Цепные реакции

К цепным реакциям относят реакции, протекающие с образованием свободных радикалов, способных превращать реагенты в конечные продукты, поддерживая постоянство свободных радикалов или даже увеличивая их (разветвленная цепная реакция).

В цепных реакциях выделяют три стадии: зарождение цепи, ее развитие и обрыв. Зарождение (иницирование) происходит под воздействием светового, радиационного, термического или другого воздействия.

Модель 5.5. Цепная реакция.   В этой модели показаны различные стадии цепной реакции, которая происходит между водородом и хлором на свету. Реакция начинается с поглощения молекулой хлора достаточно энергичного кванта света, что приводит к распаду молекулы на два отдельных атома (стадия инициирования). Отдельный атом хлора имеет неспаренный электрон, более того, ему не хватает всего одного электрона до конфигурации благородного газа, и потому химически он очень активен (является радикалом). Он в состоянии атаковать молекулу водорода и оторвать один из атомов водорода, образовав с ним молекулу HCl. После этого второй атом водорода остается свободным. У него также имеется один неспаренный электрон, и когда такой атом сталкивается с молекулой хлора, он аналогичным образом отрывает от нее один из атомов хлора. Второй атом хлора остается свободным, что обусловливает повторение описанного процесса. Этот процесс называется стадией роста цепи в цепной реакции. Если же встречаются вместе два свободных атома (в нашей модели так встречаются атом водорода и атом хлора), то они соединяются в молекулу. После этого процесса радикалов не остается, и данная цепочка цепной реакции обрывается. Поэтому данная стадия цепной реакции называется стадией обрыва цепи.    

Примером неразветвленной цепной реакции может служить H₂ + Br₂ = 2HBr, иницирование которой определяется термо- и фотодиссоциацией:

иницирование:

рост цепи (развитие):

обрыв цепи:

Горение водорода относится к разветвленным цепным реакциям:

По цепному механизму протекают многие реакции горения, полимеризации, окисления, термического разложения.

Дата добавления: 2014-12-27