Химическая кинетика (задачи, примеры, задания). Пурмаль А.П - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

53
При столкновении с нейтральными частицами ионы образуют
комплексы. Связь с любыми нейтралями происходит за счёт сил ион-
дипольного взаимодействия. Энергию такого взаимодействия можно
оценить по формуле
Е
е
r
≅
Ζ
μ
2
,
(2.1.1)
где
е – величина заряда электрона, Z – число зарядов иона, μ -
дипольный момент нейтраля,
r – расстояние между электрическими
центрами тяжести диполя и иона. Масштаб энергии взаимодействия
характеризуют, например, значения
Δ
r
H для последовательных стадий
присоединения
Н
2
О к Н
+
:
1.
Н
+
+ Н
2
О = Н
+
(Н
2
О) − 707кДж/моль,
2.
Н
+
.Н
2
О + Н
2
О = Н
+
(Н
2
О)
2
− 150кДж/моль,
3.
Н
+
(Н
2
О)
2
+ Н
2
О = Н
+
(Н
2
О)
3
− 93кДж/моль,
4.
Н
+
(Н
2
О)
3
+ Н
2
О = Н
+
(Н
2
О)
4
− 71кДж/моль.
Высокая напряжённость электрического поля вблизи иона
≈
10
6
В/см определяет сильную поляризацию дипольных молекул и
образование наведённого диполя в неполярных частицах. Известны
комплексы
Н
+
с одной, двумя, тремя и более молекулами Н
2
. Комплексы
образуют и незаряженные, полярные частицы за счёт сил диполь-
дипольного взаимодействия. Максимальная энергия взаимодействия
двух диполей, если они расположены на одной прямой, а разноимённые
заряды обращены друг к другу, приближённо определяется выражением
Е
r
АВ
≈
⋅
2
3
μ
μ
, (2.1.2)
где
μ
А
, μ
В
– дипольные моменты молекул, r – расстояние между
электрическими центрами молекул, которое должно быть заметно
больше их радиусов. При среднем значении
μ ≅ 1Дебай и r ≅ 1нм,
пользуясь (2.1.2), получим Е ≅
10 кДж/моль, превышающую энергию
теплового движения молекул
1,5RT ≅ 3,8 кДж/моль при 300К. При
уменьшении
r до 0,7нм эта энергия составит более 30 кДж/моль.
Определение комплексов как типов частиц не столь однозначно как
для частиц, рассмотренных выше. Комплексами называют сложные 
     При столкновении с нейтральными частицами ионы образуют
комплексы. Связь с любыми нейтралями происходит за счёт сил ион-
дипольного взаимодействия. Энергию такого взаимодействия можно
оценить по формуле
                                Ζеμ
                           Е≅      2 ,                        (2.1.1)
                                 r
где е – величина заряда электрона, Z – число зарядов иона, μ -
дипольный момент нейтраля, r – расстояние между электрическими
центрами тяжести диполя и иона. Масштаб энергии взаимодействия
характеризуют, например, значения ΔrH для последовательных стадий
                      +
присоединения Н2О к Н :

       1.   Н+ + Н2О = Н+(Н2О) − 707кДж/моль,
       2.   Н+.Н2О + Н2О = Н+(Н2О)2 − 150кДж/моль,
       3.   Н+(Н2О)2 + Н2О = Н+(Н2О)3 − 93кДж/моль,
       4.   Н+(Н2О)3 + Н2О = Н+(Н2О)4 − 71кДж/моль.

     Высокая напряжённость электрического поля вблизи иона
   6
≈10 В/см определяет сильную поляризацию дипольных молекул и
образование наведённого диполя в неполярных частицах. Известны
            +
комплексы Н с одной, двумя, тремя и более молекулами Н2. Комплексы
образуют и незаряженные, полярные частицы за счёт сил диполь-
дипольного взаимодействия. Максимальная энергия взаимодействия
двух диполей, если они расположены на одной прямой, а разноимённые
заряды обращены друг к другу, приближённо определяется выражением

                                 μ А ⋅μ В
                           Е≈2              ,                 (2.1.2)
                                    r3
     где μА, μВ – дипольные моменты молекул, r – расстояние между
электрическими центрами молекул, которое должно быть заметно
больше их радиусов. При среднем значении μ ≅ 1Дебай и r ≅ 1нм,
пользуясь (2.1.2), получим Е ≅ 10 кДж/моль, превышающую энергию
теплового движения молекул 1,5RT ≅ 3,8 кДж/моль при 300К. При
уменьшении r до 0,7нм эта энергия составит более 30 кДж/моль.
     Определение комплексов как типов частиц не столь однозначно как
для частиц, рассмотренных выше. Комплексами называют сложные


                                   53

Страницы