ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поверхность потенциальной энергии. Активный комплекс, координата и путь реакции из "Курс физической химии (том 2)" По мере приближения атома 2 к молекуле XV вдоль пря-мой, соединяющей ядра атомов X и V, связь между атомами 2 и V усиливается, а между атомами X и V — ослабевает. На некотором расстоянии атома 2 от молекулы ХУ возникает промежуточное состояние, при котором образуется так называемый активный комплекс X—V—2. Последний, распадаясь, образует конечные продукты реакции свободный атом X и молекулу У2. [c.139] С ПОМОЩЬЮ диаграммы (рис. V, ), продолжая аналогию с рельефом местности, легко себе представить, что потенциальная поверхность будет иметь две долины (которые отвечают сечениям, изображенным на диаграмме сверху и справа), разделенные седловиной. Низшая точка этой седловины отмечена на рисунке крестиком. [c.140] В состоянии, соответствующем этой точке, молекулы ХУ или У2 отдельно уже не существуют. В момент прохождения максимума потенциальной энергии система из трех атомов представляет нечто целое, по своим свойствам похожее на нестойкую трехатомную молекулу. Это состояние получило название активного комплекса, или переходного состояния. При дальнейшем сближении атомов 2 и У связь 2—У усиливается, атом X отделяется от атома У, потенциальная энергия системы начинает убывать, и наконец, система переходит в конечное состояние — образуется устойчивая молекула У2, потенциальная энергия которой изображена кривой, показанной на диаграмме справа, и свободный атом X. [c.141] При внимательном рассмотрении рис. V, 1 можно убедиться, что наиболее вероятное состояние системы (при изменении межатомных расстояний гх-у и Гу-г) проходит по некоторой энергетической ложбине , переходит через перевальную точку и по другой ложбине скатывается к конечному состоянию. Эта совокупность наиболее вероятных состояний системы носит название пути реакции (показан на рис. V, 1 жирной пунктирной линией). [c.141] Очевидно, приведенная диаграмма детализирует энергетическую картину активных столкновений, о которых говорилось в главе IV. Разность между потенциальной энергией начальных продуктов и потенциальной энергией на вершине барьера и является энергией активации, т. е. той энергией, которой должны обладать молекулы исходных веществ, чтобы преодолеть потенциальный барьер и перейти в конечные продукты реакции. [c.141] Построить поверхности потенциальной энергии в общем сл у- чае весьма сложно и это делается лишь для небольшого числа / очень простых реакций и то весьма приближенно. Если сделату разрез потенциальной поверхности, перпендикулярный плоскости чертежа и проходящий вдоль пути реакции, и развернуть поверхность разреза в одну плоскость, то кривая, ограничивающая эту плоскость, будет профилем пути реакции, изображенным на рис. V, 2. [c.141] Как видно, реагирующая система, прежде чем перейти в ко-нечное состояние, должна преодолеть потенциальный барьер, равный кл. классической энергии активации. Разность между потенциальными энергиями исходных веществ и продуктов реакции— это тепловой эффект регкции —АИ. [c.141] Общее число степеней свободы, которыми обладает л-атом-ная молекула, равно 2 п, из которых три степени свободы (или две в случае линейной молекулы) характеризуют вращение молекулы и три степени свободы определяют поступательное движение молекулы в целом. Таким образом, общее число колебательных степеней свободы для системы, состоящей из п атомов, будет равно 2 п — 6 (для линейной системы — 2п — 5). Для активного комплекса это число на единицу меньше, так как одна из колебательных степеней свободы превращается в координату реакции. Колебание образовавшегося комплекса X — V — 2 вдоль валентных связей ведет к реакции распада. Это колебание заменяется движением комплекса X—V—2 особого рода, ведущим к образованию молекул 2 и X. Оно было описано выше и изображено на рис. V, 1 как путь реакции. Это движение рассматривается как вид поступательного движения активного комплекса. Понятия вращение и колебание в применении к активному комплексу не имеют обычного смысла, так как комплекс существует очень недолго. Эти понятия обозначают, что зависимость потенциальной и кинетической энергии системы атомов от координат и сопряженных с ними импульсов такая же, как и для устойчивых молекул. [c.143] СОСТОЯНИЯ, получивший название метода переходного состояния (Поляни и Эванс), или активного комплекса (Эйринг), был разработан, в 1935 г. [c.144] Вернуться к основной статье