Активированный комплекс

Энергия активации химической реакции. Активированный комплекс

Для того, чтобы произошла химическая реакция, молекулы взаимодействующих веществ должны столкнуться. Не всякое столкновение молекул является эффективным, т. е. таким, чтобы произошло ослабление или разрыв связей между атомами во взаимодействующих молекулах и перегруппировка этих атомов в новые молекулы. Это происходит только в том случае, если энергия взаимодействующих молекул превышает некоторую пороговую энергию. Эта энергия получила название энергии активации (Е_а).

Это разность между запасом энергии активных молекул и средней энергией всех молекул в системе.

Е_а = Е_а.м. – Е_ср.м.

Возможны 3 варианта энергии активации:

1. Е_а< 40 кДж/моль – такие реакции протекают мгновенно;

2. Е_а > 120 - скорость таких химических реакций очень мала;

3. 40< Е_а< 120 - скорость химической реакции поддается измерению.

Реакции для которых Еа > 150 кДж/моль при нормальных условиях не протекают.

Молекулы, обладающие энергией активации, называются активными молекулами. Долю активных молекул можно вычислить по формуле

N_aк= N_o е ^-Еа/RT,

где N_o – общее количество молекул; е – основание натурального логарифма.

Чем больше температура в системе, тем больше активных молекул.

Только взаимодействие активных молекул приводит к протеканию химической реакции и образованию молекул нового вещества.

Химическая реакция начинается с ослабления и разрыва связей между атомами в молекулах исходных веществ. При этом реагирующие между собой вещества переходят в неустойчивое промежуточное состояние, характеризующееся большим запасом энергии. Это состояние называется активированным комплексом. Для его образования и нужна энергии активации. Активированный комплекс существует недолго и распадается с образованием продуктов реакции. При этом выделяется энергия. Активированный комплекс такое состояние молекул, когда ослаблены старые связи и образованы слабые новые. Активированный комплекс является промежуточным состоянием для прямой и для обратной реакций. Энергетически он отличается от исходных веществ на величину энергии активации прямой реакции, от продуктов - на величину энергии активации обратной реакции.

Разность Е_а прямой и обратной реакций равно DН химической реакции. Если DН<0, то реакция экзотермическая, если DН >0, то эндотермическая.

Дата добавления: 2013-12-12