а низкомолекулярные вещества. Такие полимеры называются одноагрегатными в отличие от двухагрегатных, которые могут быть и твердыми и жидкими (эластическая сера, полифосфонитрилхлорид и другие линейные полимеры).

Полимеры серы, теллура и селена являются линейными, а полимеры бора, кремния, углерода, германия, фосфора и некоторых других элементов — пространственными. При высоких давлениях и температурах углерод дает трехмерный полимер (алмаз), а при более мягких условиях — плоскостной, «паркетный» полимер (графит) (рис. 74)..

-F T

П ^

О < fa- .. А- «<

a 5

Рис. 74. Схема строения алмаза (а) и графита (б)

В. В. Коршаком с сотр. получен новый полимер углерода — карбин, имеющий, вероятно, линейное строение:

Окисление

л-НС=СН > С=С—С=С—С=С

Способность к образованию полимеров неодинаково выражена у различных элементов *.' В то время как бор, углерод, кремний, фосфор, сера, германий, селен и т. д. обладают этой способностью, у таких элементов, как кислород и азот, она отсутствует. Однако если в молекулярной цепи атомы кислорода или азота чередуются с атомами бора, кремния или алюминия, легко можно получить гетероцепные полимеры. Среди таких полимеров наиболее многочисленными типами*являются окислы, нитриды, карбиды и бори-ды; к ним примыкают широко распространенные в природе силикаты и другие кремнийсодержащие высокомолекулярные соединения.

* Затрудняют получение устойчивых гомоцепных полимеров большая склонность неорганических соединений давать циклические олигомеры (ср. циклосило-ксаны) и неспособность образовывать ненасыщенные соединения, которые могли бы полимеризоваться. Расплавленная сера, содержащая 8-членные кольца, поли-меризуется в неустойчивый эластомер, стабильность которого можно повысить, сшивая макромолекулы фосфором. Более устойчивые полиселен и полителлур используются в полупроводниковой технике. По мере увеличения атомной массы элемента все чаще ковалентиая связь между его атомами заменяется металлической с одновременной утратой свойств, характерных для полимеров.

В основе структуры всех силикатов лежит атом кремния, окруженный четырьмя атомами кислорода, расположенными по углам тетраэдра. Атомы кислорода, в свою очередь, могут быть связаны с новыми атомами кремния силоксановой связью, как, например, в кремнеземе (SI02)X, или с ионами металлов, образуя орто-силикаты, содержащие анион [SiO.*]4-. Между этими крайними случаями, т. е. между идеальной пространственной сеткой и ионной структурой, находится множество промежуточных форм. В частности, сетка геля поликремниевой кислоты построена из сило-ксановых Цепей, с которыми соединено большее или меньшее количество гидроксильных*групп:

1 I I

HO—Si- -0- -SI- -0- -SI

1 l I

0

1 I

—SI- -0- -SI- -0-

I !

О

г- I

~SI~ i

1

OH

Если только два из окружающих кремний атомов кислорода участвует в силоксановой связи, а остальные соединены с ионами, возникают линейные полимерные анионы вида

О- О- О- ОI I I I

—SI—О—St—О—SI—О—SIll I 1

О- О- О- Осостоящие из так называемых пироксеновых цепей.

При этом благодаря электростатическому взаимодействию между положительно заряженными многовалентными ионами и отрицательно заряженными атомами кислорода различных полимерных анионов цепи притягиваются друг к другу (связываются). Пироксеновая цепь встречается у таких минералов, как пироксен (SiOe^NaAl, и лежит в основе кремнийорганических соединений, где боковые атомы кислорода заменены органическими радикалами.

Наблюдаются случаи частичного сшивания пироксеновых цепей между собой за счет силоксановой связи; в амфиболовой ленточной цепи, например, имеется две пироксеновые цепи:

"О О- 0~ ~0 О" "6 О~

~0—SI—О— SI—О—SI — О—SI— I

О I

~0—SI—О—SI—О—SI— О — SI~

/\ 1 /\ /\-О О- О- -О О--О ОАмфиболовая цепь встречается у хризотила (HO)6Mg6(Si4Oii) -НгО, входящего в состав природного асбеста, и обусловливает его волокнистое строение (органические волокнистые вещества также состоят из линейных макромолекул). Наряду с линейным и сетчатым строениями среди силикатов имеются слоистые плоскостные (паркетные) структуры:

'* S

~sr XSK xsi~

I i 1

ООО

I. 1. I

~SL ySi\ ySi>.

\)4 /0х хоч >о/ \>x

XSK XSK XSJ~

I I г

ООО

I 1 !

•—Siv ySi4 ^Si~

У каждого атома кремния в приведенной формуле четвертая валентность насыщена атомами кислорода, не показанными здесь. У талька, каолина, слюды и некоторых других веществ эти атомы направлены только в одну сторону по отношению к плоскости, образуя химически активный слой.

Тальк, имеющий состав SieCboMgetOHb, построен из трех слоев, причем два наружных состоят из поликремниевой кислоты, а средний — из гидроокиси магния (бруцит). Слои прочно соединены в пакеты, между которыми действуют уже слабые силы, чем и объясняется мягкость талька и его «смазывающее» действие.

К алюмосиликатам, которые наряду с кислородом содержат еще алюминий, относятся слюда, карболинит, монтморилл