Поверхность потенциальной энергии. а) Все 3 атома обоих реагентов располагаются по одной прямой

а) Все 3 атома обоих реагентов располагаются по одной прямой

б) - пространственная (объемная) диаграмма

Потенциальная энергия взаимодействующей системы в каждый момент течения реакции, очевидно, является функцией межатомных расстояний реагирующих частиц. Поэтому 1-ым шагом теории явилось построение зависимости – в плоскости откладывают оси , перпендикулярно - . Получаем пространствен-ную (объемную) диаграмму.

в) Каждому состоянию системы, т.е. тому или иному взаимному расположению атомов реагирующей системы, отвечает вполне определенное значение , т.е. точка на поверхности потенциальной энергии. Т.о. элементарный акт химического превращенияможет быть представлен как перемещение точки по поверхности потенциальной энергии.

г) Изображение поверхности и хода реакции на плоскости.

Из-за очевидных трудностей изображения такой объемной диаграммы, обычно, используют плоскостную диаграмму.

1) сечение поверхности равноудаленными горизонтальными плоскостями,

2) проецирование контуров сечений на плоскость подобно тому, как это делается в топографии при нанесении рельефа местности на карту – система изоэнергетических линий (густота линий свидетельствует о крутизне склона)

3) изображение диаграммы на плоскости

3. Анализ диаграммы

а) Две долины исходных веществ и продуктов реакции, разделенных перевалом, крутой склон и плоское плато

б) Положения, отвечающие состояниям: , ,

характеристика разных полей диаграммы

4. Координата реакции

а) Представление химического взаимодействия и как перемещение системы из ущелья исходных реагентов в ущелье продуктов реакции по поверхности потенциальной энергии

б) Энергетически наиболее выгодный путь – по дну 1-го ущелья через перевал и по дну второго ущелья - координата реакции

Определение. Координата реакции – совокупность наиболеевероятных межатомных расстояний в реагирующей системе при ее переходе из исходного в конечное состоя-ние, отвечающая минимальным энергетическим затратам.

в) - активированный комплекс – точка, отвечающая наибольшей энергии при движении системы вдоль координаты реакции. Неустойчивость комплекса при движении вдоль координаты реакции и устойчивость в отношении любого другого направления.

5. Профиль пути реакции.

а) Сечение поверхности потенциальной энергии по пути реакции

б) Диаграмма профиля пути реакции и ее анализ.

1) построение профиля пути реакции,

2) истинная энергия активации – минимальная энергия, которой должна обладать исходная система сверх своей нулевой энергии, чтобы в ней произошло химическое превращение

6. Задачи, решаемые построением зависимости

а) Принципиальная возможность расчета энергии активации

б) Определение характеристик активированного комплекса

Вывод основного уравнения теории

1. Основные идеи вывода

а) Активированный комплекс находится в равновесии с молекулами исходных веществ,

б) Скорость реакции – скорость распада активир. комплекса (скорость его прохождения через потенциальный барьер)

1), где время жизни переходного состояния

2) Время, необходимое для прохождения потенциального барьера, т.е. плоской вершины перевала (время жизни активированного комплекса) определяется как :

протяженность потенциального барьера,

средняя скорость одномерного движения ком-

плекса через плоскую вершину потенциального барьера

в) Активированный комплекс рассматривается как обычная молекула, в которой отсутствует 1 колебательная степень свободы. Вместо нее появляется дополнительная внутренняя поступательная степень свободы вдоль координаты реакции

Дата добавления: 2014-01-11