Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 132 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
132
2. Молекулы являются бесструктурными частицами
1
.
Помимо этого, в теории активных столкновений, безусловно, приняты и все
предположения кинетической теории газов.
1. Газ состоит из множества частиц (молекул) с массой
m, находящихся в
непрерывном беспорядочном движении, причем их траектории между двумя
столкновениями представляют прямые линии.
2. Частицы (молекулы) имеют малые размеры (диаметры) по сравнению со
средним расстоянием между ними.
3. Частицы (молекулы) имеют сферическую форму. Соударения между ни-
ми
абсолютно упругие, т.е. общая поступательная кинетическая энергия стал-
кивающейся пары одинакова до и после столкновения: энергия ни одной из
сталкивающихся частиц (молекул) не переходит во вращательную, колебатель-
ную или другие виды энергии.
Во всем предыдущем изложении мы неоднократно указывали условия, не-
обходимые для протекания химической реакции. Бимолекулярная реакция мо-
жет осуществляться
только при «столкновении», т.е. достаточно тесном сбли-
жении, двух молекул. При этом не всякое столкновение приводит к реакции.
Обобщим основные причины этого, т.е., другими словами, сформулируем ос-
новные факторы, определяющие возможность осуществления химической ре-
акции и влияющие на ее протекание.
1. Необходимость соответствующей ориентации молекул в момент
столкновения
. Вероятно, более или менее сложные молекулы могут прореаги-
ровать, если в момент столкновения они ориентированы в пространстве надле-
жащим образом, т.е. образуют конфигурацию, наиболее подходящую для раз-
рыва одних связей и возникновения новых.
2. Необходимость стабилизации молекулы. При бимолекулярной ассо-
циации атомов или простых радикалов необходима стабилизация образовав-
шейся колебательно-возбужденной молекулы. Энергия возбуждения, по мень-
шей мере, равна, а чаще превышает энергию разрыва связи и поэтому обра-
зующаяся квазимолекула существует только в течение одного полупериода ко-
лебания, т.е. приблизительно
14
10
−
с. Из всех мыслимых путей потери избы-
точной энергии реальным представляется стабилизация путем отдачи избыточ-
ной энергии третьему телу. Отмеченное имеет место, например, в цепных реак-
циях на стадии обрыва цепи (см. 2.2.1.5.С), когда атомы в газовой фазе реком-
бинируют с частотой тройных соударений.
3. Квантовые препятствия. Реакция при прочих равных условиях будет
медленной, если в реагирующей системе должно измениться электронное со-
стояние, например мультиплетность. Примером таких реакций, называемых
не-
адиабатическими
, могут служить некоторые процессы цис-транс-
изомеризации. Возможно, что в таких реакциях основное синглетное состояние
1
В действительности химические реакции происходят путем постепенной перестройки мо-
лекул и перераспределения энергии между химическими связями.

Страницы