Физическая химия. Килимник А.Б. - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

γ = exp{10E
*
/
[RT(T + 10)]}.
2.6. ТЕОРИЯ АКТИВИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА
Как уже упоминалось, химические реакции протекают в несколько стадий. Каждая стадия может
рассматриваться как элементарный акт химической реакции.
В любом элементарном акте химической реакции принимает участие совокупность атомов. В начале
процесса они сгруппированы в исходные частицы (молекулы, ионы, радикалы и т.п.), а к концу процесса –
в продукты химической реакции.
Например, в реакции CO
2
+ 3H
2
→ CH
3
OH + H
2
O в элементарном акте химической реакции участву-
ет система, состоящая из девяти атомов углерода, водорода и кислорода, которые сначала входили в
молекулы диоксида углерода и водорода, а в конце процесса – в молекулы воды и метанола.
В ходе элементарного акта химической реакции система атомов проходит через ряд промежуточ-
ных состояний.
Последовательность промежуточных состояний, через которые проходит система атомов в ходе
элементарного акта, называется путем реакции.
Независимо от того, каким путем проходил элементарный акт химической реакции AB + C → A +
BC, система переходит из состояния AB + C в промежуточное состояние с образованием ABC. При
этом
происходит некоторое возрастание энергии. Потенциальная энергия в точке перевала обозначается E
a
и отсчитывается от уровня AB + C (рис. 2.1). Затем система переходит в состояние A + BC, и ее энер-
гия понижается. В этом случае говорят, что система в ходе элементарного акта преодолевает потенци-
альный барьер. Состояние системы атомов ABC, соответствующее E
a
, называется переходным состоя-
нием или активированным комплексом.
Предположим, что система атомов совершает гармонические колебания. Тогда на основании кван-
тово-механической теории можно считать, что энергия колебаний E в молекулах не может быть меньше
чем (hν)
/
2
Рис. 2.1. Изменение энергии в ходе элементарного акта реакции
ДЛЯ ОТДЕЛЬНОГО КОЛЕБАНИЯ. ОТСЮДА ПОЛНАЯ ЭНЕРГИЯ СИСТЕМЫ АТОМОВ В
ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ МЕНЬШЕ НЕКОТОРОЙ НУЛЕВОЙ ЭНЕР-
ГИИ:
E
0
= h
(ν
1
+
ν
2
+
ν
3
+
...+
ν
i
)
/
2,
где h – постоянная Планка; ν
i
– частота колебаний атомов в исходном состоянии.
Активированный комплекс обладает дополнительными колебаниями с энергией не меньшей:
U
E
a
'
E
a
E
0
'
E
0
|Q|
Путь реакции
ABC
A
+ BC
A
B + C

Страницы