Кафедра неорганической химии

Зав. кафедрой - Нейман Аркадий Яковлевич, д.х.н., профессор
Заместитель - Анимица Ирина Евгеньевна, к.х.н, доцент

Количество преподавателей - 9
Докторов наук - 2
Профессоров - 2
Кандидатов наук - 7
Доцентов - 7
Старших преподавателей -2

Курсы (код специальности - 011 000):

• Общая химия.
• Неорганическая химия.
• Химическая технология.
• Основы экологии и охрана природы.
• Общая и неорганическая химия (для биологов и экологов).
• Термодинамика и строение конденсированных сред.
• Ионика твердых электролитов.
• Электрохимия расплавов
• Элементы теоретической химии.
• Бионеорганическая химия.
• Фундаментальные понятия химии.
• Химия и технология конденсированных сред (реакции твердых тел, процессы в расплавах, электрохимические элементы и цепи).
• Высокотемпературная электрохимия.
• Ведение в нанохимию и нанотехнолгиию.
• Основы супрасмолекулярной химии
• Научные основы школьного курса химии.
• Конденсированное состояние.
• Химия и электрохимия поверхности.

Научная работа

Основные направления научной работы - природа, строение и свойства конденсированных сред, термодинамика, кинетика и механизм объемных и граничных процессов.

Организационной основой научной работы кафедры является лаборатория "Явлений переноса и межфазных процессов в конденсированных средах" (проф. Нейман А. Я. ). Последние годы значительные усилия ученых кафедры сконцентрированы на исследовании новых аспектов явлений переноса и механизма твердофазных реакций. В этой области приоритет кафедры признан мировым научным сообществом.

Учеными кафедры открыты неизвестные ранее явления:

• нефарадеевских эффектов при твердофазных реакциях;
• твердофазное растекание высокотемпературных оксидов;
• твердофазная электрокапилярность;
• твердофазный электроосмос.
• новый класс протонных проводников, на основе сложных фаз, со структурными вакансиями кислорода;
• неизвестные ранее закономерности реакций нанооксидов.

Создан электрохимический подход к механизму твердофазных реакций и межфазных транспортных процессов, показана глубокая аналогия открытых явлений с классическими процессами, изучаемыми коллоидной химией, что открывает обширные перспективы в изучении и понимании природы нанокристаллического состояния твердых тел.

Последние годы кафедра успешно развивает новое оригинальное направление исследований, связанное с высокотемпературными гидратированными фазами сложных оксидов, являющихся перспективными проводниками по ионам водорода.

Научные разработки кафедры поддержаны грантами: Российскиого Фонда Фундаментальных Исследований (1994-2006 гг, всего 7 грантов), Грантом ИНТАС (2000-2002 гг), программы - "Университеты России - Фундаментальные исследования " 3 гранта; Российской программы "Технологии, производства и машины будущего". В 2006 г. кафедрой выигран международный грант США-РФ на 2006-09 гг.

Создан и функционирует учебно-научный центр "Неорганическая химия и новые материалы" в составе объединенного филиала кафедры неорганической химии при Институтах высокотемпературной электрохимии, металлургии и химии твердого тела УрО РАН и совместных вузовско-академических научных лабораторий.

Кафедра поддерживает устойчивые связи и проводит совместные исследования с Университетами Осло, Бордо Киля и Ганновера, французскими фирмами Site et Concept и DLD International. В 1997-2003 гг. проведены 5 стажировок и преподавателей и сотрудников кафедры в Норвегии и Франции.

Экспериментальное оснащение кафедры.

• Комплекс установок для изучения кинетики и механизма твердофазных реакций (20. . 1600°C, а_О2 =10^-20…1).
• Установки для измерения электропроводности на постоянном и переменном токе (включая 3 импедансметра) (20. . 1600°C, а_О2 =10^-20. . 1, 10^-2. . 10⁶ Гц).
• Установки для измерения чисел переноса носителей заряда (20. . 1200°C, а_О2 =10^-20. . 1).
• Оптические микроскопы.
• Сканирующий зондовый микроскоп.
• Дифрактометр ДРОН-6,
• ВТРФА приставка до 1000°C
• ДСК анализатор Netzsh до 1500°C

Имеется возможность проведения исследований в сторонних организациях, включая ЦКП РФФИ: ЭСХА-спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света (микрозонд до 800°C), электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, масс-спектроскопия, нейтронная дифракция

Учебная работа

Основная задача кафедры - освоение студентами основ современных теоретических и экспериментальных подходов к решению основной задачи химии - установления фундаментальной связи строения со свойствами и реакционной способностью, разработки методов синтеза и глубокой очистки веществ, а также воздействия неорганических веществ на окружающую среду.

• На кафедре разработаны и внедрены в учебный процесс следующие формы обучения и контроля знаний студентов первого курса:
• систематическое тестирование на всех ступенях обучения,
• защита курсовых работ в форме научной конференции,
• рейтинговая технология обучения на 1 курсе,
• сочинения на химические темы для описания свойств элементов и их соединений,
• гибкая система формирования числа и состава учебных групп 1 курса.

Постоянно действует методический семинар, на котором обсуждаются вопросы по организации и совершенствованию учебного процесса, современным активным методам обучения и контроля знаний студентов младших курсов, изучения опыта работы ведущих вузов страны и зарубежья.

На старших курсах студенты получают фундаментальную подготовку в области химии и электрохимии конденсированного состояния. В этом плане учебная программа кафедры уникальна и не имеет аналогов в России. Так, специальные курсы и практикумы охватывают фундаментальные и прикладные аспекты неорганических конденсированных сред - растворов, расплавов, кристаллов и стекол различной природы.

На 4, 5 курсах и в магистратуре экспериментальная деятельность студентов носит научно-исследовательский характер и полностью связана с плановыми научными исследованиями кафедры. Освоение отдельных методов и подходов интегрировано в два блока спецпрактикума : "Синтез и свойства" и "Процессы и материалы". Работая в спецпрактикумах студенты получают и выполняют индивидуальные, оригинальные задания, результаты выполнения которых они докладывают на специальной конференции.

Основных публикаций коллектива за 1998-2006 гг.

1. A. Neiman, E. Tsipis, I. Beketov, Yu. Kotov, A. Murzakaiev, O. Samatov. Solid state interactions in nano-sized oxides, Solid State Ionics, 177 (2006) 403 – 410
2. A. Ya. Neiman, N. F. Uvarov, N. N. Pestereva Solid state surface and interface spreading: experimental study, Solid State Ionics, Принятакпубликации, 2006, Ref. No. : SSI-D-05-00320R1
3. Нейман А. Я., Пестерева Н. Н., Жукова А. Ю., Числа переноса носителей и ионная проводимость эвтектических метакомпозитов {MеWO₄|хWO₃} (Mе-Sr, Ba), Электрохимия, Принята к публикации, 2006.
4. Нейман А. Я., Пестерева Н. Н., Ципис Е. В., Электроповерхностный перенос и сопряженные процессы на гетерофазных границах MeWO₄|WO₃(Me = Ca, Sr, Ba), Электрохимия, 2006, принята к публикации.
5. Пестерева Н. Н., Поташникова А. В., Шуняев К. Ю., Нейман А. Я., Взаимные самопроизвольные и электроповерхностные процессы на гетерофазных интерфейсах WO ₃|Me ₂(WO ₄) ₃, (Me-=In, Eu, Sc), Электрохимия, 2006, принята к публикации.
6. Нейман А. Я., Куликова Т. Е., Электрохимия твердофазных реакций. Формирование фаз системыIn₂O₃-WO₃. I. Процессы на границахWO₃. In₂O₃иWO₃. In₆WO₁₂, Электрохимия, 2006, принята к публикации.
7. Neiman A., Iakovlev S., Solid-state spreading of oxides: morphology and conductivity of In2O3-based films, 2006, presented to publication in Solid State Sciences, SSS MJ 394.
8. А. Я. Нейман, Н. Н. Пестерева, А. Р. Шарафутдинов, Ю. П. Костиков. Проводимость и числа переноса метакомпозитов {MеWO₄·WO₃} (Mе-Cа, Sr, Ba)// Электрохимия, 2005, Т. 41, Вып. 6, С. 680-693.
9. Нейман А. Я., Гусева А. Ф., Трифонова М. В., Суханкина И. В. Поверхностная реакционная диффузия при синтезе молибдатов и вольфраматов: роль фазового состава продуктов. // Ж. неорганической химии, 2005, Вып. 3, С. 367-372.
10. Нейман А. Я., Трафиева М. Ф., Костиков Ю. П. Химизм и маршруты массопереноса при формировании фаз системы V ₂О ₅|MoO ₃ // Ж. неорганической химии, 2005, Т. 50, Вып. 10, С. 1582-1595
11. А. Нейман, И. Запасская. Вузы России в комплексе научных и образовательных задач водородной энергетики. // Высокие технологии, водородная энергетика, платиновые металлы, АСМИ, Москва, 2005, С. 121-124.
12. Kochetova N., Norby T., Ashok A. M., Haugsrud R., Animitsa I., Neiman A. The structure and properties of solid solutions (Ba _1-xCa _x) ₆Nb ₂O ₁₁ // Solid State Ionics, 2004
13. Wideroe M., Kochetova N., Norby T.   Transport numbers from hydrogen concentration cells over different oxides under oxidizing and reducing conditions// Solid State Ionics, 2004.
14. Аnimitsa I, Neiman А., Kochetova N., Melekh B., Sharafutdinov А., Proton and oxygen-ion conductivity of Ba ₄Ca ₂ Nb ₂O ₁₁// Solid State Ionics, 162-163, 2003, 63-71.
15. Animitsa I., Denisova T., Neiman A., Nepryahin A., Kochetova N., Zhuravlev N., Colomban Ph. States of H ⁺-Containing Species and Proton Migration Forms in Hydrated Niobates and Tantalates of Alkaline-Earth Metals with a Perovskite-Related Structure// Solid State Ionics, 162-163, 2003, 73-81.
16. Аnimitsa I., Neiman A., Titova S., Kochetova N., Isaeva E., Sharafutdinov, Timofeeva N., Colomban Ph. Phase relations during water incorporation in the oxygen and proton conductor Sr ₆Ta ₂O ₁₁// Solid State Ionics, 156, 2003, 95-102
17. Animitsa I., Norby T., Marion S., Glockner R., Neiman A. Incorporation of water in strontium tantalates with perovskite-related structure. // Solid State Ionics, 145, 2001, 357-364.
18. Colomban Ph., Romain F., Neiman A., Animitsa I. Double perovskites with oxygen structural vacancies: Raman spectra, conductivity and water uptake. // SolidStateIonics, 145, 2001.
19. Анимица И. Е., Титова С. Г., Нейман А. Я., Кочетова Н. А., Бронин Д. И., Исаева Е. В. Фазовые переходы в нестехиометричных танталатах стронция со структурой криолита// Кристаллография, 2002, т. 47, с. 1060-1064.
20. E. Konisheva, A. Neiman, E. Gorbunova Transport processes and surface transformation at the CaWO4. WO3 interface Solid State Ionics, 157/1-4 (2003) pp. 45-49
21. A. Guseva, A. Neiman E. Konisheva, M. Trifonova, E. Gorbunova The interface transport of V2O5 and WO3 into CaMo(W)O4 stimulated by an electric field Surface Science, 2002, 507-510, 140-145
22. Е. Конышева, А. Нейман, Е. Горбунова. Высокотемпературная поверхностная фаза на границе CaWO4ЅWO3: состав и свойства. Известия Академии Наук, сер. физическая, 2002, т. 66, № 6, с. 829-832
23. Нейман А. Электроповерхностные процессы в твердофазных системах, Ж. Физической химии, 2001, т. 75, № 12, 2119-2134
24. E. Konisheva, E. Gorbunova, A. Neiman, Spontaneous and electrical field-stimulated processes at the CaWO4. WO3 interface, Solid State Ionics, 2001, v. 141-142, pp. 141-145
25. A. Neiman, A. Guseva, M. Trifonova, “Surface reaction diffusion during formation of molybdates and tungstates”, Solid State Ionics, 2001, v. 141-142, pp. 321-329
26. A. Neiman, S. Barsanov, Solid state interaction between V2O5 and MoO3: Specific features caused by vanadia minor transfer // The Journal of Solid State Electrochemistry, 2001, 5, № 6, 382-392
27. Нейман А. Я., Дириле О., Утюмов В. Ю. Твердофазное растекание и кристаллизация In2O3: структура и морфология пленок на монокристаллических подложках Al2O3 и ZrO2(Y2O3)// Неорганические материалы, 2000, т. 36, №1, с. 39-44.
28. Кирпищикова Т., Думер Ж-П., Нейман А. Я. Синтез фазы Tl _{0, 64}Sr _{1. 5}La _{0. 5}CoO ₅-e со структурой 1201// Журнал неорганической химии, 2000, т. 45, №5, с. 760-766.
29. T. Kirpichtchikova, J-P. Doumerc, A. Neiman New Thallium-Strontium-Lanthanum Cobaltite // Material Research Bulletin, 2000, Vol. 35, N° 9 (September).
30. Нейман А. Я., Белкова Т. Б., Костиков Ю. П Твердофазные реакции оксида висмута с оксидами переходных металлов (Cr2O3, Mn2O3, Co3O4) // Журнал неорганической химии, 1999, т. 44, N2, 202-207.
31. Нейман А. Я., Гусева А. Ф. Новые данные о механизме массопереноса при твердофазных реакциях. II. Поверхностные и электроповерхностные явления // Кинетика и Катализ, 1999, т. 40, №1, с. 38-49.
32. A. Neiman, V. Utiumov Solid State Spreading and Crystallisation of Refractory Oxides, Solid State Ionics, 1999, v. 119, p. 49-53
33. A. Neiman, E. Konisheva Electrosurface transfer in the CaWO4-WO3 system // Solid State Ionics, 1999, v. 119, p. 75-78.
34. Нейман А. Я., Барсанов С. Ю. Новые данные о механизме массопереноса при твердофазных реакциях. III. Взаимодействие оксидов с низкой поверхностной энергией (реакция между V2O5 и MoO3) // Кинетика и Катализ, 1999, т. 40, №1, с. 50-57.
35. Нейман А. Я. Зависимость подвижности носителей заряда и массы в оксидах от степени их ионизации // Журнал физической химии, 1999, Т. 73, №3, с. 391-400.
36. Нейман А. Я., Конышева Е. Ю. Электроповерхностный перенос в системе WO₃/CаWO₄ // Электрохимия, 1998, Т. 34, №3, с. 272-279.