Пиротехническая химия
Главная Начинающим пиротехникам Статьи Добавить статью Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги в помощь
Военная история Изготовление и применение ВВ Пиротехника в военном деле Разное по пиротехнике Физика в пиротехнике Химия ВВ и составов
Новые книги
Яковлев Г.П. "122 мм самоходная пушка образца 1944 г." (Военное дело)

Суворов С. "Бронированная машина пехоты БМП -3 часть 1" (Военное дело)

Суарес Г. "Тактическое преимущество " (Военное дело)

Стодеревский И.Ю. "Автобиография записки офицера спецназа ГРУ " (Военное дело)

Соколов А.Н. "Альтернатива. Непостроенные корабли Российского императорского флота" (Военное дело)
Курс химической кинетики - Эмануэль Н.М.
Эмануэль Н.М., Кнорре Д.Г. Курс химической кинетики — М.: Высшая школа, 1984 . — 463 c.
Скачать (прямая ссылка): kurshimkinet1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 179 >> Следующая

§ 1. ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ АКТ ХИМИЧЕСКОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
Результатом любого химического процесса является перестройка частиц исходных веществ в частицы продуктов реакции. Каждое превращение исходной или промежуточной частицы или нескольких частиц при их непосредственном взаимодействии друг с другом, приводящее к изменению их химического строения, является элементарным актом химического превращения. Совокупность всех химически однотипных элементарных актов составляет элементарную реакцию, или элементарную стадию химического превращения. Перестройка частиц реагентов в частицы продуктов может происходить в один элементарный акт или путем нескольких последовательных элементарных актов. Например, щелочной гидролиз йодистого метила
СН31+0Н-->СН30Н + 1- (III.1)
происходит в результате прямых встреч молекул СН31 с ионами ОН", в ходе которых ион ОН" присоединяется к атому углерода, вытесняя (замещая) первоначально связанный с ним атом иода в виде иона Г. В реакции окисления Fe2+ молекулярным кислородом, протекающей по схеме (П.2), атомы кислорода, первоначально связанные в молекулу 02, в конечном итоге оказываются в составе новообразованных молекул воды в результате цепи последовательных перестроек
О, -> 07 HO2 — HOj Н202 -> FeOH-+ -;- ОН — 2FeOH2+ -»- 2Н20
каждая из которых представляет собой независимый элементарный акт.
Элементарные акты химического превращения могут быть весьма разнообразны. Это может быть внутримолекулярное превращение частицы (изомеризация), например превращение ((«с-изомера в транс-изомер:
Нч /Н Н. уС[
>С=С< -> >С=С< (И 1.2)
CK ХС1 CK хн
распад одной частицы на несколько частиц, например распад молекулы азометана на два свободных метила и молекулу азота:
СН3—N =N—СН3 -»- 2СН3 -|- N2 (II 1.3)
взаимодействие двух частиц, как в приведенном выше примере гидролиза йодистого метила, и, в отдельных случаях, взаимодействие трех частиц. Одновременное взаимодействие большего числа частиц в одном элементарном акте, по-видимому, событие крайне маловероятное. Реакции, в которых принимает участие более трех частиц, всегда протекают в несколько стадий.
Элементарные акты могут происходить и на границе раздела фаз. Например, в ряде реакций молекулярного хлора существенную роль играет диссоциация молекул С12 на поверхности реактора:
С12 -f-стенка -*-С14-С1 (адсорбированный)
78
В жидкой фазе и на границе раздела фаз элементарный акт мо-"т сопровождаться изменением состояния близлежащих частиц, претерпевающих химического превращения. Например, в раст-ах элементарный акт может сопровождаться переориентацией лекул растворителя, окружающих реагирующие частицы. Так, ¦реакции гидролиза йодистого метила (III. 1) в ходе элементарного та должна исчезать сольватная оболочка, образованная ориенти-занныыи по направлению поля диполями растворителя вокруг 5на ОН", и появляться новая сольватная оболочка вокруг образующегося иона Г.
/'•-В зависимости от того, принимает непосредственное участие •элементарном акте одна, две или три исходные частицы, элемен-ар'ные реакции классифицируются как мономолекулярные, бимс-окулярные и тримолекулярные.
Так, реакция (III. 1) является бимолекулярной, а реакции (II 1.2) \(Ш.З) — мономолекулярными. »¦,
Поверхность потенциальной энергии реакции
> В элементарном акте химического превращения принимает Счастие некоторая система атомов, которые первоначально сгруппированы в исходные частицы, а к концу превращения перестраиваются в продукты реакции. Эта система атомов состоит из подсистемы ядер и подсистемы электронов. В теории элементарных реакций, широко используется так называемое адиабатическое приближс-~ние, в котором движение ядер рассматривается как существенно $слее медленное, чем движение электронов. Это позволяет считать, «цто подсистема электронов безынерционно следует за любыми перемещениями ядер, иными словами, успевает подстраиваться под каждое новое положение ядер. Следовательно, состояние этой подсистемы электронов считается таким же, как если бы ядра были «Неподвижны. Но каждому взаимному расположению ядер соответствует строго определенный дискретный набор состояний электронов, а отсюда и определенный дискретный набор допустимых значений энергии электронов Е(э'К В том числе каждому взаимному расположению ядер соответствует одно определенное наименьшее значение Е'э\ соответствующее основному состоянию подсистемы электронов. Таким образом, в адиабатическом приближении энергия основного состояния системы п атомов, если исключить из нее энергию поступательного движения и вращения системы как целого, может быть записана в виде
? = 7-+ ?;,<» +и,,
где Т — кинетическая энергия; движения ядер; с7я — потенцпаль-. ная энергия электростатического взаимодействия ядер. Два последних слагаемых являются функциями координат дг, д2, ца„.6, характеризующих взаимное расположение ядер. Их можно объединить в одно слагаемое II ^ъ а2, ... дЗГ1.в) и рассматривать его как потенциальную энергию при перемещении ядер.
79
Функцию U (qlt q2, ... q3r,s) можно формально рассматривать как уравнение поверхности потенциальной энергии (3/г— 6)-го порядка в (Зп—5)-мерном пространстве с величинами U и q{ в качестве координат. Эту поверхность называют поверхностью потенциальной энергии. Каждая точка на этой поверхности соответствует значению энергии при определенном взаимном расположении ядер. Следовательно, в адиабатическом приближении элементарный акт может быть изображен как перемещение некоторой точки по поверхности потенциальной энергии. Элементарные химические процессы, которые могут быть описаны таким образом, называются адиабатическими процессами.
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 179 >> Следующая
Реклама
 
 
Авторские права © 2010 PiroChem. Все права защищены.