химический каталог




Органическая химия

Автор И.И.Грандберг

ния одного и того же явления.

Метод соударений. Рассмотрим сущность теории активных соударений. Для бимолекулярных реакций кинетическое уравнение имеет вид

Это соотношение оправдано кинетическими представлениями, по которым для начала реакции необходимо столкновение реагирующих молекул. Число столкновений пропорционально концентрации веществ, соответственно с ростом числа столкновений растет и скорость реакции.

Однако химическая реакция всегда протекает со значительно меньшей скоростью, чем это соответствует теоретически возможному числу столкновений молекул. Например, при разложении HI в определенных условиях возможно 2 -1017 столкновений молекул в секунду, но лишь одно из них приводит к образованию Н2 и 12. Кроме того, для ряда реакций замечено, что при обычной температуре реагенты могут находиться в соприкосновении без взаимодействия неопределенно долгое время. И наконец, число соударений пропорционально квадратному корню из температуры, а скорость реакции растет несравненно быстрее.

Все эти факты находят объяснение в теории активации. В ее основе лежит предположение, что реагируют лишь те молекулы, энергия которых не ниже некоторого предела Е, называемого энергией активации. Такое утверждение понятно, так как реакции должно предшествовать ослабление или разрушение химических связей в реагирующих молеку90

' л ах, на что требуется затрата энергии. : Энергия активации определяется приро-L- дой реагирующих веществ. На рис. 23 изображена энергетическая кривая реакции (по оси ординат отложена свободная энергия рассматриваемой системы молекул, а по оси абсцисс — ход реакции)1.

Если прямая реакция (переход из состояния I в состояние П) является экзотермической, то общий запас энергии продуктов реакции меньше, чем у исходных веществ. Система в результате реакции перешла на более низкий энергетический уровень. Разность уровней I и П равна тепловому эффекту реакции Q.

Уровень К определяет тот наименьший запас энергии, которым должны обладать молекулы, чтобы их столкновение могло привести к химическому взаимодействию. Разность между уровнем К и уровнем I представляет собой энергию активации Ег прямой реакции, а разность между уровнями К и П — энергию активации Е2 обратной реакции. Таким образом, на пути из исходного состояния в конечное система должна перейти через своего рода энергетический барьер. Только активные молекулы, обладающие в момент столкновения необходимым избытком энергии, могут преодолеть этот барьер и вступить в химическое соединение. Число их, согласно закону распределения Максвелла — Больцмана, тем больше, чем меньше величина энергетического барьера, т. е. энергия активации.

Основным источником активации является большая кинетическая энергия молекул. При столкновении движущихся молекул энергия между ними может перераспределяться, что вызывает появление молекул с энергией, большей Е. Чем выше температура, тем больше скорость молекул и их кинетическая энергия, тем больше число эффективных столкновений. Молекулы или атомы могут переходить в возбужденное (активированное) состояние также в результате поглощения световой энергии, радиации и т. д.

1 Под ходом реакции, или, как часто называют, координатой реакции, подразумевают течение процесса превращения исходных веществ в продукты реакции. Каждой точке оси абсцисс соответствует определенная стадия превращения всех реагирующих компонентов.

91

Метод переходного состояния. Имеется и другой подход к теории скоростей реакций, который значительно удобнее при рассмотрении реакций в растворах. И в этом случае исходным является положение, по которому частицы, чтобы прореагировать, должны преодолеть некоторый энергетический барьер. При этом подходе исключается особое рассмотрение столкновений и, таким образом, энергетический барьер фор

мально не связан с вероятностью успешного столкновения. Вместо этого считают, что энергия активации определяет положение равновесия между исходными веществами и продуктами реакции.

Рассмотрим схематически механизм взаимодействия двух частиц в реакции

А + ВС —> АВ + С

При достаточном сближении атома А с молекулой ВС начинает ослабевать связь между атомами В и С в молекуле ВС и одновременно начинает формироваться связь А—В. Образуется так называемый активированный (активный) комплекс А>**В"»С, в котором вследствие взаимного влияния частиц и ослабления валентных связей атом В в равной степени принадлежит атомам А и С. По мере уменьшения расстояния между частицами А и В это влияние растет и в конечном счете приводит к разрыву старых и образованию новых связей, т. е. АВ + С. Знание структуры переходного комплекса крайне важно для вычисления скорости любой реакции.

Постулат ХемМРНДа. Определение правильной структуры и геометрии молекул в переходном состоянии играет исключительно важную роль при определении механизма реакции. Важное положение в этой области было сформулировано Хеммондом. Постулат Хеммонда гласит: «Малым изменениям энергии соответствуют малые изменения в структуре и наоборот». Следовательно

страница 31
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (15.9Mb)


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

 

 

Реклама
тейп купить в москве в аптеке
гофра для глушителя альфа ромео
Дизельные котлы Unical Ellprex 510
веза кцкп 6,3 rdh 315r

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
(06.12.2016)