генри Бигелоу (Henry Bigelow) впервые ввел в свою практику эфир и хлороформ, сделав крайне болезненные инвазивные процедуры намного более переносимыми.

13. Теория относительности

Фото: Wikimedia

Включая две взаимосвязанные теории Альберта Эйнштейна (Albert Einstein), специальную и общую теорию относительности, теория относительности, опубликованная в 1905 году, преобразовала всю теоретическую физику и астрономию 20 века и затмила 200-летнюю теорию механики, предложенную Ньютоном. Теория относительности Эйнштейна стала основой для большей части научных работ современности.

12. Рентгеновские лучи

Фото: Nevit Dilmen / wikimedia

Немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген (Wilhelm Conrad Rontgen) нечаянно открыл рентгеновские лучи в 1895 году, когда он наблюдал за флюоресценцией, возникающей при работе катодно-лучевой трубки. За это поворотное открытие в 1901 году ученый был удостоен Нобелевской премии, ставшей первой в своем роде в области физических наук.

11. Телеграф

Фото: wikipedia

С 1753 года многие исследователи проводили свои эксперименты для установления связи на расстоянии с помощью электричества, но значительный прорыв произошел лишь спустя несколько десятилетий, когда в 1835 году Джозеф Генри и Эдвард Дэйви (Joseph Henry, Edward Davy) изобрели электрическое реле. С помощью этого устройства они и создали первый телеграф 2 года спустя.

10. Периодическая система химических элементов

Фото: sandbh / wikimedia

В 1869 году русский химик Дмитрий Менделеев заметил, что если упорядочить химические элементы по их атомной массе, они условно выстраиваются в группы с похожими свойствами. На основании этой информации он создал первую периодическую систему, одно из величайших открытий в химии, которое позже прозвали в его честь таблицей Менделеева.

9. Инфракрасные лучи

Фото: AIRS / flickr

Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом Вильямом Хершелем (William Herschel) в 1800 году, когда он изучал нагревательный эффект света разных цветов, используя для разложения света в спектр призму, и измеряя изменения термометрами. Сегодня инфракрасное излучение используется во многих областях нашей жизни, включая метеорологию, системы подогрева, астрономию, отслеживание теплоемких объектов и многие другие сферы.

8. Ядерный магнитный резонанс

Фото: Mj-bird / wikimedia

Сегодня ядерный магнитный резонанс постоянно используют в качестве чрезвычайно точного и эффективного диагностического инструмента в области медицины. Впервые это явление было описано и вычислено американским физиком Исидором Раби (Isidor Rabi) в 1938 году во время наблюдения за молекулярными пучками. В 1944 году за это открытие американскому ученому вручили Нобелевскую премию по физике.

7. Отвальный плуг

Фото: wikimedia

6. Камера-обскура

Фото: wikimedia

Предшественником современных фотоаппаратов и видеокамер стала камера-обскура (в переводе темная комната), которая была оптическим устройством, используемым художниками для создания быстрых набросков во время выездов за пределы своих мастерских. Отверстие в одной из стенок устройства служило для создания перевернутого изображения того, что происходило снаружи камеры. Картинка отображалась на экране (на противоположной от отверстия стенке темного ящика). Эти принципы были известны веками, но в 1568 году венецианец Даниель Барбаро (Daniel Barbaro) внес изменения в устройство камеры-обскура, дополнив его собирающими линзами.

5. Бумага

Фото: pixabay

Первыми примерами современной бумаги часто считают папирус и амате, которые использовали древние средиземноморские народы и доколумбовые американцы. Но было бы не совсем верно считать их настоящей бумагой. Ссылки на первое производство писчей бумаги относятся к Китаю во времена правления империи Восточная Хань (25-220 годы нашей эры). Первая бумага упоминается в летописях, посвященных деятельности судебного сановника Цай Луна (Cai Lun).

4. Тефлон

Фото: pixabay

Материал, благодаря которому ваша сковорода не пригорает, на самом деле был изобретен абсолютно случайно американским химиком Роем Планкетт (Roy Plunkett), когда тот искал замену холодильным агентам, чтобы обезопасить домашний быт. Во время одного из своих экспериментов ученый открыл странную скользкую смолу, которая позже стала больше известной как тефлон.

3. Теория эволюции и естественного отбора

Фото: wikimedia

Вдохновленный своими наблюдениями в ходе второго исследовательского путешествия в 1831-1836 годах, Чарльз Дарвин (Charles Darwin) приступил к написанию своей знаменитой теории эволюции и естественного отбора, ставшей по мнению ученых со всего света ключевым описанием механизма развития всего живого на Земле

2. Жидкие кристаллы

Фото: William Hook / flickr

Если бы австрийский ботаник и физиолог Фридрих Райницер (Friedrich Reinitzer) не открыл жидкие кристаллы во время проверки физико-химических свойств различных производных холестерина в 1888 году, сегодня вы бы не знали, что такое телевизоры с жидкокристаллическими экранами или плоские LCD мониторы.

1. Вакцина от полиомиелита

Фото: GDC Global / flickr

26 марта 1953 года американский медицинский исследователь Йонас Солк (Jonas Salk) объявил, что ему удалось провести успешные испытания вакцины против полиомиелита, вируса, который вызывает тяжелое хроническое заболевание. В 1952 году из-за эпидемии этого недуга диагноз был поставлен 58 000 жителей США, и болезнь унесла 3 000 невинных жизней. Это подстегнуло Солка на поиски спасения, и теперь цивилизованный мир в безопасности хотя бы от этой беды.

Читайте также: