Предмет фіз.-хімії.Коротка історична довідка. Інтегрування різних наукових напрямів

Білет 7

Хімічна кінетика. Молекулярність і порядок реакції. Визначення порядку реакції.

Хімічна кінетика — розділ хімії, що вивчає швидкість хімічних процесів. Ця наука включає в себе вивчення впливу різних експериментальних умов на швидкість хімічних реакцій та досліджує їх механізми, що включає в себе знаходження також і характеризацію перехідного стану.

Молекулярність реакцій визначають кількістю молекул, які взаємодіють між собою і тим обусловлюють хімічне перетворення.

Мономолекулярні реакції — реакції розкладу, наприклад, розклад молекули йоду на атоми. Коли ж проходження реакції визначається взаємодією двох молекул реагуючих речовин, то така реакція нанивається бімолекулярною.

Здебільшого бувають мономолекулярні, бімолекулярні та тримолекулярні реакції. Оскільки одночасне зіткнення великої кількості молекул малоймовірне, то реакції, в яких бере участь більше трьох молекул реачуючих речовин, відбуваються через кілька бімолекулярних або тримолекулярних стадій реакцій. Тому практично нема реакцій з вищою молекулярністю, ніж три.

Порядок реації визначають сумою показників степені концентрації у виразі закону діючих мас. Отже, порядок і молекулярність реакції не завжди збігаються.

Предметом фізичної хімії є пояснення хімічних явищ на основі загальних фізичних законів.Курс фізичної хімії поділяють на такі розділи: Будова речовини, хімічна термодинаміка, хімічна кінетика, термодинаміка розчинів, електрохімія,колоїдна хімія.

Назва науки фізичної хімії., її предмет і завдання були вперше сформульовані М. Ст Ломоносовим. Їм був встановлений один з основних законів, на якому базується Ф. х., – закон постійності маси при хімічних перетвореннях. У 1840 Р. І. Гессом був відкритий закон постійності сум тепла при хімічних перетвореннях, що також з'явився одним з фундаментальних законів Ф. х. Істотний внесок у розвиток Ф. х. в середині 19 ст був внесений П. Бертло і Х. Томсеном завдяки їх фундаментальним термохімічним дослідженням, введенню уявлень про теплотах реакцію як міру хімічної спорідненості реагуючих речовин, встановленню зв'язку між теплотамі освіти і складом речовин.

Виділення Ф. х. у самостійну галузь науки сталося лише в кінці 19 ст Цьому сприяло загальне зростання всіляких хімічних виробництв і створення хімічної промисловості, що висунула безліч проблем, для успішного дозволи яких було недостатньо емпіричних правил і знання якісних співвідношень.

Для розвитку Ф. х. у 2-ій половині 19 і початку 20 вв.(століття) характерне вживання головним чином термодинамічних методів, вивчення макроскопічних, тобто безпосередньо спостережуваних, характеристик систем і процесів, використання представлень класичної фізики і класичною хімічного будови теорії при дослідженні зв'язку властивостей і будови молекул. Остаточно встановлюється рівняння стану для ідеальних газів (Д. І. Менделєєв, Би. Клапейрон). Розробляються додатки термодинаміки до хімічних і фазовим равновесиям (Дж. Гіббс, Я. Вант-Гофф, Ст Нернст, А. Ле Шателье, Н. С. Курнаков, Р. Тамман), основи макроскопічної («формальною») кінетики (До. Гульдберг, П. Вааге, Н. Н. Бекетов, Вант-Гофф), вводиться уявлення про енергію активації реакцій (С. Ареніус). Отримують подальший розвиток уявлення про каталіз, ведучі свій початок від М. Фарадея. Встановлюються основні закони адсорбції (Гіббс). Розвивається термодинамічна теорія розбавлених розчинів (Ф. Рауль, Вант-Гофф, Д. П. Коновалів). Створюється теорія електролітичної дисоціації (Ареніус). Для гальванічних елементів вводиться поняття електродних потенціалів (Нернст).

Результати досліджень, досягнуті на цьому етапі розвитку Ф. х., упроваджуються в промисловість (синтез аміаку, розробка соляних родовищ, деякі металургійні процеси, перегонка, ректифікація і ін.).

Найбільші відкриття природознавства в кінці 19 і початку 20 вв.(століття) – відкриття рентгенівських променів, електрона, явища радіоактивності, розвиток спектроскопії – створили передумови для нового етапу Ф. х. Встановлення законів руху електронів в атомах і молекулах (законів квантової механіки) привело до виникнення квантової хімії, що створило принципово нові можливості теоретичного трактування хімічного зв'язку, валентності, будови хімічних з'єднань.

Головна особливість сучасної Ф. х., почало якій відносять до 20-м-коду рр. 20 ст, – широке вживання всіляких фізичних методів експериментального дослідження, прагнення з'ясувати детальний молекулярний механізм хімічних реакцій. Ф. х. дає теоретичні основи для досліджень як в областях неорганічної, органічної і аналітичної хімії, так і в розробці хімічній технології. В 50–70-х рр. спостерігається швидкий розвиток багатьох розділів Ф. х. і зародження нових напрямів, пов'язаних з детальним вивченням поведінки молекул, іонів, радикалів при різних хімічних і фізичних процесах, у тому числі під впливом потужних енергетичних дій (g-віпромінювання, потоки часток великих енергій, лазерне випромінювання і ін.). Досліджуються енергії дисоціації, іонізації і фотоіонізації. Успішно вивчаються реакції в електричних розрядах, процеси в низькотемпературній плазмі (плазмохимія), вплив поверхневих явищ на властивості твердих тіл (физико-хімічна механіка), розвиваються Ф. х. полімерів, електрохімія газів і ін.

Дата добавления: 2015-05-24