СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ

Наука » Химия

Химия — наука не только эксперимен­тальная, но и теоретическая. Можно ли теоретически рассчитать скорость ре­акции и предсказать скорости новых, ещё неизвестных реакций?

  

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ

Константа скорости химической реакции быстро возрастает с повышением температуры.

  

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ

Энергия частицы, участвующей в химической реакции, меняется подобно тому, как это происходит у шара для гольфа, катящегося по неровной поверхности игрового поля и попадающего в лунку. Своеобразной энергетической «лункой» для частицы является образование устойчивого продукта реакции.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ

Контурная карта поверхности потенциальной энергии для реакции
X+YZ®XY+Z.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ

Энергетическая кривая, показывающая изменение энергии ядер в ходе химической реакции. 

 

Ни один из химических процессов не протекает мгновенно. В любом случае между реагентами и продукта­ми существует некое промежуточ­ное образование — так называемое переходное состояние, или переход­ный (активированный) комплекс, в котором некоторые связи ослаблены или усилены по сравнению с реаген­тами. Можно считать, что переходное состояние — это конфигурация ато­мов, соответствующая переходу от исходных веществ к продуктам в эле­ментарной реакции. А можно выра­зиться ещё проще: переходное состо­яние — это уже не реагенты, но ещё не продукты.

В простейшей модели химиче­ской реакции атомные ядра представ­ляют твёрдыми шариками, которые движутся по законам классической механики. Химики, изучая «шаг за шагом» сближение и взаимодействие молекул, могут изобразить на бума­ге или воссоздать на экране компью­тера некую особую поверхность, называемую поверхностью потенци­альной энергии, которая отражает зависимость общей энергии взаи­модействия всех ядер и электронов химической системы от всех межъ­ядерных расстояний. Минимумы на поверхности соответствуют устой­чивым состояниям реагентов и про­дуктов реакции, а область вблизи максимума (точки перевала) — пере­ходному состоянию. Разность между максимумом и энергией исходных веществ — это энергия активации прямой реакции. Разность между ма­ксимумом и энергией продуктов —

энергия активации обратной реак­ции. Разность между энергиями ис­ходных веществ и продуктов равна тепловому эффекту реакции.

Поверхности потенциальной энергии обычно многомерны, т. е. за­висят от многих переменных, поэто­му их трудно представить наглядно. Исключение — случай линейного столкновения атома и двухатомной молекулы:

X+YZ®XY+Z,

когда энергия зависит только от двух межъядерных расстояний: X—Y и YZ. Для такой реакции поверхность потенциальной энергии имеет доста­точно простой вид. Дня химической кинетики важна не вся энергетическая поверхность, а лишь небольшой её участок вблизи наиболее вероятной траектории изменения энергии ядер. Эту траекторию называют координа­той химической реакции.

 



Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.