Каких свойств веществ чаще всего хотят добиться химики-неорганики? В большинстве случаев — экстремаль­ных. Вспомним, что львиная доля про­цессов с участием органических со­единений (за исключением, может быть, полимеров), протекает в услови­ях, близких к биологическим, — в очень ограниченном интервале темпе­ратур и давлений. Многие органиче­ские вещества не выдерживают тем­ператур выше 200—300 °С и давлений больше нескольких сот атмосфер — дальше происходит разложение. А если нужен материал, работающий в жёстких условиях, за дело берётся неорганическая химия.

Примером может служить история создания специального покрытия для спускаемых космических аппаратов. Снижаясь, они входят в плотные слои атмосферы с высокой скоростью. От трения о воздух поверхность аппара­та разогревается до огромной темпе­ратуры — тут будет уничтожено всё, что может гореть. Значит, материал должен быть устойчивым к окисле­нию, тугоплавким и обладать низкой теплопроводностью — ведь в спуска­емом отсеке будет находиться чувст­вительное научное оборудование или даже живые существа.

Ясно, что вещества, из которых можно изготовить такое покрытие, следует искать среди тугоплавких ок­сидов, не забывая при этом ни об их химических свойствах (скажем, СаО или ВаО плавятся при очень высоких температурах — 2600 и 1920 °С соот­ветственно, но в природных услови­ях не проявляют никакой химической устойчивости), ни о теплопровод­ности, ни, наконец, о стоимости. И ре­шение было найдено: покрытие неко­торых летательных аппаратов сделано из керамики на основе одного из са­мых инертных и в то же время доста­точно тугоплавких оксидов — Та₂О₅ (t_пл=1890 °С).

Большие задачи ставит перед не­органической химией и электроника. Ей нужны не только сверхчистые кремний и германий, но и вещества с нестандартными и очень сложными диэлектрическими свойствами, на­пример сегнетоэлектрики.

Если сегнетоэлектрик поместить на некоторое время во внешнее элек­трическое поле, он становится само­стоятельным источником поля, по­добно намагниченному куску железа. Если затем поменять внешнее поле на противоположное, скачком изменится и собственное поле сегнетоэлектрика. Как и у магнита, оно может сохра­няться и в отсутствие внешнего поля, причём очень долго. Возник вопрос а можно ли использовать это явление в электронике? Разумеется, ответили учёные, — в первую очередь там, где требуется сохранять информацию, например в устройствах памяти. Не­обходимо лишь подыскать вещест­во — основу будущего материала. Есть сегнетоэлектрики как органиче­ские, так и неорганические. Но пер­вые могут работать лишь в узком ин­тервале температур, да и не очень устойчивы даже при обычных условиях: обыкновенная плесень способ­на вывести их из строя. Поэтому вы­бор пал на неорганических «претен­дентов».

Где их искать? Здесь химику-неорганику приходит на помощь накоп­ленный наукой опыт. Известно, что сегнетоэлектрическими свойствами обладают соединения с кристалличе­ской структурой, близкой титанату кальция (перовскиту СаTiO₃). Благо, таких соединений не очень много — их перебрали одно за другим. Выяс­нилось, что наилучшие свойства про­являют вещества, содержащие висмут. Круг поисков сузился — и вот результат: соединение SrBi₂Nb₂O₉ уже ис­пользуется в новом поколении уст­ройств памяти.

Ни для кого не секрет, что имен­но в «неорганической команде» со­брались чемпионы-сверхпроводни­ки. Все они — соединения меди, а сверхпроводящие свойства обеспечи­вают медь-кислородные слои [CuО₂], которые присутствуют в структурах этих соединений. Однако добиться хорошей сверхпроводимости не так-то просто. Природа ставит два усло­вия: определённая (нецелочислен­ная) степень окисления меди, чуть больше 2, и очень узкий диапазон длин связей медь — кислород. Какой должна быть кристаллическая струк­тура соединения, чтобы эти условия оказались выполненными? Прихо­дится учитывать и размеры ионов, и предпочтительность той или иной степени окисления, и даже то, к како­му координационному окружению тяготеет тот или иной ион. А ведь отталкиваться здесь химику не от че­го: все сверхпроводники — дети XX столетия! Приходится руководст­воваться в основном интуицией. Пока удалось достичь перехода в сверхпро­водящее состояние при температуре -93 °С, но физики утверждают, что это не предел. Ведь исследованы да­леко не все возможности, и не исключено, что мечта экспериментато­ров — сверхпроводимость при ком­натной температуре — сбудется.

Большую роль в химии играют металлокомплексные катализаторы — комплексы металлов (как правило, переходных, но не всегда) с раз­личными лигандами. Уникальны­ми свойствами обладает комплекс осмия (III) [Os(NH₃)₅(CF₃SO₃)]²⁺. Пять из шести координационных мест в нём заняты молекулами аммиака, а шестое — ионом трифторметилсульфоната, который осмий при вос­становлении очень легко теряет. Образующийся ион [Os(NH₃)₅]²⁺ ис­ключительно химически активен. Он «вцепляется» даже в очень стабиль­ную молекулу бензола. В образовав­шемся веществе атом осмия оказыва­ется химически связанным лишь с одной кратной связью в бензольном ядре. Две оставшиеся двойные связи могут легко присоединить Н₂, как обычные ненасыщенные соедине­ния. Это позволяет превратить бензол в циклогексен с высоким выходом.

А вот совсем «свежая», ещё не решённая до конца задача для неорга­нического синтеза. Рассмотрим атом какого-нибудь очень активного ме­талла, помещённый в большую по­лую молекулу, иными словами, в «клетку» (так эти молекулы, кстати, и называются). Атом может легко те­рять электроны: они переходят сна­чала к молекуле-клетке, а потом и в реакционную среду. Вещество пре­вращается в активнейший восстано­витель, который после использова­ния легко отделить от реакционной смеси. Но «загнать» атом металла в клетку — дело сложное. Простейшая клетка такого типа — фуллерен, и атом, скажем, лантана по размерам вполне подходит для этого. Однако процесс идёт в жёстких условиях — графит пропитывают раствором какой-нибудь соли лантана и под действием лазера испаряют. Естест­венно, в таких условиях получить чистое вещество невозможно: его образуется не более 40%, а осталь­ное — разнообразные примеси, кото­рые ещё требуется отделить.

Подвергнутый гидрированию комплекс [Os(NH₃)₅]²⁺ с анизолом (метиловым эфиром фенола). Этот ион легко отщепляет [Os(NH₃)₅]²⁺, образуя молекулу 3-метоксициклогексена — продукт частичного гидрирования анизола.

Сейчас химикам известно и то, что очень похожие клетки способны об­разовывать гидриды бора, например [В₁₀Н₁₀]^2- или [В₁₂Н₁₂]^2-. Эти ионы устойчивы даже в водном растворе. В кислой среде клетка «раскрывается», и образуется полость, в которую мог бы «зайти» какой-нибудь ион. Если потом раствор подщелочить, клетка снова «захлопнется». Но ввести внутрь такой клетки атом металла ещё толь­ко предстоит.

Ныне способы работы с вещест­вом подобны операции на живой клетке, только на уровне отдельных молекул. Они открывают возможно­сти проведения реакций с высоким выходом продукта и в достаточно мягких условиях. Разработка этих методов и является задачей современ­ного неорганического синтеза.

 Строение ионов:

[B₁₂H₁₂Р]^2-(1), 

[В₁₀Н₁₀]^2-(2).