Как Россия может остановить производство процессоров во всем мире

Химия в электронике

Химия все более и более проникает в электронику и, наоборот, электроника проникает в химию. О некоторых направлениях этого взаимопроникновения и взаимообогащения пойдет речь в данной статье.

Говорят, что химия — это то, что воняет [1]. Это взгляд ироничного пессимиста. Действительно, химические соединения обладают целой палитрой разнообразных запахов, в том числе и не самых приятных.

Восторженный оптимист видит в химии музыку [2]. В музыке из семи музыкальных нот рождаются волшебные мелодии. Не менее волшебные превращения рождаются шестнадцатью простыми атомными орбиталями (одной s-орбиталью, тремя p-орбиталями, пятью d-орбиталями и семью f-орбиталями) — своеобразными химическими нотами. Академик А. Л. Бучаченко видит в химии не только музыку, но еще и свой внутренний мир, внутреннюю логику, внутреннюю торжественную красоту.

Атомная архитектура природных и синтетических молекул бесконечно разнообразна и совершенна. Созданы молекулы-ротоксаны (кольцо, двигающееся по стержню с ограничителями на концах), молекулы-катенаны (продетые друг в друга кольца), фуллерены (молекулы — футбольные мячи). Синтезированы органические сверхпроводники и сверхпроводящие керамики, органические ферромагнетики, молекулы-лестницы, молекулы-торои-ды и многопалубники, молекулярные «контейнеры» и т. д. Крупным прорывом современной химии стал
синтез углеродных нанотрубок. Уже созданы технологии манипулирования этими трубками — реальный путь к молекулярной наноэлектронике.

Электроника — очень широкое понятие. Химия является важной составляющей большей части макро- и микротехнологий, используемых в этой области. Химики уже в течение нескольких веков работают на наноуровне, к которому стремится современная электроника. Поэтому переход химических технологий на наноуровень очень интересен и полезен, но в какой-то степени предсказуем.

А вот словосочетание «химическая радиофизика» воспринимается с некоторым недоверием. Но… радиоизлучение химической реакции в микроволновом диапазоне сначала было предсказано теоретически, а затем обнаружено экспериментально. Более того, оказалось, что химическая реакция может быть не только квантовым генератором, но и приемником микроволнового излучения. В химию плавно перетекают и другие радиотехнические термины. Когерентная химия — новое лицо химии.

Под когерентностью понимается свойство химических систем формировать колебательные режимы реакции. Когерентность вносит в химию такие новые понятия, как волновой пакет, фаза, потеря когерентности, интерференция, бифуркация и другие инородные слова.

Почему неон необходим для производства чипов

Современные процессоры изготавливаются методом фотолитографии. Суть данной технологии заключается в получении необходимого рисунка на светочувствительной пленке методом засвета через фотошаблон (маску). Для этого на кремниевую пластину вначале наносится фоторезист, то есть светочувствительная поверхность. Она меняет свои свойства, когда на нее попадает свет определенной волны.

Неон используют не только для изготовления светящихся вывесок, но и при производстве процессоров

Затем эта пленка засвечивается через маску с заданным рисунком при помощи ультрафиолетового газового лазера. В итоге на фоторезисте отпечатывается рисунок. А причем тут неон, спросите вы? Он является основным инертным газом в газовой смеси, которая обеспечивает необходимую длину волны лазера.

Таким образом, без неона не будут работать лазеры, необходимые для производства чипов. Кроме того, неон используется при производстве LCD-мониторов и телевизоров.

Олово – элемент, который совершает самоубийство!

Олово (Sn) – это 50-й элемент периодической таблицы Менделеева.

Олово издавна известно человечеству. Так, есть доказательства, что человек знал об олове уже в IV тысячелетии до нашей эры. Этот металл был очень дорог и мало кому доступен. Именно поэтому изделия из него редко встречаются среди римских и греческих древних находок. Примечательно, что об олове даже есть информация в Библии (Четвертой Книге Моисея).

Обычно олово существует в его так называемой бета-форме (олово белое β-форма). Олово в этой форме белое, блестящее и сохраняет свою форму. Но когда температура опускается ниже 13 ° C, олово начинает менять свою красивую форму – переходит в альфа-форму ( α -модификация серого олова), которая в основном представляет собой сероватый порошок. Этот переход металлического олова в бесполезный пепел называется «оловянной чумой».

Примечательно, что вокруг олова в нашем мире есть множество интересных легенд. Одна из самых интересных – это легенда о том, как свойства олова сыграли с Наполеоном Бонапартом злую шутку.

Легенда гласит, что это необычное химическое поведение олова способствовало падению императора Наполеона Бонапарта. В те времена олово использовалось для изготовления пуговиц и других застежек солдатской формы. Пока армия французов шла в сторону России, с пуговицами солдат было все порядке. Но все изменилось, когда солдаты ступили на российскую землю, где свирепствовали морозы.

Вот тут-то и началась метаморфоза с оловянными пуговицами, которые начали разрушаться, в результате чего форма не могла согреть солдат. В действительности же олову требуется несколько месяцев, чтобы буквально уничтожить себя, преобразовавшись в другую форму. Но, с другой стороны, когда французы вторглись в Россию, температура была ниже минус 30 ° C.

Так что, как полагают некоторые историки и химики, это и послужило сильным толчком для перехода оловянных пуговиц в порошкообразную форму. Правда, все это исторически не подтверждено. А согласитесь, легенда хорошая. Ведь один факт, что легендарный Наполеон потерпел крах своей армии на территории России из-за проблем с форменным обмундированием и виной всему химические свойства олова… Звучит красиво!

Если вам интересно, вот видео, которое показывает переход олова из его бета-формы в альфа-форму:

Отличия Minecraft Education Edition от Bedrock Edition

В большинстве своем, данная версия не сильно отличается от обычной версии игры, но в ней был добавлен ряд элементов, нацеленных именно на обучение игрока.

1. Во-первых, появились разные привилегии: преподаватель и ученик. У них несколько разный функционал, расскажем об этом позднее.
2. Во-вторых, появилось два новых моба: NPC и Агент, обладающие новыми функциями. С помощью первого можно открывать пособия и гиперссылки, с помощью этого учитель сможет объяснять ученикам новый материал. В то время как Агент используется для практики игроков в программировании: с помощью специального интерфейса игроки могут запрограммировать Агента на выполнение различных задач.

Наверняка, каждый знает о таком блоке, как барьер, с помощью него вы можете ограничить проход в не желаемые зоны другим игрокам.

В Образовательном Издании появилась улучшенная версия данного блока, граница. Настроив границу вы предотвратите выход игроков за её территорию. Но при этом, учителя спокойно смогут выходить за её территорию. Огромный потенциал как для обучения, так и для создания своих карт.

Помимо всего вышеописанного был еще ряд нововведений: блоки «разрешить/запретить», импорт и экспорт карт в память устройства, а также в этой версии находится полностью работоспособная камера, попытки создать которую предпринимались на далекой версии 0.9.0.

Все вышеописанное никак вас не заинтересовало? Вероятно, это потому что там очень мало возможностей. Именно поэтому и появилось химическое обновление, которое кардинально изменило геймплей игры!

Химическое обновление

Единственное обновление chemistry education для данной версии добавило в игру возможность химичить. Были добавлены многие химические элементы, теперь вы можете создать воздушный шар, с помощью которого вы можете поднимать себя и мобов вверх.

По скриншоту с летающей коровой сложно понять, что и как в этом обновлении, поэтому Редакция сделала для вас небольшой гайд, с помощью которого вам будет куда легче понять Химическое обновление, особенно если вы не проходили Химию в школе.

Как включить Химию в Майнкрафт ПЕ?

Для того, чтобы химическое обновление работало, не надо его скачивать, вам всего лишь потребуется установить версию не ниже Майнкрафт ПЕ 1.2.20. Создайте новый мир, установив настройки генерации, как на скриншоте ниже:

Весь химический процесс происходит за четырьмя столами, скрафтить их в выживании невозможно, но в креативе они находятся рядом друг с другом и найти их не составит труда.

Первый стол позволяет вам создавать элементы: вам нужно установить требуемые значения у протонов, электронов и нейтронов. Например, выставив все значения на «8» вы сможете получить водород «H».

Следующий стол позволяет вам скрещивать, а если быть точнее, то соединять элементы. Так например из двух элементов водорода и одного кислорода мы сможем получить воду!

Альтернативным способом получить элементы является рассоединитель: он позволяет получить химические элементы из уже существующих блоков. Вот например, на картинке снизу я расщепил блок земли и получил из него большое количество химических элементов.

Если вы решили, что на этом функционал новой версии заканчивается, то вы очень сильно ошибаетесь. Все новые рецепты появятся в книге крафтов.

Как сделать воздушный шарик в Майнкрафт Эдукатион Эишн?

Сейчас я расскажу вам, как скрафтить с помощью химических элементов воздушный шарик.

• Для начала скрафтите 8 молекул кислорода и 5 молекул Углерода, а также одну молекулу гелия.
• После этого в создателе соединений вам потребуется создать латекс, обладающий формулой C5H8.
• Теперь нам потребуется самый обычный верстак , на котором вам нужно выложить следующий рецепт крафта.

Привязав данный шар к любому дружелюбному мобу он взлетит. Вот такая простая химия.

Карта для Minecraft Education Edition

Если вы все еще не разобрались в химии, то вам вероятно поможет карта, специально созданной для этого обновления. На ней подробно описаны карты всех химических элементов, а также вещей, которые можно с помощью них сделать: воздушный шар, бенгальский огонь или ледяная бомба. Все просто! Скачать карту можно по ссылке ниже.

Аналитическая химия

Наука об идентификации и количественной оценке данных о структуре и составе вещества

Аналитическая химия использует передовые методы и приборы для выделения конкретных соединений, идентификации этих соединений и определения их количественного содержания в продукте.

Ее можно разделить на две области: количественный анализ и качественный анализ. Первый используется для определения абсолютного значения или относительного количества одного или нескольких веществ, присутствующих в соединении. Второй связан с определением качества конкретного соединения, независимо от его концентрации или количества.

Например, обнаружение железа в магнетите — это качественный анализ, а измерение фактического количества железа (72,3% по массе) в магнетите — количественный анализ.

Аналитическая химия используется в различных областях науки. Например, с ее помощью можно идентифицировать неизвестные вещества, обнаруженные на месте преступления, определить количество холестерина в образце крови, очистить моторное масло и многое другое. Она находит широкое применение в биоанализе, клиническом анализе, криминалистике, анализе материалов и анализе окружающей среды.

Индивидуальные вещества и смеси

Дистиллированная вода — это молекулы Н2О без примесей. Такая жидкость не используется для питья и приготовления пищи. Вместе с водой в организм человека должны поступать ионы из состава растворимых веществ (электролиты). Природная, минеральная, водопроводная вода содержат, кроме молекул воды, ионы металлов, солей. Многие из них важны для здоровья.
Ионы макро- и микроэлементов в продуктах ошибочно называют минералами. Последние — это твердые природные тела, например, кварц, кремень, топаз. Лучше пользоваться названиями «неорганические питательные вещества», «минеральные добавки».

Интересный факт: при недостатке в продуктах питания химического элемента в виде иона или молекул человек не чувствует насыщения. Возникает подсознательное стремление восполнить существующий дефицит за счет других компонентов пищи, что нередко приводит к нарушению обмена, ожирению.

Вокруг нас преобладают смеси, которые содержат два и более простых либо сложных вещества. Атмосферный воздух — смесь газов. Жители промышленных районов, городов, дополнительно к газообразным кислороду, азоту и углекислому газу, вдыхают продукты горения всех видов топлива, микрочастицы свинца, ртути и других тяжелых металлов. Токсическое действие такого «коктейля» намного опаснее, чем вред отдельных компонентов.

Вещества вокруг и внутри живых организмов многообразны, состоят из атомов, молекул, ионов. Видов частиц немного, однако они создают великое разнообразие простых и сложных соединений. Представлять, хотя бы в общем, из чего состоят вода, воздух, лекарства, продукты питания необходимо. Такие знания дают преимущества в жизни, помогают лучше ориентироваться в окружающем мире, обеспечить свою безопасность, выживание.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Открытие новых химических структур

Как было сказано выше, USPEX позволяет находить новые химические структуры. Оказывается, даже у «привычного» углерода есть свои загадки. Углерод — очень интересный химический элемент, потому что формирует обширный набор структур, начиная от сверхтвердых диэлектриков, заканчивая мягкими полупроводниками и даже суперпроводниками. К первым можно отнести алмаз и лонсдейлит, ко вторым — графит, к третьим — некоторые фуллерены при низких температурах. Несмотря на широкое разнообразие известных форм углерода, ученым под руководством Артема Оганова удалось открыть принципиально новую структуру: ранее не было известно, что углерод может формировать комплексы по типу «гость-хозяин» (рис. 6). В работе принимали участие в том числе и сотрудники лаборатории компьютерного дизайна материалов (рис. 7).

Рисунок 6. Метастабильная форма углерода, формирующая комплекс по типу «гость-хозяин». Показана в двух проекциях — а и б.

Рисунок 7. Олег Фея, аспирант МФТИ, сотрудник лаборатории компьютерного дизайна материалов и один из авторов открытия новой структуры углерода. В свободное время Олег занимается популяризацией науки: его статьи можно прочитать в изданиях «Кот Шрёдингера», «За науку», STRF.ru, «Страна Росатом». Кроме того, Олег — победитель московского Science Slam и участник телешоу «Самый умный».

Рисунок 8. 14-я группа элементов таблицы Менделеева.

Взаимодействие «гость-хозяин» проявляется, например, в комплексах, состоящих из молекул, которые соединены друг с другом нековалентными связями. То есть некий атом/молекула занимает определенное место в кристаллической решетке, но при этом не образует ковалентной связи с окружающими соединениями. Такое поведение широко распространено среди биологических молекул, которые связываются друг с другом, образуя прочные и большие комплексы, выполняющие различные функции в нашем организме [13]. В целом, имеются ввиду соединения, состоящие из двух типов структурных элементов. Для веществ, образуемых только углеродом, такие формы не были известны. Свое открытие ученые опубликовали в 2014 году, расширив наши знания о свойствах и поведении 14-й группы химических элементов в целом (рис. 8) [14].Стоит отметить, что в открытой форме углерода ковалентные связи между атомами образуются. Речь о типе гость-хозяин идет из-за наличия четко выраженных двух типов атомов углерода, имеющих совсем разное структурное окружение.

Классификация веществ

Вещество в химии — любая совокупность атомов и молекул. Вещества в химии подразделяются на простые и сложные.

Простые и сложные вещества

Простые вещества состоят из атомов одного химического элемента, то есть их образуют два и более одинаковых атома: H₂, N₂, O₂, O₃(озон), Mn, Fe.

Сложные вещества состоят из атомов двух и более видов: KMnO₄, H₂SO₄, HCl.

Предмет химии (греч. chymos — сок)

У любой науки есть предмет изучения и методами, с помощью которых изучается предмет. Химия — наука о веществах, их превращениях и явлениях, которые сопровождают эти превращения.

Хочу заметить важную деталь: необходимо четко разделять химические и физические реакции. При химических реакциях происходят изменения в составе молекул: одни атомы сменяются другими, молекулы рвутся на части и собираются снова в обновленном виде.

При физических реакциях молекулы неизменны, связи атомов внутри них не подвергается изменениям.

• Выделение газа
• Появление запаха
• Изменение окраски раствора или реагирующих веществ
• Выпадение осадка
• Образование воды
• Выделение тепла
• Поглощение тепла

Аллотропия

Аллотропия (греч. allos — иной + tropos образ) — свойство некоторых химических элементов принимать различные физические формы, существовать в виде двух и более простых веществ.

Такие уникальные способности имеются у углерода. Его известнейшие аллотропные модификации: алмаз, графит и фуллерен. В разделе химических связей мы вернемся к ним, однако будет хорошо, если вы уже сейчас запомните: алмаз и графит имеют атомное строение, фуллерен — молекулярное.

Обратите внимание: вы можете догадаться о строении веществ по их формуле. У фуллерена молекулу составляют 60 атомов углерода. Мы изучали, что молекула — это как минимум два атома, соединенных вместе. Таким образом, уже по формуле, очевидно, что строение фуллерена молекулярное.

Среди аллотропных модификаций фосфора выделяют: белый, красный и черный фосфор. Белый (P₄) фосфор имеет молекулярное строение, а красный и черный (P_∞) — атомное.

Аллотропные модификации серы включают ромбическую, моноклинную, и пластическую серу. Ромбическая (S₈) и моноклинная сера (S₈) имеют молекулярное строение. Пластическая сера (S_∞) представляет собой длинные цепочки атомов, тем не менее также характеризуется молекулярным строением.

Надо заметить, что с течением времени, пластическая и моноклинная модификации серы, неустойчивые, превращаются в ромбическую, наиболее устойчивую.

Из аллотропных модификаций кислорода наиболее известен озон (греч. ozo — иметь сильный запах). Озон — неустойчивая модификация кислорода, образуется в озоновом слое под действием ультрафиолетового излучения. Имеет молекулярное строение и формулу — O₃.

Озон — ядовитый газ. Применяется как окислитель при отбеливании, при очистке воды и кондиционировании воздуха. В медицине существует целое направление, посвященное лечению с применение озона — озонотерапия.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.