химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

ости — разрыва старых связей и образования новых. Рассмотрим механизм реакции между H2[ff|o"*°] и !2[...тг^'*уО'Допустим,

молекулы Н2 и 12 сталкиваются, как показано на рис. 115, а, а сочетание орбиталей происходит на оси х. Это отвечает следующим комбинациям орбита-лей (рис. 117):

V№) - °*Сочетание занятой (^-орбитали Н2 и свободной ег*-орбитали I2 приводит к

нулевому перекрыванию. Следовательно, такая комбинация орбиталей к акту химического взаимодействия не приводит. Сочетание свободной <т*~орбитали

Н2 и занятой 7Г *-орбитали 12 энергетически невыгодно (иод электроотрицательнее водорода). Таким образом, в молекулах Н2 и 12 нет орбиталей, которые могли бы привести к реакции непосредственно между молекулами.

Детальное изучение кинетики взаимодействия водорода с иодом показало (рис. 118), Что вначале молекулы иода распадаются на атомы:

12 —? I...I —И + I, Al/ = 150 кДж

218

Рис. 117. и5, ^-Орбитали Н2 и х* е>-*-орбитали I2

Затем происходит трехмолекулярная реакция:

I + Н2 + 1 —? I- - -Н—Н- —? HI + HI, Ait = 18 кДж

протекание которой обеспечивает перекрывание занятой электронами (Т5-орби-

тали Н2 и двух полусвободных р-орбиталей двух атомов I (bpl). Поскольку иод электроотрицательнее водорода, в активированном комплексе I - - ? Н2 ? - -1 происходит смещение электронной плотности от молекулы Н2 к атомам 1 и разрыву связи Н—Н.

Цепные реакции. Многие реакции протекают по цепному механизму. Особенность цепных реакций состоит в том, что один первичный акт активации приводит к превращению огромного числа молекул и сходных веществ. В качестве примера ради кальнс-цепной реакци и рассмотрим взаимодействие хлора с водородом:

Н2(г) + С12(г) = 2НС1(р)

При обычной температуре и рассеянном освещении реакция протекает крайне медленно. При нагревании смеси газов или действии света, богатого ультрафиолетовыми лучами (прямой солнечный, свет горящего магния и др.), смесь взрывается. Как показали многочисленные исследования, эта реакция происходит через отдельные элементарные процессы. Прежде всего за счет поглощения кванта энергии ультрафиолетовых лучей (или за счет нагревания) молекула хлора диссоциируется на свободные радикалы — атомы хлора;

С12 + hv = -CI + -CI

219

Атом-радикал -С1 затем реагирует с молекулой водорода, образуя молекулу НС1 и атом-радикал -Н. Последний, взаимодействуя с молекулой С12, дает НС1 и атом-радикал ? С1 и т.д. Таким образом, превращение исходных веществ в конечный продукт протекает через последовательную цепь элементарных актов, что можно представить схемой

•С1 + Н2 -» НС1 + • Н

+

С12-»НС1 + -С1

+

«- Н2-»НС1 + Н

+

С12-+НС1-г -С1и т.д

Длина цепи элементарных химических актов достигает сотен тысяч звеньев. Так, при освещении смеси Н2 и С12 на каждый поглощенный квант энергии образуется до ста тысяч молекул HCI.

Естественно, возможны столкновения свободных радикалов и друг с другом, что приводит к обрыву цепей:

Н- + -Н = Н2; О + -С1 = С12

Однако это происходит лишь в случае, если выделяемая энергия отнимается третьим телом, что, например, имеет место при тройном соударении двух радикалов и молекулы (М):

С1- + -С1 + М = С12 + М

или при передаче энергии стенке сосуда. Поэтому скорость цепных реакций очень чувствительна к посторонним примесям и к форме сосуда.

По цепному механизму происходит также образование воды из простых веществ.

Теория цепных реакций разработана трудами лауреатов Нобелевской премии Н.Н. Семенова, С. Хиншелвуда (Англия) и др.

§ 4. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СТИМУЛИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ

Кроме нагревания на реакционную способность веществ существенное влияние оказывают свет, ионизирующие излучения, давление, механическое воздействие и др.

Воздействие света (видимого, ультрафиолетового) на реакции изучает раздел химии — фотохимия. Фотохимические процессы весьма 220 разнообразны. При фотохимическом действии молекулы реагирующих веществ, поглощая кванты света, возбуждаются, т.е. становятся реак-ционноспособными или распадаются на ионы и свободные радикалы (см. синтез НС1).

На фотохимических процессах основана фотография — воздействие света на светочувствительные материалы. Широко применяются в промышленности цепные реакции фотохлорирования и фотосульфо-хлорирования, фотохимическое модифицирование полимерных пленок и волокон. Фотохимия непосредственно связана с одной из важнейших научно-технических проблем — использованием солнечной энергии. Создание искусственных систем, осуществляющих процессы, аналогичные фотосинтезу в растениях, имело бы значение, которое трудно переоценить.

Воздействует на вещество лазерное излучение. Его действие может быть как фотохимическим, так и чисто термическим.

Для фотохимического инициирования химических реакций наиболее важное его свойство — излучение мощных потоков световой энергии в узких спектральных интервалах. Используя излучение определенной длины волны, поглощаемое реагентом, но не воздействующее на примеси, можно осуществить избирате

страница 63
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
номера на дом с подсветкой цена
казань работы панно из профиля cosign
эвент холл воронеж
объявление по благотворительности для детей образец

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(15.12.2017)