Основные представления и законы химической кинетики. Теоретические основы кинетики гомогенных реакций. Миттова И.Я - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

50
Рис.2 Схематическое изображение поверхности потенциальной энергии для
реакции AB + С → А + ВС
Точка 1 – исходное состояние, атом С удален от АВ. Внутренняя энергия сис-
темы Е
вн
равна энергии исходного состояния . При приближении С к АВ пре-
одолеваются силы отталкивания , вызванные обменным взаимодействием , и Е
вн
возрастает. Пунктирная линия на рис. 2 – линия минимальных энергетических
градиентов, по ней двигается рассматриваемая точка. В интервале между точ-
ками 2 и 4 система находится на перевале между исходным и конечным со-
стояниями. При r
1
= r
2
на вершине энергетического барьера в точке 3 атомы А и
С энергетически тождественны , но атом С продолжает движение к атому В за
счет кинетической энергии, а атом А колеблется относительно атома В. На
вершине потенциального барьера возникает взаимодействие в форме притяже-
ния АВ⋅⋅⋅С , обусловленное обменным взаимодействием энергетических уров-
ней молекулы АВ и атома С . В точке 4 система переходит в состояние А и ВС .
От точки 4 к точке 5 энергия отталкивания переходит в энергию поступатель-
ного движения А и ВС . Внутренняя энергия системы уменьшается до конечно-
го состояния .
(
)
000
ABC
#
EEEE
=−+
– это истинная энергия активации. Классическая энер-
гия активации – разность между потенциальной энергией исходных веществ
и потенциальной энергией на вершине барьера, т.е. это та энергия , которой
должны обладать молекулы исходных веществ , чтобы преодолеть потенци-
альный барьер и перейти в продукты реакции.
Согласно теории активированного комплекса, скорость химической ре-
акции равна скорости перехода активированного комплекса через потенци-
альный барьер.
Введем представление о среднем времени жизни активного комплекса:
x
C
−
δ
τ= ,
где δ – некоторый конечный интервал вдоль координаты реакции, вклю-
чающий вершину потенциального барьера;
C
– средняя скорость прохож -
                                       50




Рис.2 С хем атическоеизображ ениеповерхности потенциал ь ной энергии дл я
                        реакции AB + С → А + ВС

Т очка1 – исходное состояние, атом С удал ен от А В. В нутренняя энергия сис-
тем ы Е вн равна энергии исходного состояния. П ри прибл иж ении С к А В пре-
одол еваю тся сил ы оттал кивания, вы званны еобм енны м взаим одействием , и Е вн
возрастает. П унктирная л иния нарис. 2 – л иния м иним ал ь ны х энергетических
градиентов, по ней двигается рассм атриваем ая точка. В интервал е м еж дуточ-
кам и 2 и 4 систем а находится на перевал е м еж дуисходны м и конечны м со-
стояниям и. П ри r1 = r2 навершинеэнергетического барь ерав точке3 атом ы А и
С энергетически тож дественны , но атом С продол ж ает движ ение к атом уВ за
счет кинетической энергии, а атом А кол ебл ется относител ь но атом а В. Н а
вершинепотенциал ь ного барь еравозникает взаим одействиев ф орм епритяж е-
ния А В⋅⋅⋅С , обусл овл енное обм енны м взаим одействием энергетических уров-
ней м ол екул ы А В и атом аС . В точке4 систем апереходит в состояниеА и ВС .
О т точки 4 к точке5 энергия оттал кивания переходит в энергию поступател ь -
ного движ ения А и ВС . В нутренняя энергия систем ы ум ень шается до конечно-
госостояния.
         (          )
 E = E0# − E0 AB + E0C – это истинная энергия активации. К л ассическая энер-
гия активации – разность м еж дупотенциал ь ной энергией исходны х вещ еств
и потенциал ь ной энергией на вершине барь ера, т.е. это та энергия, которой
дол ж ны обл адать м ол екул ы исходны х вещ еств, чтобы преодол еть потенци-
ал ь ны й барь ер и перейти в продукты реакции.
      С огл асно теории активированного ком пл екса, скорость хим ической ре-
акции равна скорости перехода активированного ком пл екса через потенци-
ал ь ны й барь ер.
      В ведем представл ениео среднем врем ени ж изни активногоком пл екса:
                                         δ
                                     τ= − ,
                                        Cx
где δ – некоторы й конечны й интервал вдол ь координаты реакции, вкл ю -
чаю щ ий вершинупотенциал ь ного барь ера; Cx – средняя скорость прохож -

Страницы