Энергия, средняя реагирующих молекул в химически

Для простых реакций энергия активации имеет смысл избыточной энергии (сверх средней энергии молекул при данной температуре), которой должны обладать реагирующие молекулы, чтобы вступить в химическую реакцию. Для сложных реакций величина Е не имеет простого физического смысла. [c.14]

Энергия активации характеризует избыточную энергию реагирующих молекул над средней величиной энергии всех молекул системы при данной температуре. Чем больше энергия активации, тем меньше скорость химической реакции. [c.374]

По существующему воззрению из общего числа молекул химически реагировать могут только те молекулы, которые приобрели избыточное количество энергии против среднего ее значения и сделались таким образом активными . Под энергией активации понимается обычно разность между энергией активированной молекулы и средней энергией всех молекул. [c.17]

Энергия активации — это избыток внутренней энергии по сравнению со средней энергией для данной температуры, которым должны обладать реагирующие молекулы, чтобы их столкновение приводило к химическому взаимодействию. После интегрирования уравнение (14) преобразуется [c.70]

Поясним смысл понятия энергии активации. В химической кинетике для объяснения механизма химических реакций широкое распространение получила теория активных соударений, согласно которой для возникновения химического взаимодействия необходимо столкновение молекул, при этом принимается, что реагируют лишь только те молекулы, энергия которых не ниже некоторого предела Е, называемого энергией активации. Средняя энергия молекул, особенно при невысоких температурах, обычно ниже этого предела. Энергия активации является тем избыточным количеством энергии (по сравнению со средней величиной энергии молекул), которой должны обладать сталкивающиеся молекулы, чтобы быть способными к химическому взаимодействию. Такое активирование должно предшествовать ослаблению или разрушению внутренних связей реагирующих молекул, без чего невозможна перегруппировка атомов и образование новых молекул. [c.222]

Энергия активации — это избыток внутренней энергии по сравнению со средней энергией для данной температуры, которым должны обладать реагирующие молекулы, чтобы их столкновение приводило к химическому взаимодействию. Энергию активации выражают в джоулях на моль (дж/моль). После соответствующих математических преобразований для выражения энергии активации получают довольно простое уравнение [c.148]

Теория активных столкновений использует основные положения молекулярно-кинетической теории и предположение о существовании энергетического барьера, который необходимо преодолеть в ходе химической реакции. В соответствии с этой теорией, молекулы реагирующих веществ представляются маленькими твердыми шариками, которые находятся в беспрерывном хаотическом движении, средняя энергия [c.280]

Расхождение между общим числом столкновений реагирующих молекул и числом столкновений, которые приводят к химическому взаимодействию, позволило Аррениусу сделать предположение о том, что в реакцию вступают только те сталкивающиеся молекулы, которые обладают большей энергией по сравнению со средним значением энергии молекул. Для образования молекул продуктов реакции должны быть ослаблены или разорваны внутримолекулярные связи в молекулах реагирующих веществ. Если сталкивающиеся молекулы обладают большой энергией, то ее будет достаточно для ослабления или разрыва связей и реакция осуществится. Если энергия молекул меньше необходимой, то столкновение их будет неэффективным и молекулы продуктов реакции не образуются. [c.90]

Скорость любой химической реакции зависит от числа столкновений реагирующих молекул, т.к. число столкновений пропорционально концентрациям реагирующих веществ. Однако не все столкновения молекул сопровождаются взаимодействием. Скорость реакции зависит не только от числа столкновений, но и от каких-то свойств сталкивающихся молекул. Это явление находит объяснение в теории активации Аррениуса. Согласно этой теории реакционноспособны только тс молекулы, которые обладают запасом энергии, необходимым для осуществления той или иной реакции, т.е. избыточной по сравнению со средней величиной энергии молекулы. Эта избыточная энергия активной молекулы, благодаря которой становится возможна химическая реакция, носит название энергии активации. [c.641]

Значение фотонов в фотохимических процессах подчеркивается тем, что результаты реакции выражаются в виде квантового выхода у. В радиационной химии наблюдалось стремление, имеющее некоторый практический смысл, выражать результаты реакций в виде числа реагирующих молекул на одну образующуюся пару ионов, т. е. в виде так называемого ионного выхода M N [8а]. При этом способе не учитывается то обстоятельство, что для конденсированных систем N представляет собой гипотетическую величину, использование которой основано на допущении, что среднее значение энергии Еср, которая расходуется при процессе ионизации, имеет для конденсированной системы точно такое же значение, что и для аналогичного (т. е. даже не обязательно того же самого) газообразного вещества. Кроме того, при этом способе выражения результатов радиационно-химических реакций вносится дополнительная неопределенность, поскольку Еср имеет разные значения для различных исследуемых веществ. Наконец, применение этого способа основано на допущении, которое еще требует доказательства, что в основе всех радиационно-химических реакций лежит процесс ионизации. [c.57]

Как показывает последний пример, скорость химической реакции очень сильно возрастает при повышении температуры. Это связано с тем, что элементарный акт химической реакции протекает не при всяком столкновении реагирующих молекул реагируют только те молекулы активные молекулы), которые обладают достаточной энергией, чтобы разорвать или ослабить связи в исходных частицах и тем самым создать возможность образования новых молекул. Поэтому каждая реакция характеризуется определенным энергетическим барьером для его преодоления необходима энергия активации — некоторая избыточная энергия (по сравнению со средней энергией молекул при данной температуре), которой должны обладать [c.91]

Во второй главе рассмотрены общие закономерности распада и образования молекул. Всякая химическая реакция слагается из ряда одностадийных реакций (элементарных химических процессов), в которых участвуют активные частицы (атомы, радикалы, ионы, возбужденные молекулы), обладающие избыточной энергией по сравнению со средней энергией реагирующих молекул. В этой главе рассмотрены основные процессы распада молекул на атомы и радикалы (фотодиссоциация, диссоциация под действием удара электронов, атомов и ионов, диссоциация молекул на поверхностях, термическая диссоциация), а также основные процессы, приводящие к образованию молекул (образование молекул, сопровождающееся излучением, тройной удар). Здесь же рассмотрены переходы энергии поступательного движения в энергии колебательную, вращательную и электронного возбуждения, имеющие большое значение в процессах активации. [c.9]

Скорость любой химической реакции зависит от числа столкновений реагирующих молекул, так как число столкновений) пропорционально концентрации реагирующих веществ. Однако не все столкновения молекул сопровождаются взаимодействием. Очевидно, скорость реакции зависит не только от числа столкновений, но и от каких-то свойств сталкивающихся молекул. Это явление находит объяснение в теории активных соударений Д. В. Алексеева. Согласно этой теории реакционноспособны только те молекулы, которые обладают запасом энергии, необходимым для осуществления той или иной реакции, т. е. избыточной энергией по сравнению со средней величиной энергии молекулы. Такие молекулы получили название активных молекул. Энергия, которой должны обладать молекулы, чтобы они могли вступить в химическую реакцию, называется энергией активации. Величина энергии активации зависит от строения молекул и от того, в какую реакцию эта молекула вступает. Энергия активации может быть снижена под действием внешних факторов повышения температуры, лучистой энергии, катализаторов и др. [c.64]

Как показывает последний пример, скорость химической реакции очень Сильно возрастает при повышении температуры. Это связано с тем, что элементарный акт химической реакции протекает не при всяком столкновении реагирующих молекул реагируют только те молекулы активные молекулы), которые обладают достаточной энергий, чтобы разорвать или ослабить связи в исходных частицах и тем самым создать возможность образования новых молекул. Поэтому каждая реакция характеризуется определенным энергетическим барьером для его преодоления необходима энергия активации— некоторая избыточная энергия (по сравнению со средней энергией молекул при данной температуре), которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение было эффективным, т. е. привело бы к образованию нового вещества. С ростом температуры число активных молекул быстро увеличивается, что и приводит к резкому возрастанию скорости реакции. [c.89]

Физический смысл энергии активации можно пояснить следующим образом. Для наступления реакции необходимо столкновение реагирующих молекул. Однако не все столкновения между молекулами приводят к реакции между ними. Если бы все столкновения приводили к возникновению реакции, все реакции протекали бы почти мгновенно. В реакциях, протекающих с конечной скоростью, число столкновений между молекулами, приводящих к химическому взаимодействию, составляет лишь некоторую часть общего числа столкновений. Эффективными оказываются лишь столкновения между такими молекулами (активными), которые в момент столкновения обладают некоторым избытком энергии по сравнению со средней (для данной температуры) величиной. Энергия активации и является избыточным количеством энергии, которым должны обладать молекулы в момент столкновения, чтобы быть способными к данному химическому взаимодействию. [c.223]

Для каждой химической реакции существует своя, присущая только ей, энергия активации, т. е. тот минимальный избыток энергии, по сравнению со средней энергией всех молекул, которым должны обладать реагирующие молекулы для успешного взаимодействия. [c.11]

Для того чтобы химическая реакция стала возможной, молекулы реагирующих веществ должны обладать некоторым минимальным запасом избыточной энергии (по сравнению с величиной средней энергии молекул). Эта характерная для каждой реакции величина излишка энергии называется энергией активации и обозначается акт. Энергия активации необходима для преодоления сил отталкивания между сближающимися молекулами, а также для ослабления и нарушения связей в молекулах [c.125]

Энергия активации равна разности между средней энергией реагирующих частиц и энергией активированного комплекса. Энергия активации является характеристикой каждой реакции и определяет влияние на скорость химической реакции природы реагирующих веществ. Для большинства химических реакций энергия активации меньше энергии диссоциации наименее прочной связи в молекулах реагирующих веществ. [c.107]

Как мы видели выше, скорость обменной бимолекулярной реакции в зависимости от соотношения скоростей колебательной релаксации и собственно химической стадии реакции выражается различными формулами. В реакциях с малыми энергиями активации, протекающих при низких и средних температурах, лимитирующей является химическая стадия, и скорость реакции выражается обычной формулой ю = А [А] [В], где [А] и [В] — концентрации реагирующих веществ. Это следует также из экспериментальных данных, относящихся к реакциям атомов и радикалов с молекулами. [c.289]

Дальнейшее доказательство существенного влияния поверхности было получено при изучении влияния диаметра сосуда на нижний предел давления. При прочих равных условиях можно О/Кидать, что взрыв будет легче вызвать (предел будет ниже) в сосуде большего диаметра, так как в этом случае отношение поверхности к обт ему будет меньше. Это может быть положено в основу количественных определений величин пути, по которому активные центры в конце копцов достигают стенки. Очевидно, что если даже малая доля соударений между активными центрами и реагирующей молекулой химически эффективна, т. е. если реакция имеет заметную энергию активации, то активные центры могут достигать стенки и быть нейтрализованы перед тем, как разовьются разветвленные цепи. Согласно соотношению Эйнштейна — Смолуховского среднее перемещение х молекулы или атома за время t можно определить из соотношения [15] [c.153]

Энергией активации называют избыток энергии реагирующих молекул над средним значением энергии всех молекул реагирующей системы при данной температуре. Величина энергии активации оп-ред(шяется из уравнения (22. 19) на основании экспериментально найденной константы скорости реакции нри двух температурах. Чем выше энергия активации, тем меньше скорость химической реакции. При осуществлении химической реакции в присутствии по-ло/кительного катализатора энергии активации сни, кается, поэтому скорость реакцип увеличивается. Этнм и объясняется возможность понижения температуры процесса при осуществлении реакции и присутствии катализатора. [c.595]

Следует отчетливо представлять себе, что любое излучение является источником энергии в химически активной форме. Известно, что молекулы, вступающие в хими- гескую реакцргю, должны быть предварительно активированы. Если в некоторой системе протекает очень медленная химическая реакция, то скорость ее можно значительно увеличить путем даже сравнительно небольшого повышения температуры, В такой подогретой системе активация реагирующих молекул происходит за счет энергии обычного теплового движения. Однако при этом только небольшая доля молекул, обладающих (в соответствии с больцмановскпм распределением) энергиями, значительно превосходящими среднюю тепловую энергию молекул, имеет возможность вступать в реакцию. [c.10]

С этой проблемой также связан следующий важный вопрос служит ли активация указанием на диссоциацию молекул на атомы или ионы. Поскольку это касается газовых реакций, ответ, повидимому, должен быгь отрицательным. Хотя в некоторых газовых реакциях, в особенности в фотохимических реакциях, действительно происходит диссоциация на нейтральные атомы, однако у большинства термических реакций энергии активации меньше энергий, требуемых для диссоциации реагирующих молекул. Что касается ионизации, то Хиншелвуд [6] приходит к выводу, что в обычных химических реакциях между газами она является лишь второстепенной, побочной, а не промежуточной реакцией [7]. В качестве доказательства этой мысли он приводит работу Брюера, показавшего, что в целом ряде газовых реакций приблизительно на 10 прореагировавших молекул образуется в среднем лишь одна пара ионов. [c.223]

Сравнивая закон Аррениуса и уравнение Больцмана, легко заметить, что обе зависимости имеют одинаковый характер обе выражаются экспоненциальной функцией. Заманчиво было сделать предположение (и Аррениус сделал его) о том, что в реакцию при столкновении вступают не все молекулы, а только те, которые обладают энергией, превышающей среднее значение энергии молекул. Тогда в уравнении (1-21) — избыточная по сравпению со средней энергия, обладая которой, молекулы будут реагировать при столкновении. Эта величина получила название энергии активации. Такля трактовка величины в уравнении Аррениуса оказалась очень плодотворной. Для элементарных реакций в большинстве случаев энергия активации положительная величина и скорость реакций увеличивается с повышением температуры. Позднее были обнаружены реакции, энергия активации которых была близка к нулю и соответственно скорость которых не зависела от температуры. Однако в этом не было ничего необычного речь идет о реакциях частиц, обладающих столь высокой химической активностью, что им для взаимодействия не требовался избыток энергии. Часто энергию активации определяют и при исследовании заведомо сложных химических процессов, так как она позволяет получить ценную информацию о механизме процесса. Однако в этом случае определяемая энергия активации представляет собой сложную величину и обычно называется кажущейся или эффективной энергией активации (так же как константа скорости сложной реакции часто называется эффективной). Наконец, вполне возможны случаи, когда при графическом построении закона Аррениуса при исследовании сложного процесса в полулогарифмических координатах вообще не [c.23]

В 1935 г. ученик Бора Макс Дельбрюк в статье, озаглавленной О природе генных мутаций и структуре гена , разъяснил, что именно генетика является той областью биологии, в которой объяснения с позиций физики и химии могут оказаться недостаточными в том смысле, который имел в виду Бор. Дельбрюк указывал, что если в физике все измерения могут быть в принципе сведены к измерению места и времени, основное понятие генетики — различие в признаке — вряд ли может быть осмысленно выражено в абсолютных единицах . Потому, полагал Дельбрюк, можно считать, что генетика автономна и в нее не следует впутывать физико-химические концепции . Дельбрюк охотно принял, что тонкий 1 генетический анализ [плодовой мушки Drosophila привел к (определению размеров гена, которые сравнимы с размерами самых больших пз известных молекул, наделенных специфической структурой. Это привело к тому, что многие исследователи считают гены всего лишь молекулами особого типа, детальная структура которых пока неизвестна . Тем не менее Дельбрюк ясно понимал необходимость учитывать, что в этом случае имеется существенное отличие от химического определения молекулы В химии мы говорим об определенном типе молекул, когда сталкиваемся с веществом, определенным и одинаковым образом реагирующим на химическое возбуждение. В генетике же мы имеем по определению только один отдельный образец генной молекулы , находящейся в химически гетерогенном окружении . Как бы то ни было, главная причина, которая заставляет считать ген молекулой, состоит в том, что ген явно остается стабильным в течение длительного времени, несмотря на внешние воздействия. Эта стабильность, полагал Дельбрюк, может быть объяснена только в том случае, если фиксировано среднее положение и электронное состояние каждого атома, входящего в состав генной молекулы . Лишь тогда, когда какой-нибудь атом этого ансамбля получает энергию, превышающую Э1ьергию активации, необходимую для изменения его положения, могут происходить прерывистые, скачкообразные изменения расположения атомов в этой генной молекуле . Эти изменения, очевидно, должны соответствовать генным мутациям. [c.32]

В качестве сенсибилизатора очень часто применяется ртутный пар, являющийся примером сенсибилизатора, в котором первоначально возникают возбужденные атомы, ([ри облучении смеси реагирующих веществ, содержащей пебольшое количество ртутного пара, светом ртутной дуги образуются возбужденные атомы ртути Hg ( 1), Hg = Hg с энергией возбуждения 112 ккал. Превращепяо энергии возбуждения атома ртути в химическую энергию молекулы (или молекул) реагирующих веществ и является началом собственно импческой реакции. Отметим, что нри давлении 1 тор возбужденный атом ртути за время своей л. изни (1,55-10 сек) испытывает в среднем не болсс одного столкновения поэтому при р тор нужно ожидать большую вероятность флуоресценции и малую вероятность фотохимической активации. [c.167]

При образовании химической связи электронная структура получившихся частиц принимает такую конфигурацию, которая отвечает наибольшей энергии связи. Это может произойти, при условии преодоления сил отталкивания (или так называемого энергетического барьера ) между реагирующими частицами. Силы отталкивания могут быть преодолены частицами, обладающими повышенным запасом энергии. Такие реакционноспособные частицы, обладающие определенным избытком энергии (по сравнению со средней величиной энергии всех частиц, характерной для данной температуры), называются активными. Такими молекулами могут быть наиболее быстрые , т. е. обладающие в момент столкнове-Ш1я большой кинетической энергией, возбужденные — у которых некоторые электроны находятся на более высоком энергетическом уровне (а не на нормальном) молекулы, внутреннее строение которых (например, расстояние между атомными ядрами) Отличается от наиболее устойчивого состояния Эти частицы обладают большой кинетической энергией, увеличенным расстоянием меж у атомными ядрами и др. [c.11]

Известно, что в химическое взаимодействие вступают только активные молекулы, обладающие определенной избыточной энергией по сравнению со средней энергией всех молекул — энергией активации ( 1), выражаемой в кДж-моль . Количество акпшных молекул в каждый данный момент составляет лишь небольшую долю их общего числа, и, поскольку необходимое распределение энергии занимает конечное время, гидролиз крахмала происходит с измеримой скоростью, определяемой величиной энергетического барьера (энергии активации), который должен быть преодолен реагирующими веществами. [c.177]

В положительном столбе тлеющего разряда обычного типа имеем следующие условия как правило, низкое давление (обычно порядка 0,1— 100 мм рт. ст.), среднюю температуру газа (порядка нескольких сотен градусов Цельсия) и высокую электронную температуру . Эти условия близки к условиям протекания фотохимических реакций, где роль быстрых электронов играют кванты фотохимически активного света. При этом по их средней энергии быстрые электроны скорее соответствуют квантам жесткого излучения (далекий ультрафиолет). Поэтому тлеющий разряд должен благоприятствова[ть эндотермическим реакциям, т. е. химическим реакциям, в которых основную роль играют процессы разложения молекул, как, например. 2СН4 = С3Н2 Н- ЗНз (— 86,3 ккал), СН4 -Ь СОд = = 2С0 -f 2Н, (-55,6 ккал), СН -Ь Н О = СО + ЗН, (-45,9 ккал). Исследования реакций такого рода показывают, что реагирующая система приходит к некоторому предельному состоянию, характеризующемуся концентрациями исходных веществ и продуктов реакции, значительно, отличающимися от равновесных концентраций, как это имеет место в эндотермических фотохимических реакциях или в таких реакциях, в которых одновременно с прямой реакцией идет обратная ей также фотохимическая реакция (см. главу УИ1). [c.352]