Энциклопедический словарь нанотехнологий

КЛАСТЕР

Термин
кластер
Термин на английском
cluster
Синонимы
суператом
Аббревиатуры
Связанные термины
магические кластеры, наночастица, фуллерен, эндоэдральный, матричная изоляция
Определение

(от англ.cluster— рой, скопление) компактная группа связанных друг с другом атомов, молекул или ионов, которая обладает свойствами, отличными от свойств составляющих ее элементов.

Описание

Под кластерами в разных областях знания понимают весьма различные объекты. В ядерной физике кластерами называют коррелированные группы элементарных частиц. В информационных технологиях кластер - единица хранения данных на дисках компьютеров. В химии и материаловедении под кластерами чаще всего имеют в виду одно из промежуточных по размерам состояний вещества между атомом (молекулой, ионом) и твёрдым телом (наночастицей).

Согласно последней точке зрения, кластер представляет собой группу из небольшого (счетного) и, в общем случае, переменного числа взаимодействующих атомов, ионов или молекул. В зависимости от типа объединяемых частиц кластеры подразделяют на атомные, ионные и молекулярные; в зависимости от состава - на металлические, углеродные и т.д. Минимальное число атомов в кластере равно двум (по другим данным - трем). Верхнюю размерную границу кластера можно рассматривать как границу между кластером и изолированной наночастицей; ей отвечает переход от дискретного электронного энергетического спектра, свойственного отдельным атомам и молекулам, к зонному электронному энергетическому спектру, характерному для твердого тела. Предельным для кластера можно считать такое число атомов, при котором добавление еще одного элемента уже не меняет свойства кластера; в химии это обычно наблюдается, когда число атомов в группе не превышает одной-двух тысяч.Отличительная особенность кластеров - немонотонная зависимость их свойств от числа атомов в кластере.

Основные методы получения кластеров основаны на испарении металлов, сплавов и бинарных соединений с использованием термического, плазменного, электронно-лучевого и лазерного испарения с последующей конденсацией. Основным требованием к условиям конденсации является обеспечение высокой скорости зародышеобразования при минимальной скорости роста образующихся частиц, что может быть реализовано при максимальной скорости охлаждения конденсируемых паров (сверхзвуковое истечение пара металла в вакуум, испарение в разреженной атмосфере инертного газа и пр.). При синтезе и исследовании кластеров активно используется метод низкотемпературной матричной изоляции (см. также статью криохимия). Существование кластеров возможно и в газовой фазе; строение и состав кластеров при этом могут заметно отличаться от свойств кластеров в конденсированном состоянии. Для исследования процессов кластерообразования в этом случае активно используется масс-спектрометрия и различные спектроскопические методы анализа газовой фазы.

Наряду с существованием кластерных частиц металлов и сплавов, существуют также кластерные соединения, часто именуемые кластерами, в которых металлическое ядро стабилизировано лигандами, иногда весьма сложного химического состава. Молекулы таких соединений содержат окруженный лигандами остов из атомов металлов, находящихся на расстояниях до 0,35 нм, допускающих прямое взаимодействие металл-металл. По числу атомов металла, образующих остов кластерного соединения, – нуклеарности (q) – кластеры делят на малые (q = 3-12), средние (q = 13-40), крупные (q=41-100) и сверхкрупные, "гигантские" (q>100).

Кластерные соединения характерны как для переходных металлов, так и для многих непереходных элементов. Известны гомометаллические кластеры, остов которых состоит из атомов одного металла, и гетерометаллические кластеры, содержащие в остове атомы двух, трех и более металлов. Металлический остов в молекулах кластеров покрыт плотным слоем лигандов, как концевых, так и мостиковых. Лигандами могут быть как отдельные атомы (Н, Cl, Br, I, Se и др.), так и группы атомов или молекулы (СО, NO, олефины, арены и др.). Иногда моноатомные лиганды (N, С, Н, Р и др.) расположены внутри полостей металлического остова, имеющего с внешней стороны другие лиганды.

К наиболее известным кластерам относятся упомянутые выше стабилизированные лигандами металлические кластеры MnLm(L – молекула лиганда), коллоидные кластеры, фуллерены Cn(n = 20-540), эндоэдральные фуллерены [email protected]n(M – металл, n = 28, 60-84), экзоэдральные фуллерены, например, C60Xn(X = H, I, Br, F, CF3n = 2-48) , металлокарбогедрены или меткары M8C12(M - переходный металл: Ti, Zr, Hf, V, Cr, Mo и Fe).

Авторы
  • Гусев Александр Иванович, д.ф.-м.н.
  • Гольдт Илья Валерьевич, к.х.н.
  • Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.
Ссылки
  1. С.П. Губин, Кластеры; Химическая энциклопедия, М. Советская энциклопедия, 1988; http://slovar.plib.ru/dictionary/d37/2595.html
  2. А. И. Гусев, Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М., Наука-Физматлит, 2007. - 416 с.
  3. A.I. Gusev A.A. Rempel, Nanocrystalline Materials. - Cambridge: Cambridge International Science Publishing, 2004. - 351 p.
Иллюстрации

Молекулярный кластер Ti8C­12с додекаэдрической структурой


Теги
Разделы
Искусственные (синтетические) низкоразмерные объекты
(Источник: «Словарь основных нанотехнологических терминов РОСНАНО»)

  1. кластер—cluster...Analytical Chemistry (Ukr-Eng)
  2. кластер—сообщество сконцентрированных по географическому отраслевому либо иному принципу организаций либо тесно связанных отраслей взаимно способствующих росту конкурентоспособно...Аграрная экономика - термины и понятия. Энциклопедический справочник
  3. кластер—сталкер стрелка...Анаграммы
  4. кластер—англ. class класс their свой своя сво . в факторном анализе группа переменных имеющих более высокие корреляции друг с другом чем с другими переменными . любая воспринима...Большая энциклопедия по психиатрии
  5. кластер—cluster...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  6. кластер—сущ. муж. рода...Большой русско-украинский словарь
  7. кластер—англ. cluster нем. Cluster. Класс родственных элементов статист совокупности....Большой толковый социологический словарь II
  8. кластер—мен. чол. роду...Большой украинско-русский словарь
  9. кластер—а ч.i спец.i Абстрактний тип даних. Пдмножина обктв з певними наборами ознак як виявляються за кластерного аналзу. муз. Спвзвуччя утворене малими або великими секундами...Великий тлумачний словник (ВТС) сучасної української мови
  10. кластер—каменщик половник дежурный по классу квалифицированный уборщик карман...Весёлый этимологический словарь
  11. кластер—кластер cluster Cluster Klaster Багатоядерн комплексн сполуки в основ яких лежить обмний скелет чарунка комрка з атомв металв звязаних мж собою. Найчастше чарунка ма ...Гірничий енциклопедичний словник
  12. кластер—элементы множества со схожими характеристиками или параметрами собранные в одну группу....Глоссарий по маркетингу
  13. кластер—англ. сluster група усх предметв cluster analysis метод за зразком якого групи класифкуються вдповдно до певних характеристик cluster sampling вдбр зразкв на основ чтко...Економічний словник
  14. кластер—англ. cluster гроздь скопление скопление однотипных объектов напр. звздное скопление атомный К. На основе ат омных и молекулярных К. созданы т. н. кластерные материалы п...Естествознание. Энциклопедический словарь
  15. кластер—Начальная форма Кластер винительный падеж единственное число мужской род неодушевленное...Морфологический разбор существительных
  16. кластер—англ. cluster гроно скупчення tone cluster гроно звукв за визначенням Г.Кауела спвзвуччя утворене щльним скупченням малих або великих секунд що обовязковою умовою тр...Музичні терміни
  17. кластер—от англ. cluster гроздь скопление совокупность скопление однотипных объектов например звездное скопление атомный и молекулярный кластеры. На основе кластеров образуются...Начала современного естествознания
  18. кластер—. В факторном анализе группа переменных имеющих корреляции друг с другом выше чем с другими переменными. . В более общем смысле любая группа объектов или явлений которы...Оксфордский толковый словарь по психологии
  19. кластер—. В факторном анализе группа переменных имеющих корреляции друг с другом выше чем с другими переменными. . В более общем смысле любая группа объектов или явлений которы...Оксфордский толковый словарь по психологии
  20. кластер—кластер кластер а...Орфографический словарь
  21. кластер—кластер менник чоловчого роду...Орфографічний словник української мови
  22. кластер—кластер...Орысша-қазақша «Электроника, радиотехника және байланыс» терминологиялық сөздік
  23. кластер—physpile amas infu grappe...Политехнический русско-французский словарь
  24. кластер—Орфографическая запись слова кластер Ударение в слове кластер Деление слова на слоги перенос слова кластер Фонетическая транскрипция слова кластер [гластир] Характеристи...Полный фонетический разбор слов
  25. кластер—сконцентрированная по географическому признаку группа взаимосвязанных предприятий специализированных поставщиков услуг связанных с их деятельностью некоммерческих организ...Продовольственная безопасность, термины и понятия. Энциклопедический справочник
  26. кластер—кластер аСинонимы сиботаксис...Русский орфографический словарь
  27. кластер—cluster...Русско-английский морской словарь
  28. кластер—bunch clump физ.u cluster сиботаксис...Русско-английский политехнический словарь
  29. кластер—м. факторн. ан. кластер симптомов корреляционный кластер установочный кластер...Русско-английский психологический словарь
  30. кластер—m. сиботаксис...Русско-английский словарь математических терминов
  31. кластер—cluster сиботаксис...Русско-английский словарь по машиностроению
  32. кластер—м. адронный кластер аморфный кластер атомарный кластер базисный кластер барионный кластер бесконечный кластер бесцветный кластер бесцветный партонный кластер быстрый клас...Русско-английский словарь по физике
  33. кластер—pile bunch clump cluster напр. магнитного диска allocation unit...Русско-английский словарь по электронике
  34. кластер—klaster сиботаксис...Русско-английский технический словарь
  35. кластер—cluster...Русско-английский толковый словарь терминов по информатике
  36. кластер—клаuстэр ра кластер адронный кластер бесцветный кластер вакансий кластер паровой кластер самоподобный...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
  37. кластер—кластэр ра...Русско-белорусский физико-математический словарь
  38. кластер—кластер...Русско-казахский терминологический словарь «Горное дело и металлургия»
  39. кластер—кластер...Русско-казахский терминологический словарь «Философия и политология»
  40. кластер—комп.u c экон.u jqn mjqСинонимы сиботаксис...Русско-китайский словарь
  41. кластер—Cluster англ....Русско-немецкий политехнический словарь
  42. кластер—Cluster...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  43. кластер—Cluster...Русско-немецкий химический словарь
  44. кластер—вчт матем. физ. кластер Синонимы сиботаксис...Русско-украинский политехнический словарь
  45. кластер—agglomrat agrgat amas cluster grappe essaim...Русско-французский словарь по химии
  46. кластер—кластер [тэ\]Синонимы сиботаксис...Русское словесное ударение
  47. кластер—Объединение в систему однородных единиц. При этом данная система может считаться самостоятельным элементом обладающим определенными свойствами. Понятие кластер входит во ...Словарь бизнес терминов
  48. кластер—КЛАСТЕР [англ. cluster кисть рой] лингв. последовательность цепочка языковых элементов которыми могут быть звуки вокальный к.em или части речи глагольный к.em лингв. ...Словарь иностранных слов русского языка
  49. кластер—кластер сущ. колво синонимов нанокластер сиботаксис туркластер Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы сиботаксис...Словарь синонимов II
  50. кластер—КЛАСТЕР а ч. Обднання деклькох однордних елементв що може розглядатися як самостйна одиниця з певними властивостями.У Харков створили кластер нформацйних технологй з журн...Словник української мови у 20 томах
  51. кластер—I группа объектов выделенная с помощью одного из методов анализа кластерного по формальному критерию их близости друг к другу. При таком анализе переменных группа перемен...Социологическая энциклопедия
  52. кластер—Кластер cluster совокупность единиц производственных ресурсов.[ГОСТ Р . Системы промышленной автоматизации и интеграция. Руководство по применению стандартов структура и...Терминологический словарь автоматизации строительства и производственных процессов
  53. кластер—а ч. спец. Абстрактний тип даних. Пдмножина обктв з певними наборами ознак як виявляються за кластерного аналзу. муз. Спвзвуччя утворене малими або великими секундами....Толковый словарь украинского языка
  54. кластер—Ударение в слове кластерУдарение падает на букву аБезударные гласные в слове кластер...Ударение и правописание
  55. кластер—вчт матем. физ. кластер...Украинско-русский политехнический словарь
  56. кластер—фз....Українсько-англійський словник
  57. кластер—[kaster]klaster cluster komp....Українсько-польський словник
  58. кластер—сущ.Небольшой независимый жилой район города расположенный за пределами городской черты в европейских странах. Кластеры как правило это загородные дома и малоэтажные здан...Универсальный дополнительный практический толковый словарь И. Мостицкого
  59. кластер—Rzeczownik кластер m klaster...Универсальный русско-польский словарь
  60. кластер—англ cluster букв. пучок система из большого числа слабо связанных атомов или молекул. К. занимают промежуточное положение между вандерваальсовыми молекулами i содержащи...Физическая энциклопедия
  61. кластер—Кластер Кластер в вычислительной технике группа компьютеров объединенных высокоскоростными каналами связи и представляющая с точки зрения пользователя одну многопроцесс...Финансовый словарь
  62. кластер—клаuстер род.em кластера мн.em кластери род. мн.em кластерв cluster накопиченнядеклька незалежних обчислювальних машин що використовуються спльно працюють як одна систе...Фізико-технічний словник-мінімум
  63. кластер—Ска Сетка Сет Серка Сера Секта Сек Сакер Сак Рет Река Реал Раст Ракс Рак Раек Летка Леска Леса Лерка Лера Лек Латекс Ласт Ларек Лак Крест Крат Клетр Клест Клер Кластер Кл...Электронный словарь анаграмм русского языка
  64. кластер—[cluster] многоядерное соединение микрогруппировка например в жидком растворе или расплаве в виде плоского или объемного скелета с расположением атомов или молекул близк...Энциклопедический словарь по металлургии
  65. кластер—англ. cluster нем. Cluster. Класс родственных элементов статист совокупности. Antinazi.Энциклопедия социологии Синонимы сиботаксис...Энциклопедия социологии