книги / Развитие химической промышленности в СССР (1917-1980) Академия наук СССР, Секция химико-технологических и биологических наук; Научно-исследовательский институт технико-экономическ

Быстро расширяется использование координационных соединений в качестве физиологически активных и лекарственных препаратов, в химио­ терапии опухолей. Ведутся поиски корреляций между биологической активностью и физико-химическими свойствами комплексов (К. Б. Яцимирскнй, А. И. Стецспко, И. А. Захарова и др.). Большой интерес представ­ ляют исследования комплексов с кроуи-эфирами и другими макроцпклическими соединениями в качестве лигандов (А. В. Богатский).

Известно, что круговорот азота в природе осуществляется бактериями при участии ферментов, включающих в себя комплексные соединения. Работы М. Е. Больница, А. Е. Шилова и др. показали возможность фик­ сации атмосферного азота при обычных условиях с использованием ката­ литических систем, содержащих комплексы переходных металлов V, Mo п др.

Понимание природы соединений, в состав которых входят активные микроэлементы, играющие важную роль в жизни растений и животных, как соединений координационных поставит на современный уровень науку о микроэлементах.

Институт общей и неорганической химии им. H. С. Курпакопа АН СССР, ведущий центр в области координационной химии в нашей стране, сыграл важнейшую роль в развитии исследований по координат цнонной химии в научных центрах Академии паук СССР и союзных ре­ спублик. Сегодня советская школа координационной химии представле­ на химпкамн-комплсксннками нс только Москвы и Ленинграда, но также Киева, Кишинева, Душанбе, Тбилиси, Новосибирска и других городов нашей страны.

Координационная химия, являясь одним из важнейших направлений современной неорганической химии, переживает сейчас период бурного развития. Безграничные возможности координационной химии позволяют по-новому определить ее место и роль в химической пауке.

Химия редких элементов. Из всех разделов неорганической химии с наибольшим ускорением в последние годы развивалась химия редких элементов. Около 99% земной коры составляют десять элементов: кисло­ род, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий, водо­ род и титан. Все остальные элементы можно считать редкими. Однако химики к группе редких элементов относят лишь около половины из нпх (не считая искусственно полученных элементов, практически в при­ роде не встречающихся), т. е. около 40. Название «редкие элементы» ус­ ловно, не является строго научным и озпачает, что, во-первых, элемент, относящийся к этой группе, мало распространен в природе и, во-вторых, мало освоен, что ему еще не найдено достаточно широкого применения.

Например, такие хорошо изученные и освоенные элементы, как сереб­ ро, ртуть и кадмий, содержание которых в земной коре определяется миллионными долями процента, не считаются редкими элементами. В то же время германий, цирконий, церий и некоторые другие при содержа­ нии, в сотни раз большем, мы относим к редким элементам. Можно думать, что с течением времени по мере развития наших знаний о редких эле­ ментах список их сократится, некоторые из них перестанут быть редки­ ми. Совсем недавно сурьма, ванадий, молибден, вольфрам и титан счи­ тались редкими. Ныне опи настолько изучены и освоены, что уже не числятся в группе редких элементов.

К редким элементам относятся литий, рубидий, цезии, бериллий, гал­ лий, индий, таллий, германий, цирконий, гафний, ниобий, тантал, селей, теллур, рений, радий, актиний и протактиний, а также благородные газы.

Значительную масть группы редких элементов составляют так назы­ ваемые редкоземельные элементы — лантан, лантаноиды п близкие к ним по положению в периодической системе элементов, свойствам, характеру образуемых соединений и геохимическим признаках! скандий и иттрий. Все они переходные металлы с достраивающимися внутренними электрон­ ными оболочками. Это определяет не только их свойства в металлическом состоянии, но и свойства образуемых ими соединений, в частности соеди­ нений с неметаллами: водородом, борохг, углеродом, азотохг, кислородом, кремнием и серой. Возможности широкого варьирования соединений ред­ коземельных металлов с неметаллами обеспечивают соответственные воз­ можности варьирования физических и химических свойств полученных на их базе материалов и синтеза материалов с заранее заданными свой­ ствами (электрофизическими, магнитными, оптическими, механическими и химическими) для различных областей повой техники. Эти возможно­ сти еще далеко не изучены, что объясняет повышенный интерес к ред­ ким элементам.

Многие из редких металлов характеризуются высокой термической устойчивостью. Так, например, гафний, ниобий, тантал и рений плавятся выше 2000° С. Высокой огнеупорностью характеризуются их окислы, а температура плавления карбидов некоторых из ппх превышает 4000° С. Наибольшая тугоплавкость у смешанпого карбида титана и гафния — он плавится при 4215° С. Некоторые редкие элементы и их соединения в химическом отношении инертны, что делает их особенно ценными для различных современных устройств, работающих в экстрехгальиых услови­ ях. Многие редкие и, в частности, редкоземельные элементы уже нашли применение для получения специальных огнеупорных керамических ма­ териалов, жаропрочных и коррозионпо-стойких сплавов, в качестве леги­ рующих добавок при производстве специальных сталей, повышающих их механические и термические свойства.

Особое значение имеют исследования по синтезу и изучению электронпой структуры и физико-химических свойств карбидов, нитридов, сили­ цидов, боридов, фосфидов редких элементов, их солей кислородных ки­ слот (бораты, фосфаты, алюминаты, силикаты, тнтаиаты, циркопаты и т. д.), соединений типа ферритов и т. и. Значение этой области исследо­ ваний для получения жаростойких материалов и покрытий трудно пере­ оценить. Особенно актуально развитие теоретических исследований, спо­ собных дать принципиально новое направление работам по жаростойким материалам.

В последние три десятилетия исследования в области химии и техно­ логии редких элементов получили особенно интенсивное развитие, что в значительной степени стимулировалось запросами повой техники. Так, возникла надобность в получении особо чистых рубидия и цезия для электронной промышленности. Соединения редких элементов стали ис­ пользовать для получения полупроводниковых материалов.

Некоторые редкоземельные элементы нашли применение для изготов­ ления новых типов лазеров, экранов цветных телевизоров, специальных стекол н керамики для новых областей техники.

Большим достижением является разработка промышленных методов получения редких элементов. Однако задача разработки новых, более эко­ номичных методов извлечения редких элементов из природного сырья и получения их в высокочпстом состоянии не снята с повестки дня. При этом важное значение имеет комплексная переработка сырья. Задача эта непростая, если учесть обычно низкое содержание редких элементов (особенно так называемых рассеянных) в исходном сырье. Нужно отме­ тить, что для некоторых редких элементов поиск областей применения все еще остается специальной задачей. Для исследований по химии и технологии редких элементов в пашей стране были созданы научные центры, внесшие большой вклад в эту область знания. Здесь прежде всего необходимо отметить Государственный институт редких металлов (ГИРЕДМЕТ), основанный в 1931 г., отдел редких элементов ИОН Ха нм. H. С. Курнакова АН СССР (1948 г.). Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского филиала АН СССР

(ИХТРЭМС), кафедру редких элементов в МИТХТ им. М. В. Ломоносо­ ва, кафедру редких, рассеянных и радиоактивных элементов в МХТП нм. Д. И. Менделеева п ряд других научных учреждений (И. П. Сажпн, И. В. Тапанаев. Б. II. Ласкорин, Э. П. Бочкарев, К. А. Большаков, Г. А. Ягодин, Б. В. Громов, Д. И. Скороваров, В. И. Евдокимов н др.).

Непосредственно к хпмпи н технологии редких элементов примыкают исследования по химии п технологии стабильных изотопов. Основой для их производства в нашей стране послужили фундаментальные исследова­ ния в области химии н технологии стабильных изотопов водорода, лития, бора, углерода, азота, кислорода п других элементов, выполненные в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова, Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова, Институте физических проблем АН СССР,

Государственном институте азотной промышленности и других научных учреждениях страны [33—36].

Радиохимия. Фундаментальные исследования В. Г. Хлогшпа и его школы но изучению физико-химических закономерностей поведения ра­ диоактивных веществ при сокристаллнзацпп н адсорбции из растворов принесли советской науке широкую славу. Большую роль в развитии этих работ сыграли Радиевый институт нм. В. Г. Хлоиипа, Институт атомной энергии им. И. В. Курчатова. Объединенный институт ядерпых исследований, Институт физической химии, Институт геохимии и аналитической химии нм. В. И. Вернадского, ИОНХ им. H. С. Курна­ кова и др.

Значительные работы проведены по синтезу комплексных соединений урана, плутония, нептуния, америция, по разработке методов разделения радиоактивных элементов.

Исследование состояния веществ в ультраразбавлеиных растворах и при соосаждении, механизма процессов экстракционного и хроматографи­ ческого разделения радиоактивных элементов, синтез соединений радио­ активных элементов с целью нахождения областей их использования яв­ ляются важными направлениями в этой области химии.

Достигнуты большие успехи в химии технеция, в синтезе новых транс­ урановых элементов (элементы 102, 104, 105, 106 и 107) и разработке оригинальных методов изучения их свойств (Г II. Флеров). Значительно расширена и углублена химия хорошо известных актиноидов, урана, то­ рия, нептуния, плутония, кюрия, америция п др. Принципиальное зиаче-

ние имеет открытие ссмнвалептпого состояния нептуния и плутония (В. И. Сгпщын и др.).

Химия легких элементов. Свойства элементов первых трех периодов периодической системы (от водорода до хлора) и их соединении весьма редко отличаются от свойств остальных элементов периодической систе­ мы. Способность этих элементов образовывать прочные ковалентные свя­ зи служит основой для создания новых систем химических связей и полу­ чения необычных соединений с ценными свойствами.

Одна из особенностей легких элементов состоит в том, что при взаи­ модействии между собой они, с одной стороны, способны образовывать малостойкие соединения с низкой энтальпией образования, с другой — могут давать высокостойкие тугоплавкие соединения: борпды, карбиды, нитриды, силициды и другие соединения с температурой плавления или сублимации выше 3000° С. Потребность в тугоплавких п жаростойких соединениях испытывает энергетика, в том числе атомная, и другие области новой техники. Здесь химиками достигнуты большие успехи.

Важным направлением в химии легких элементов является получение энергоемких соединений — концентрированных носителей химической энергии. Сюда, в частности, относятся координационные соединения, в ко­ торые в качестве лигандов входят перхлорат- и нптрат-анноны, являю­ щиеся сильнейшими неорганическими окислителями (В. Я. Росоловскпй).

Одним из новых и весьма интересных разделов неорганической химии является химия простых и комплексных гидридов легких и переходных металлов, а также бора. Стимулом прогресса в этой области химии, пе­ режинающей в настоящее время период быстрого развития, являются перспективы многоцелевого применения водорода не только в химической технологии, но и, возможно, в будущем в энергетике. В Советском Союзе работы по химии гидридов металлов и бора были начаты еще в 1945— 1950 гг. п проводились в ИОНХе, ИНЭОСе, ИОХе и других химических институтах АН СССР.

В ИОНХе проведен обширный комплекс исследований по синтезу и изучению фпзико-хпмичеекпх свойств бинарных гидридов щелочных ме­ таллов, магния, РЗЭ и ряда других переходных металлов, а также комп­ лексных алюмогидридов и боргпдридов состава МЭН,, где М — щелоч­ ной металл, Э — В или А1 (В. И. Михеева, Т. II. Дымова).

Серьезный вклад в химию гидридов внесли работы А. Ф. Жнгача, А. И. Горбунова и др. [37].

Успехи в синтезе полибораиов и карборанов, впервые полученных од­ новременно в СССР (Л. П. Захаркин) и США, выдвинули отечественную химию гидридов иа одно из первых мест в мире. Важную проблему со­ ставляет синтез различных типов полиборанов и комплексных солей с их участием (H. Т. Кузнецов).

С 1965—1967 гг. были начаты работы по химии комплексных гидри­ дов легких, а затем и переходных металлов в Институте новых химиче­ ских проблем (ИИХП) АН СССР и МГУ (К. И. Семенеико и др.).

Гидриды иа основе многокомпонентных металлических композиций, полученные в ИНХП и ИОНХе АН СССР, содержат до 0,12—0,20 г во­ дорода на 1 см3 гидрндпой фазы, т. е. с плотпостыо, в 2—2,5 раза превышающей плотность жидкого пли твердого водорода. Для некоторых из таких соединений установлена высокая каталитическая активность в низкотемпературных реакциях гидрирования [9 ].

Химия неорганических соединений фтора. Важное место в неоргани­ ческой химии занимают фториды. В начале текущего столетия они при­ менялись в стекольной промышленности, производстве эмалей, а флюорит использовался в качестве флюса. В связи с развитием цветной металлур­ гии для производства алюминия потребовались большие количества крио­ лита. При участии С. И. Вольфковича и П. Ф. Антипина было создано производство плавиковой кислоты, фтористого натрия и криолита, что было первым крупным шагом в промышленном использовании фторидов.

Начало систематическому изучению неорганических фторидов было положено работами И. В. Таианаева: были изучены равновесия и процес­ сы ступенчатого комплексообразования фторидов элементов I и V групп.

В 1945—1947 гг. в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова, Физпко-хпмическом институте им. Л. Я. Карпова, Институте общей и не­ органической химии им. H. С. Курнакова и др. были развернуты работы по химии и технологии атомного горючего и разделению изотопов урана с применением фторидов.

Для получения безводных тугоплавких фторидов большое значение имело исследование гидрофторидов элементов II и III групп, в том числе редкоземельных элементов.

Одно из первых предложений по использованию фторидов для перера­ ботки руд было сделано Н. П. Сажиным (вскрытие циркониевых концент­ ратов кремнефторпдом натрия).

Использование метода ядерпого магнитного резонанса на ядрах 111F для изучения строения фторидов в растворе и твердой фазе открыло пути широкому применению метода ЯМР в неорганической химии (10. А. Бу­ слаев и др.).

Химия благородных газов. В 1962 г. на базе новой химической техники удалось получить первое химическое соединение ксенона. Вслед за этим во многих странах мира, в том числе в Советском Союзе, разверпулпсь интенсивные поиски методов синтеза соединений благородных газов.

На протяжении прошедших лет усилиями многих ученых был создай по существу новый раздел неорганической химии, достижения которого имеют принципиальное значение для всей химической науки. В этой ра­ боте советские ученые заняли достойное место прежде всего благодаря исследованиям, выполненным в лабораториях Института атомной энергии им. И. В. Курчатова под руководством В. А. Легасова, Институте общей и неорганической химии им. H. С. Курнакова и Ленинградском институте ядерной физики им. Б. П. Константинова АН СССР. Советскими химика­ ми были разработаны эффективные методы синтеза фторидов ксенона и криптона. Им принадлежит приоритет в получении и изучении свойств более 50 новых соединений благородных газов, т. е. более одной трети всех известных в настоящее время. Советским ученым удалось также раз­ работать эффективный каталитический процесс получения атомарного фтора, что сделало получение дифторида криптона и других нестабиль­ ных соединений более производительным и безопасным. Эти достижения оказались полезными в технологических процессах, таких, как фториро­ вание и хлорирование.

Открытие и исследование химических соединений благородных газов послужило также стимулом к развитию и совершенствованию теории хи­ мической связи. Работы, посвященпые изучению природы химической связи в соединениях благородных газов и полигалогеиидах, снособство-

вали углублению теоретических представлении в области неорганической химии.

Химия силикатов, алюмосиликатов и других близких к ним по струк­ туре тугоплавких окислов выросла в самостоятельное, интенсивно разви­ вающееся направление. Большое развитие получили исследования по изу­ чению гетерогенных равновесий в силикатных и окпсных системах, в том числе при высоких и сверхвысоких давлениях; по кристаллохимии сили­ катов и алюмосиликатов; по сиптезу и изучению строения силикатных адсорбентов и цеолитов (молекулярные сита) ; монокристаллов и стекол для создания квантовых генераторов в различных диапазонах электромаг­ нитных колебаний; по разработке методов получения новых силикатных строительных материалов.

Важной проблемой является создание новых материалов волокнистой н пластинчатой структуры типа синтетических асбестов, слюд н других минеральных полимеров с улучшенными физико-химическими свойствами. В решение этих проблем существенный вклад внесли Институт химии силикатов АН СССР (М. М. Шульц), Государственный институт стекла, научно-исследовательские институты кварцевого стекла, цемента, строи­ тельной керамики, МХТИ им. Д. И. Менделеева и Ленинградский техно­ логический институт им. Ленсовета.

Квантовая химия. Интенсивное развитие квантовой химии неоргани­ ческих, в частности координационных, соедпнепий началось в Советском Союзе после 1945 г. В то время в теории строения неорганических моле­ кул господствовали ионные и электростатические представления и первым серьезным успехом квантовой химии была последовательная замена их более современными представлениями о ковалентном характере химиче­ ской связи. Важная роль в разработке ковалентных представлений при­ надлежит Я. К. Сыркину. Работы М. Е. Дяткиной по изучению геомет­ рического строения неорганических молекул в рамках теории на­ правленных валентностей явились крупным вкладом в теоретическую стереохимию.

В 50-х годах широкое распространение получила теория кристалличе­ ского поля, на основе которой удалось систематизировать н обобщить обширный экспериментальный материал по термодинамическим, спектро­ скопическим, магнитным и другим свойствам многих классов координа­ ционных соединений.

Особенно большой размах квантовохимнчеекпе исследования в нашей стране получили в конце 50-х и начале 60-х годов, когда доминирующим методом теоретической неорганической химии стал метод молекулярных орбиталей (МО), который сделал возможным количественное исследова­ ние электронных структур молекул. По инициативе Я. К. Сыркнна и М. Е. Дяткиной в ИОНХе АН СССР выполнены первые полуэмпирические расчеты молекул ферроцена и дибеизолхрома, которые имели прин­ ципиальное значение для понимания строения металлоорганнчеекпх л-комплексов, оказавшихся камнем преткновения для теории локализо­ ванных связей.

Метод МО в настоящее время общепринят и служит теоретической основой интерпретационных схем современных физико-химических мето­ дов: ЯМР, ЭПР, ЯКР, фото- и рептгеноэлектрошюн спектроскопии, электронной спектроскопии и т. д. Его пеэмппрический вариант (метод Хартри—Фока—Рутана) стал наиболее падежным методом для колпчест-

венных расчетов электронных структур н свойств неорганических моле­ кул с номощыо современных ЭВМ, а расчетное направление стало цент­ ральным направлением современной квантовой химии.

В (50—70-х годах в ИОЫХе АН СССР с помощью оригинальной про­ граммы нроведеиы расчеты нескольких десятков фторидов и окислов переходных и непереходных элементов (В. И. Нефедов и др.). В послед­ ние 5 лет в ИНХП АН СССР разработан комплекс программ и выполне­ ны систематические хартри-фоковские расчеты равновесной геометрии, стабильности электронной структуры н потенциальных поверхностей эле­ ментарных реакций для нескольких сотен молекул гидридов, окислов, фторидов, гидроокисей и других соединений легких элементов, представ­ ляющих теоретический и практический интерес (О. П. Чаркин).

В рамках метода рассеянных воли рассчитаны электронные структу­ ры соединений лантаноидов и актиноидов (В. А. Губанов). В настоящее время аналогичные расчеты ведутся во многих научных центрах страны в тесной связи с использованием и развитием физических методов иссле­ дования (высокотемпературная масс-спектрометрия и электронография, УФ- и ИК-спектроскопня, магнетохнмня, рентгеновская спектроскопии н т. д.). Эти расчеты внесли важный вклад в развитие теории химиче­ ской связи неорганических соединении, электронного механизма транс- н цнсвлияния в комплексах, в понимание особенностей структурнонежестких молекул с распределенным характером связи и т. д.

В работах И. Б. Берсукера подробно исследовано влияние эффекта Яна—Теллера и виброиных взаимодействий на структуру и свойства координационных соединений, в том числе на реакционную способность [38. 39].

Кристаллохимия. Осповы кристаллохимической школы в СССР были заложены в 30-е годы и первую половину 40-х годов главным образом тремя московскими научными центрами: Институтом кристаллографии АН СССР, МОИХ АН СССР и НИФХИ им. Л. Я. Карпова. В настоящее время кристаллоструктурпые исследования успешно ведутся более чем в шестидесяти институтах Академии паук СССР, академий союзных респуб­ лик и других научных и учебных центрах.

Широкие новаторские исследования кристаллографов прошлых лет — А. В. Гадолппа и Е. С. Федорова, Г. В. Вульфа, А. В. Шубникова — достойно продолжаются в паши дни. На протяжении минувших 60 лет советская кристаллохпмическая школа (А. Е. Ферсмап, А. Ф. Капустии- CKiiiï, Н. В. Белов, Н. В. Агеев, Г. Б. Бокин и др.) внесла много нового в развитие как самой структурной химии, так и смежных областей пау­ ки: геологии, биологин, металло- п материаловедения и т. д.

Советские ученые внесли большой вклад в разработку математических основ кристаллохимии (Б. Н. Делоне, А. В. Шубников и др.), а также в развитие научных основ ее главной экспериментальной базы — дифрак­ ционных методов структурного анализа (работы II. В. Белова, М. А. По- рай-Кошица и других по рентгеиоструктурному анализу, Б. К. Вайн­ штейна по электронографии). В области самой кристаллохимии наиболее крупные достижения связаны с именем Н. В. Белова — одного из глав­ ных лидеров Международного кристаллографического союза.

Основной центр кристаллохимии и стереохимии элемептоорганическнх соединений — ИНЭОС АН СССР (К). Т. Стручков, А. И. Китайгородский). В последние годы эти исследования получили развитие также в Ипсти-

туте химической физики, Институте химии АН ЛатвССР и др. Основные достижении в этой большой и важной как в практическом, так и в теоре­ тическом отношении области — расшифровка строения многочисленных л-комилексов и карбонилов переходных металлов и исследование крем­ ний-, олово- и фосфороргапическнх соединений.

Методы синтеза неорганических соединений. Советская неорганиче­ ская химия, развивавшаяся иод воздействием основополагающих концеп­ ций координационной химии и физико-химического анализа, уделяла основное внимание как вопросам теории, так и развитию и созданию методов синтеза различных классов неорганических соединений.

Неорганический синтез широко использует такие факторы, как темпе­ ратура, давление (в том числе за счет взрыва), концентрация компонен­ тов, скорость гомогенизации реагирующих масс, инициирование и ускоре­ ние* реакций за счет катализа, воздействие электромагнитного излучения и широком диапазоне длин волн и энергий и т. п. Следует отметить ши­ рокое распространение таких методов, как синтез при высоких и сверх­ высоких давлениях и температурах, приведший к получению искусствен­ ною алмаза и боразопа, осуществление процесса под воздействием ударных воли, синтез в неводпых средах, в том числе в расплавленных солях. Эффективно проходит синтез в низкотемпературной плазме (на­ пример, получение окислов тугоплавких металлов). Электрические раз­ ряды в газах часто применяются для получения соединений, которые вследствие высокой эндотермичностн их образования не могут быть полу­ чены другим путем.

Физические методы стимулирования химических процессов приобре­ тают все возрастающее значение (радиационный синтез, модификация свойств материалов, нлазмохимпя).

Большой интерес представляет, в частности, направленное стимули­ рование химических реакции воздействием лазерного излучения на веще­ ство, обнаруженное лауреатами Нобелевской премии А. М. Прохоровым и II. Г. Басовым и их сотрудниками.

Новым этапом в развитии неорганического синтеза явилась разработ­ ка методов, обеспечивающих определенное состояние (например, кри­ сталл-стекло), структуру (например, мопокрпсталл—поликристалл), высокую степень чистоты п т. д. Сюда относятся разнообразные методы получения монокристаллов, включающие различные способы кристаллиза­ ции из расплавов, метод химических реакций переноса через газовую фазу (транспортные реакции), зонная плавка п многие другие.

Химический катализ. В последние 60 лет катализ стал основным мето­ дом осуществления многих химических реакций в промышленности. Более 60% всех промышленных химических процессов, а среди новых произ­ водств более 90% проводятся с помощью катализа.

Применение катализаторов позволяет осуществлять химические пре­ вращения с высокими скоростями при относительно певысоких темпера­ турах, когда скорость реакций в отсутствие катализатора исчезающе мала. С помощью железных катализаторов в начале нашего века Ф. Га­ беру и его сотрудникам удалось преодолеть химическую инертность эле­ ментного азота и осуществить синтез аммиака. Этот метод фиксации атмосферного азота получил огромпое развитие и стал основой промыш­ ленного производства минеральных азотных удобрений.

На каталитических реакциях основываются современные методы про­ изводства водорода конверсией природного газа и других углеводородов, а также окиси углерода с водяным паром. Многотопиажное производство азотной кислоты осуществляется путем каталитического окисления ам­ миака на платиновых сетках. Каталитические методы занимают господ­ ствующее положение в нефтепереработке и нефтехимическом синтезе. Сотни миллионов тонн высококачественного моторного топлива произво­ дятся с помощью каталитических реакций крекинга, гидрокрекинга, ри­ форминга, циклизации и изомеризации углеводородов. Каталитические методы широко используются для получения органических растворителей, ароматических углеводородов, мономеров для производства синтетических каучуков, синтетических волокон и других полимерных материалов, а так­ же в процессах полимеризации.

Катализ играет важнейшую роль в химических превращениях в живой природе. Вся сложная система управления жизнедеятельностью организ­ ма основана па каталитических процессах. Биологические катализаторы, называемые ферментами, или энзимами, представляют собой вещества белковой природы с химически активными группами, часто включающими в свой состав атомы переходных элементов. Наука о катализе призвана сыграть существенную роль как в прогрессе промышленности, так и в раскрытии биологических закономерностей.

Фундаментальные исследования советских ученых внесли существен­ ный вклад в науку о катализе, способствовали развитию многих важней­ ших отраслей химической промышленности. Так, например, в результате глубоких исследований по синтезу и изучению строения искусственных каучукоподобных материалов, выполненных в 20-х годах С. В. Лебедевым и его сотрудниками, был разработан промышленный способ получения дивинила из этилового спирта с помощью многокомпонентного окисного катализатора. Для полимеризации дивинила в качестве катализатора был применен металлический натрий. Так впервые в мире было положено на­ чало промышленности синтетического каучука. В 50-х годах были завер­ шены работы по созданию промышленных методов получения изопреиовых каучуков стереорегуляриой структуры. Это стало возможным благо­ даря применению стереоспецифнческих катализаторов, позволяющих регулировать химическое строение конечных продуктов полимеризации. Большая заслуга в решении этой проблемы в пашей стране принадлежит коллективу ученых и заводских инженеров во главе с Б. А. Долгоплоском.

Начатые в 1939 г. П. Г. Сергеевым и Р. 10. Удрисом и их сотруд­ никами исследования по каталитическому окислению изопропилбензола привели к разработке принципиально нового способа получения фенола и ацетона из бензола и пропилена. Первый в мире крупный завод по этому способу был иущеи в эксплуатацию в нашей стране в 1949 г.

В результате фундаментальных работ, проведенных в Ленинградском нефтехимическом институте и Бакинском научно-исследовательском ин­ ституте олефинов, был создай промышленный метод каталитического по­ лучения этилового спирта прямой гидратацией этилена.

Большую роль в совершенствовании процесса синтеза аммиака сыгра­ ли фундаментальные исследования М. И. Темкина (Физико-химический институт им. Л. Я. Карпова). Результаты этих исследований послужили основой для интенсификации процесса и увеличения производительности реакторов синтеза аммиака в нашей азотной промышленности во время

Великой Отечественной войны. В 60-е годы этн работы были использова­ ны известным датским ученым профессором X. Топсе при разработке агрегата синтеза аммиака большой единичной мощности.

Коллективом Государственного института азотной промышленности была проведена большая работа по совершенствованию катализатора син­ теза аммиака, метанола, высших спиртов, окисления аммиака, а также конверсии метана с водяным паром. Существенный вклад в инженерную разработку каталитических процессов внесли ученые Московского хими­ ко-технологического института им. Д. И. Менделеева, Ленинградского технологического института, Государственного института прикладной химии, Института физической химии Академии наук УССР и др.

Работы В. Н. Ипатьева, И. Д. Зелппского и С. С. Наметкина по ката­ лизаторам гидрирования и дегидрирования заложили основы исследова­ ний, которые привели А. А. Балапднна, Б. А. Казанского и пх школы к созданию методов переработки нефтяных фракций в моторные топлива, получения диенов из углеводородов С4—С5 и др.

Найденные Я. К. Сыркиным и И. И. Моисеевым в конце 50-х годов палладиевые катализаторы процессов окисления олефинов открыли новые пути получения ценных кислородсодержащих соединений ацетальдегида, винилацетата, ацеталей, кеталей и др. на базе этилена вместо более до­ рогого ацетилена.

H. М. Эмануэль и сотрудники в результате широкого исследования влияния соединений переходных металлов па жидкофазное окисление углеводородов заложили теоретические осповы регулирования и практи­ ческих приемов ингибирования жидкофазного окисления.

За последние годы на примере катализаторов гидрирования В. М. Грязновым и В. С. Смирновым обнаружен новый принцип сопря­ женных химических реакций, осуществляемых в одном реакторе на мем­ бранных катализаторах.

Исследования в области катализа в СССР начиная с 1930 г. испыты­ вают сильное и благотворное влияние кинетической школы академика

Н.И. Семенова.

Фундаментальные исследования Г. К. Борескова в области каталити­

ческого окисления двуокиси серы в серный ангидрид, химического изо­ топного обмена, окисления органических веществ составили теоретическую основу соответствующих промышленных процессов.

Совместными работами Института катализа СО АН СССР и отрасле­ вых научно-исследовательских институтов с участием заводских инжене­ ров в нашей стране создано промышленное производство разнообразных катализаторов, что имеет определяющее значение для практического осуществления каталитических реакций в крупном масштабе.

В десятом пятилетии усилия советских ученых были направлены на дальнейшее развитие теории катализа, на создание эффективных и ста­ бильных катализаторов для многих промышленных процессов. При этом все большее значение приобретает создание высокоэффективных катали­ тических систем, позволяющих создавать агрегаты большой мощности.

Большое внимание уделяется также проблемам применения катализа для жизнеобеспечения в космических кораблях и защиты окружающей среды.

Электрохимия. Развитие электрохимии тесно связано с работами рус­ ских химиков. Осповополагающими явились здесь исследования В. В. Пет­