химический каталог




Органическая химия

Автор А.М.Ким

нность все большего числа уровней; заселенность низких уровней всегда больше, чем более высоких уровней;

— кривая распределения проходит через максимум; чем выше температура, тем меньше доля частиц, соответствующих максимальной заселенности определенного уровня энергии (максимум кривой распределения на рис. 4.2 понижается).

Отметим, что чем больше число возможностей распре-яения (возможностей движения) частиц, тем выше термо-ическая вероятность существования системы, то есть опия вещества (S). Поскольку с повышением темпера-[ растет заселенность все большего числа уровней, энт-при этом также растет. В идеальном кристалле при Ж Sb = 0. так как все частицы занимают низший уровень Ец.

большинства органических соединений энтропия при 198 К (529«) имеет значение порядка 0,1-0,35 кДж/(К- моль). Квантовая механика позволяет оценить вклад различ-' типов движений в термодинамические функции. Транс3

I добавляет к F/„PM идеального газа - R Т. Вклад транс^игдии в энтропию при 298 К — около 65%; для жидкостей |тв" твердых тел, где движение частиц ограничено межмоле-'|^лярными взаимодействиями, он значительно меньше, |8ем для газообразных веществ, поэтому 5га]» Sm > Sn.

Вклад вращения для- нелинейной многоатомной моле?*улы в f/„pu равен ^ RT, в энтропию для идеального газа

Е*ри 298 К — не более 30%.

Энергетические уровни внутреннего. вращения распо->жены друг относительно друга значительно ближе, чем ^уровни вращения, и ими обычно пренебрегают. Враща-'"гельные уровни определяют экспериментально из данных ^микроволновых спектров (А = 0,3 м, v = 10' Гц, ?>р1Ш = 0,4 Дж/моль).

•, Особенностью колебательного движения является то, =что оно квантовано, но квантовые состояния не вырождены в отличие от вращательных уровней. При 298 К вкладом колебаний в термодинамические функции можно пренебречь. В обычных условиях почти все частицы находят140

ся на низшем колебательном уровне (??„„„). Для перехода частиц на более высокий колебательный уровень необходимо облучение (дополнительная энергия). Колебательные уровни определяют экспериментально из данных инфракрасных спектров и спектров комбинационного рассеяния (А =?= 10J-2,5 ? Ю-6 м, v = 109-1,2 ? 10й Гц, Ёко„ = = 0,4-50 кДж/моль).

Суммарный вклад различных типов движений во внутреннюю энергию системы (вещества) составит:

U = С/о + СЛерм = Щ + СЛранс + ишрт +Umn, (51)

где; U— внутренняя энергия,

Uq — внутренняя энергия при 0 К,

f/терм — термическая часть внутренней энергии,

^Лранс — вклад трансляции,

С/вращ — вклад вращения молекул и частей молекул, f/коя — вклад колебаний атомов в молекуле.

Принимая для 298 К Uma = 0, получим: U=U0+ СЛранс + С/Вращ = U0 + ^RT+^RT=U(, + 3RT, (52)

(53)

2 2 Н= U+RT= UU + ART,

где: Н— энтальпия,

R — газовая постоянная, Т—температура, К.

Однако в величине Н решающий вклад принадлежит С/0, то есть термодинамические функции вещества Н и S зависят в первую очередь от его структуры.

Термическая энергия (С/терм) при 298 К составляет около 7,5 кДж/моль, а при 500 К — около 12,5 кДж/моль, что значительно ниже энергий разрыва типичных химических связей.

Однако, согласно распределению Максвелла - Больц-мана, кинетическая энергия отдельных частиц много больше среднего значения. По этой причине чем слабее связь, тем заметнее ее разрыв уже при относительно низких температурах.

|V- Химические реакции

Если система состоит, в отличие от предыдущего слу-t чая, из неоднородных атомов или молекул, то статистика '? частиц с разными энергиями наряду с распределением Лаксвелла - Больцмана может зависеть и от межмолеку-5 дярного химического взаимодействия, химической реак-? ции. В результате химической реакции происходит разрыв одних и образование других химических связей. Предме-.том химии, по существу, является изучение химических реакций. Исследование химической реакции предполагает от-вет на совокупность вопросов, среди которых: принципиальная возможность и направление самопроизвольного процесса; глубина протекания химической реакции, константа равновесия; физические основы элементарного химического акта; скорость протекания химической реакции в определенных условиях;- влияние различных факторов на скорость реакции: концентрации реагирующих частиц, фазового состояния реагирующих частиц, температуры, давления, растворителя, катализаторов; механизм химических реакций; влияние строения на реакционную способность (задача «структура - свойства»).

5.1. Термодинамика химических реакций

Природа, физические характеристики химической связи, особенности строения, взаимного влияния атомов в молекуле позволяют предсказать, какие химические связи в данной молекуле будут наиболее вероятно участвовать в химической реакции.

Ответ на вопрос о принципиальной возможности и направлении самопроизвольного процесса (химической реакции) без поглощения системой внешней энергии дает второе начало термодинамики, которое в зависимости от условий проведения химической реакции может формулироваться по-разному. Введем теперь некоторые определен

страница 33
< 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

Скачать книгу "Органическая химия" (17.23Mb)


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

 

 

Реклама
учиться на бухгалтера заочно на таганке
газовый отопительный кател
Универсальные ножи Из дамасской стали
купить обеденный стол москва

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
(07.12.2016)