Факторы, влияющие на скорость химических реакций. Реакционный механизм. Переходное состояние промежуточная частица, промежуточное соединение

Квантовомеханическое объяснение строения атома. Характеристика энергетического состояния электрона квантовыми числами. Атомные орбитали. Принцип Паули. Правило Хунда.

Билет 29.

Согласно волновой теории, ē является и частицей и волной, т.е. имеет двойственную природу: *корпускулярные сво-ва ē выражаются в его способности проявлять свое действие только как цлого;*волновые сво-ва проявляются в его движении, а такжк в явлениях дифракции и интерференции.

ē как бы размазан вокруг ядра по сфере, удаленной от ядра на некоторое расстояние, таким образом, вместо стационарных орбит по Бору, ядро атома окружено пульсирующим ē-ым облаком. Область пространства вокруг ядра, занимаемая ē-ми получила назв. - атомная орбиталь, выражающая форму электронного облака.

Понятие о квантовых числах – n, l, m,m – квантовые числа. В простейших приложениях квантовой механики иногда удобнее вместо самой волновой функции пользоваться квантовыми числами, представляющими её. Такой подход часто применяют для объяснения свойств многоэлектронных металлов.

Главное квантовое число характеризует энергию электрона в атоме. N=1,2,3…бесконечность. Главное квантовое число так же определяет характер радиальной зависимости орбитали, т.е. размеры электронного облака. n определяет средний радиус нахождения электрона в атоме.

Орбитальное квантовое чи сло (l) определяет угловую зависимость волновой функции, т.е. форму электронного облака. l = 0,1,2…(n-1).

Магнитное квантовое числ о определяет возможность ориентации электронного облака в пространстве. m_l = -l,…,-2,-1,0,+1,+2,…,+l.

Спиновое квантовое число отражает наличие у электрона собственного момента движения. m_s = + ¹/₂ или - ¹/₂

Основное состояние атома – состояние атома когда его электроны находятся на таких энергетических уровнях, что их суммарная энергия в атоме является минимальной из возможных значений энергии. Состояния с более высокими значениями энергией называт возбужденными, а сам процесс или результат повышения энергии атома(или электрона) – возбуждением.

Принцип Паули: в атоме не может быть 2-х ē-ов с одинаковыми квантовыми числами, все ē-ны разные. Правило Хунда: ē-ны в атоме располагаются так, чтобы суммарный спин был max. Правило Клечковского: в атоме каждый ē располагается так, чтобы его энергия была min.

Атомная орбиталь – часть ē-го облака, где вероятность нахождения ē-на составляет 90%.Характеризуется конкретными значениями квантовых чисел: n,m,l,s. Форма: S-облако – 2 вида, Р–облако – 6 видов;d-облако – 10 видов;f-облако – 14 видов.

Раздел химии, изучающий скорость химических реакций называется химической кинетикой.

Скорость химической реакции – число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени, в единице объема (для гомогенных реакций) или на единице поверхности (для гетерогенных реакций) раздела фаз. Мерой скорости хим. реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единице объема системы (для гомогенных реакций) или на единице поверхности раздела фаз (для гетерогенной реакции).

Факторы влияющие на скорость хим реакции:

1. С ростом температуры число активных молекул быстро увеличивается, что приводит к резкому возрастанию скорости реакции. ((Уравнение Аррениуса: k=ZPe^-Eа/RT, Z-число столкновений молекул в секунду в единице объема; e=2, 718..; R-универсальная газовая постоянная = 8,314 Дж/моль*К; Т- температура, К; Р- так называемый стерический множитель.))

Правило Вант-Гоффа: при повышении t на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза.

Vt2=Vt1*γt1-t2/10 где γ – температурный коэффициент реакции.

2. В случае гомогенного процесса протекающего при постоянном объеме, скорость гомогенной реакции измеряется изменением концентрации какого-либо из реагирующих веществ за единицу времени. Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ их концентрации, температуры и от присутствия в системе катализаторов.

Катализатор – вещество, не расходующееся в результате протекания реакции, но влияющее на ее скорость.

Зависимость скорости химической реакции от катализатора – катализатор снижает энергию активации реакции. В присутствии катализатора реакция проходит через другие промежуточные стадии, и эти стадии энергетически более доступны.

Бывают катализаторы как ускоряющие протекание реакции, так и замедляющие ее. В первом случае катализ называется положительным, а во втором - отрицательным.

ПЕРЕХОДНОЕ СОСТОЯНИЕ (активированный комплекс), конфигурация системы атомных ядер и электронов, участвующих в элементарном акте химической реакции, в момент преодоления системой энергетического барьера, разделяющего ее начальное и конечное состояния. Теорию переходного состояния применяют для расчета скоростей химических реакций. Реакционный механизм:

Для реакции с катализатором и без.

Промежуточная частица, промежуточное соединение -???????

Дата добавления: 2015-04-24