Chimie organică în stare solidă (ing. - chimie organică în stare solidă ) - o secțiune a chimiei în stare solidă , care studiază toate tipurile de aspecte chimice și fizico-chimice ale solidelor organice (OTT), în special, sinteza , structura , proprietățile, reactivitatea acestora , aplicație și altele [1] [2]
Într-o secțiune separată a științei, chimia în stare solidă (HOTT) s-a remarcat după munca lui Kitaygorodsky A.I. , care a stabilit cristalele organice ca un tip relativ independent de cristale și a formulat principiile de bază ale structurilor cristaline organice [3] .
În prezent, OTT include nu numai corpuri cristaline, ci și amorfe, precum și orice altele care au o natură organică și capacitatea de a-și păstra forma. Acestea sunt mono- și policristale, cristale lichide , pulberi, incl. - la scară nanometrică, polimeri și compuși cu greutate moleculară mică etc.
Spre deosebire de solidele anorganice , solidele organice au, în medie, stabilitate termică, densitate, conductivitate electrică, rezistență mecanică și rezistență la uzură scăzute. Excesul valorilor medii se observă numai la reprezentanții individuali ai OTT, care face întotdeauna obiectul unor studii separate. Printre exemple se numără polimeri: teflon , care are o densitate mare > 2 g/cm³, rezistență chimică și la temperatură până la 300 C; Kevlarul este un material rezistent la glonț.
Motivul proprietăților speciale ale OTT este prevalența ridicată a legăturilor chimice slabe (interatomice covalente și intermoleculare coezive) în compușii organici . Aceasta, la rândul său, se manifestă prin fenomenul de reactivitate ridicată a OTT la temperatura camerei.
În anumite clase de substanțe organice se realizează legături relativ mai puternice (ionic, donor-acceptor, element-carbon), ceea ce determină separarea lor în clase separate de OTT, care se disting prin conductivitate mai mare (de exemplu, săruri), stabilitate termică, rezistență mecanică etc.
Reacțiile OTT includ de obicei reacții de tip „solid-solid”, care nu sunt însoțite de o modificare a stării solide inițiale sau finale a substanțelor, precum și reacții de tip „gaz-solid”. Totuși, pentru a asigura transportul substanțelor, este necesară formarea unor faze mobile intermediare (lichid sau gaz).
Exemple de astfel de reacții includ reacțiile topochimice [4] în care fazele mobile intermediare sunt absente sau sunt reprezentate de așa-numitele. „ fluid bidimensional ”. Acestea includ reacții fotochimice, reacții de polimerizare în fază solidă , izomerizare etc. În acest fel, pot fi obținute substanțe cristaline unice care au o asemănare cristalochimică cu reactivii de pornire.
Un alt exemplu sunt reacțiile mecanochimice , în care interacțiunea substanțelor are loc pe suprafața solidelor alăturate, iar produsul rezultat este îndepărtat prin acțiune mecanică în dispozitive speciale (mori, mortare), ceea ce duce la o reînnoire periodică a suprafeței active și o răspuns complet.
Un exemplu de reacții OTT care formează faze intermediare lichide și gazoase este sinteza organică cu autopropagare la temperatură ridicată . Aceste faze, care declanșează o reacție de undă chimică, se formează prin intermediul unui impuls termic local.
OTT-urile au o utilizare din ce în ce mai mare. Volumul principal al utilizării lor este creat de polimeri solizi , a căror producție este estimată la milioane de tone. Alte OTT-uri sunt produse în cantități semnificativ mai mici.
Alte domenii de aplicare ale OTT sunt medicamentele (pulberi, tablete), monitoare cu cristale lichide , dispozitive de înregistrare a informațiilor, catalizatori ( ftalocianine ), senzori chimici etc.
Relativ recent, au fost descoperite proprietățile optice unice ale OTT, permițându-le să fie utilizate pe scară largă ca dispozitive care emit lumină ( OLED ). Căutarea de conductori organici, semiconductori, supraconductori și magneți se desfășoară intens.