Столкновения двойные между молекулам

При изучении скоростей химических реакций важно знать число столкновений, происходящих между двумя молекулами газа в единице объема за единицу времени, т. е. частоту двойных столкновений. При этом может представлять интерес как число всех столкновений, так и число столкновений, происходящих с соблюдением какого-либо ограничивающего условия, чаще всего энергетического. Найдем сначала общее число двойных столкновений. [c.109]

Теория активных столкновений основана на подсчет е числа столкновений между реагирующими частицами. В кинетической теории газов получено выражение для числа двойных столкновений молекул А с молекулами В в единицу времени в единице объема [c.247]

Согласно теории двойных столкновений, взаимодействующие молекулы (независимо от структуры) смогут прореагировать лишь в результате соударения друг с другом. Число столкновений N между молекулами реагентов в единицу времени в единице объема можно рассчитать по уравнению [c.38]

Перейдем теперь к подсчету частоты двойных столкновений между молекулами двух различных типов, концентрации кото-" рых All и П2. Пусть радиус ri молекул первого типа больше радиуса Гг молекул второго типа. Найдем сначала число столкновений в единицу времени между одной молекулой первого типа и молекулами второго типа, но не с любыми, а с такими, относительные скорости которых по величине лежат в пределах от V до V + dV, а угол между направлением движения молекулы и линией, соединяющей центры молекул, изменяется от 0 до 0-t- 0 (рис. П1,2). [c.111]

Длина свободного пути молекул обратно пропорциональна давлению газа. С разрежением газа она естественно увеличивается, достигая, например, 1 см при давлении 0,009 мм рт. ст. и нескольких километров при высоком разрежении (высоком вакууме). В этих условиях, когда средняя длина пути становится много большей, чем размеры сосуда, столкновения между молекулами газа случаются относительно редко, и каждая данная молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой большей частью без столкновений с другими молекулами. В результате такие свойства, как вязкость, диффузия, теплопроводность, которые зависят в основном от межмолекулярных столкновений, существенно меняются. Очень сильное уменьшение теплопроводности газов при высоком разрежении практически используется в термосах, в производственных и лабораторных сосудах Дьюара. Тепловая изоляция достигается в них в основном именно тем, что сосуды делаются с двойными стенками и в пространстве между ними создается высокий вакуум. [c.116]

Напишите уравнение, при помощи которого можно рассчитать число двойных соударений между молекулами в единицу времени в единице объема, если столкновения происходят между однородными молекулами. При записи пользуйтесь обозначениями а —диаметр молекулы SJ —средняя арифметическая скорость движения молекул п — число молекул в единице объема. [c.76]

Так как эта реакция является бимолекулярной, то она должна осуществиться путем столкновений между молекулами. В связи с этим интересно сопоставить число столкновений 2 (за 1 с в 1 см ) молекул двух сортов с наблюдаемой скоростью реакции со. Далее будет показано [уравнение (XVI.43)], что число двойных столкновений определяется формулой [c.327]

Реакция Н2(г)+b(r) =2Н1(г), как и любая другая, может осуществиться только путем столкновений между молекулами. Число таких двойных столкновений 2 в [c.236]

Согласно кинетической теории газов, число двойных столкновений между молекулами двух родов, концентрации которых в газе Л л и N2, равно [c.120]

Столкновения между молекулами происходят только двойные, т. е. в этом участвуют лишь две молекулы. [c.788]

Легко видеть, что автор вычисляет не число тройных столкновений, а число двойных столкновений между молекулами реагирующих веществ, которое составляет при сделанных упрощениях долю, равную в/Лд от числа столкновений молекул А с растворителем. [c.211]

Можно полагать, что скорость реакций между двумя газами будет возрастать с увеличением и, так как при этом увеличится число столкновений между молекулами. Среднее число таких двойных соударений в единицу времени можно подсчитать, зная средние скорости сталкивающихся молекул (ии Ыг) и их массы ( 1, Отг). Примем, что молекулы подобны маленьким шарам с радиусами г и Г2. Столкновение произойдет, если центр одной молекулы окажется на поверхности сферы, описанной вокруг другой молекулы с радиусом Г12==Г1+/ 2, как это показано на рис. 35. [c.147]

Такое большое расхождение между вычисленной и опытной величинами нельзя объяснить ошибочностью кинетической теории газов, например неправильностью уравнения (1Х-11) для числа двойных столкновений. Разумно предположить, как это впервые сделал С. Аррениус, что не каждое столкновение между молекулами обязательно приводит к реакции. С. Аррениус предположил, что столкновения эффективны лишь между активными молекулами, находящимися в особом возбужденном состоянии, он даже полагал, что активные молекулы представляют собой некоторую химическую разновидность. [c.170]

Некоторые вещества, особенно иодид-ионы в водных системах и бром-бензол в неводных, уменьшают интенсивность флуоресценции. Столкновения между молекулами тушащих веществ и возбужденной флуоресцирующей молекулой усиливают внутренние превращения в последней. Таким образом, если каждое столкновение приводит к тушению, то = с + 2 (Ф. где к и-, — скорость внутреннего превращения в отсутствие тушителя (т. е. внутреннее превращение, обусловленное стерическими факторами или влиянием растворителя) 2 — константа скорости двойных столкновений между тушителем и возбужденной молекулой я Q — концентрация тушителя. Комбинируя это выражение с уравнением ( -1), получаем уравнение Штерна — Фольмера для соотношения интенсивности флуоресценции в присутствии тушителя о) и без него (/о) [c.171]

Теория активных соударений. Эта теория исходит из того, что к химической реакции приводят только так называемые активные столкновения (соударения) молекул реагирующих веществ. Она непосредственно вытекает из факта существования многочисленных реакций, протекающих гораздо медленнее, чем позволяют молекулярные столкновения. Так, например, реакция между и О2 при обычных условиях практически не идет, хотя число двойных, столкновений каждой молекулы в 1 с составляет около 10 . [c.187]

Выше было показано, что реакции типа 2Н -v Нг или 2С1 lg происходят не при двойных, а только при тройных столкновениях с инертными молекулами, которые поглощают выделяющуюся при реакции энергию. Однако тройные столкновения между двумя свободными атомами и одной инертной молекулой происходят относительно редко, так как концентрации свободных атомов Н и С1 очень малы. [c.292]

Таким образом, порядок реакции следует рассматривать лишь в связи с механизмом реакции в целом, помня, что этот механизм складывается из отдельных элементарных стадий. В ТО время как порядок реакции определяется для реакции в целом, понятие молекулярность реакции относится к ее отдельным стадиям. Молекулярность реакции равна числу молекул, которые сталкиваются в элементарном акте химического превращения (на некоторой промежуточной стадии процесса). Оче- Видно, что чаще всего происходят двойные столкновения (двух частиц) между реагирующими молекулами, а следовательно, в большинстве случаев элементарные стадии (или элементарные реакции) бимолекулярны. Вероятность тройных соударений (соответствующая тримолекулярным реакциям) уже значительно меньше, а реакции с молекулярностью более трех практически не наблюдаются. Настоящие мономолекулярные реакции, в которых молекулы распадаются сами без какого-либо внешнего воздействия, также встречаются очень редко. Наиболее известный пример мономолекулярного процесса, протекающего по первому порядку, — это радиоактивный распад. Он происходит спонтанно, и на него практически не оказывают влияния внешние воздействия. Скорость распада в любой момент времени t пропорциональна числу имеющихся атомов Ы [c.152]

Допустим, что все такие двойные столкновения приводят к реакции, т. е. что предположение о равенстве г = со правильно. Легко подсчитать, что в этом случае, например, для реакции 2Н1 (г) — — Нг (г) +12 (г) при 700 К и атмосферном давлении число соударений в 1 см за 1 с составляет величину порядка 1№ и, следовательно, скорость реакции была бы чрезвычайно большой — она завершалась бы за 10 с. Между тем наблюдаемая в действительности скорость диссоциации Н1 на много порядков меньше. Такое несоответствие между вычисленной и наблюдаемой скоростями реакции должно было привести к заключению, что не каждое столкновение молекул является эффективным, т. е. не заканчивается реакцией. [c.327]

В некоторых случаях может меняться порядок реакции в зависимости от давления. Если активация молекулы для приведения ее в неустойчивое состояние происходит благодаря двойным соударениям и активированная молекула живет весьма недолго по сравнению с промежутком времени между этими столкновениями, то, очевидно, наиболее медленной стадией всего процесса и окажется время активирования. Как известно, скорость сложного процесса определяется скоростью самой медленной его стадии, поэтому суммарная скорость будет зависеть от частоты двойных соударений, и, таким образом, реакция пойдет по второму порядку. Эта картина будет наблюдаться при относительно низких давлениях, когда частицы сталкиваются сравнительно редко. [c.178]

Выше отмечалось, что химические реакции между газами осуществляются в результате соударений молекул. Поэтому важно найти выражение для среднего числа таких двойных соударений, которое зависит от средних скоростей сталкивающихся молекул щ и 2-Представим себе, что молекулы двух сортов являются шариками с различными радиусами п и Г2, как это показано на рис. 1Х.4 (момент столкновения). Из рисунка видно, что столкновение происходит, если вторая моле- [c.121]

По каким формулам можно рассчитать общее число двойных столкновений (г) а) для молекул разного сорта б) для идентичных молекул Что понимают под частотой двойных столкновений (2Го) Какая существует связь между г и 2о [c.78]

Следует заметить, что само понятие тройного столкновения требует объяснения. Если время, в течение которого две сталкивающиеся молекулы взаимодействуют между собой, ничтожно мало, то ничтожно мала также вероятность тройного столкновения. Поэтому тройные столкновения практически возможны лишь в том случае, когда при столкновении двух молекул как бы образуется комплекс. Чем больше время существования подобного комплекса, тем более вероятны тройные столкновения. Однако если комплекс существует достаточно долго, то тройное столкновение может рассматриваться как два двойных. [c.279]

При взаимодействии атомов натрия с парами органических галогенидов только часть двойных столкновений приводит к химическим реакциям. Предположив, что константа В в уравнении Аррениуса к = Ве— 1 определяется числом столкновений между атомами натрия и молекулами галогенида, можно на основании значения скорости реакции вычислить требуемую энергию активации Е. Полученные таким путем экспериментальные данные приведены в табл. 16. [c.118]

Типичной реакцией присоединения является присоединение НВг к двойной связи. Оно происходит в результате прилегания двух молекул друг к другу, сопровождающегося разрывом одной, более слабой, из двух связей, образующих связь С = С. Обратный процесс, т. е. отщепление НВг, имеет место, например, в результате столкновения с молекулой КОН, когда в первый момент происходит образование валентного поля между атомами Вг и К, с одной стороны, и между атомом Н (в бромиде) и атомом О — с другой. [c.68]

Предполагается, что последняя реакция происходит значительно чаще, чем реакция (VI). Чемберлен и Уолш [7, 58] также допускают возможность мгновенного разложения СНО па Н и СО, предполагая в то же время, что реакция между Н й Оз происходит путем двойного столкновения, в результате которого образуется возбужденный радикал НОа-Последний, по их мнению, прекращает свое существование либо в результате дезактивации при столкновении с другой молекулой (в этом случае цепь обрывается, как в приведенной выше реакции VI), либо в результате реакции с метаном или формальдегидом [c.246]

Скорость тримолекулярныА реакций определяется числом тройных столкновений реагирующих молекул в единицу времени. В основе расчета числа тройных столкновений 2двс между частицами А, Б и С лежит представление о том, что оно определяется числом двойных столкновений каждого партнера X (X = А, Б, С) с неустойчивым комплексом образованным из других партнеров ( 2 = ВС, АС, АВ) [124]. Обозначая концентрацию этих комплектов через пу2, а концентрацию свободных частиц через Их будем иметь [c.132]

Согласно молекулярно-кинетической теории обшее число двойных столкновений (г), происходящих между молекулами газа (в единице объема за единицу В1ремени), можно рассчитать, используя следующие формулы [c.79]

Под частотой двойных столкновений (2о) подразумевают число столкновений, происходящих между двумя молекулами газа в единице объема за единицу времени, если П1=П2=. Таким образом, 212 = 1/г22о. [c.80]

Рассмотрим тройные столкнсвешш между молекулами А, В н С, имеющими массы Шк, гпъ и тс. Обозначим число двойных столкновений, приводящих к образованию двойных комплексов (квазимолекул) А-В, В-С и А-С, соответственно, через Za-b, Zb- и Za.с, причем Za.В"- Za.b a b и т. д., где, согласно формуле (9.15), [c.273]

Предполагается, что механизм несенсибилизированной изомеризации в твердой фазе обусловлен как прямым, так и непрямым возбуждением я-электронов двойных связей в результате столкновений молекул полимера с электронами больших энергий, генерируемых под влиянием у-лу-чей. Значительная часть энергии, приобретаемой метиленовыми группами полимера, передается двойным связям внутри молекулы. Такой процесс имеет место и в растворах, однако в этом случае он играет менее важную роль по сравнению с межмолекулярной передачей энергии от возбужденных или ионизированных молекул растворителя к двойным связям молекулы полимера. Двойная связь возбуждается до более высокого энергетического уровня, при котором я-электроны перестают участвовать в образовании связи (разрыхляющее, или антисвязывающее, состояние), тем самым обусловливая возможность свободного вращения вокруг остающейся одиночной 0-связи, соединяющей атомы углерода, между которыми ранее имелась двойная связь. Когда разрыхляющее состояние переходит в основное состояние с выделением энергии возбуждения, двойные связи образуются вновь, принимая, однако, главным образом ттгракс-конфигу-рацию, хотя количественно в меньшей степени, чем при сенсибилизированной изомеризации. Поэтому механизмы этих двух типов изомеризации принципиально отличаются между собой в том отношении, что в сенсибилизированных реакциях участвуют промежуточные радикальные аддук-ты, тогда как несенсибилизированная изомеризация осуществляется за счет возбужденного состояния двойных связей полимера. Этим различием в механизмах можно объяснить тот факт, что предельное соотношение цис-VI тракс-форм при несенсибилизированной изомеризации (33/67) выше соответствующего соотношения для сенсибилизированной реакции (20/80). В последнем случае величина этого соотношения должна определяться термодинамическими соображениями, тогда как в первом случае конечная величина соотношения цис- и транс-форм, по-видимому, обусловливается относительным числом цис- и тракс-звеньев с повышенными энергетическими уровнями [44]. Таким образом, в то время как в условиях термодинамического равновесия преобладает образование наиболее устойчивой формы, условия протекания реакции в системе, подвергающейся интенсивному облучению, часто благоприятствуют образованию менее устойчивой формы [45]. Классическим примером системы, характеризующейся таким различием в соотношениях цис- и тракс-форм при термодинамическом и фотохимическом равновесии, служит взаимопревращение малеиновой и фумаровой кислот [46, 47]. Вполне возможно, что такое же положение справедливо и для термодинамического и радиационно-химического равновесия при изомеризации нолибутадиена. [c.112]

Из кинетической теории газов следует, что одновременные столкновения более трех частиц, находящихся в тепловом движении, невероятны. Наиболее вероятны двойные столкновения. Если в ре- зультате этого происходит непосредственное превращение исходных частиц в конечные, то превращение называют элементарной реакцией или элементарным актом. Эле.ментарные акты обычны при реакциях между атомами, атомами или молекулами с радикалами, газообразными ионами, при адсорбции газообразных или жидких частиц на твердых поверхностях, но возмоокны и в других случаях. [c.220]

Таким образом, нри атмосферном давлении и обычных температурах число тройных газокинетических столкновений на два порядка меньше числа двойных столкновений. При низких давлениях это отношение становится-еще меньше. Нужно, однако, иметь в виду, что полученное выше значение числа тройных газокинетических столкновений вычислено в предположении, что величина т имеет порядок 10 сек, свойственный квазимолекулам, образующимся из атомов или простейших молекул. Как указано выше, в результате увеличения числа внутренних степеней свободы при увеличении числа атомов в молекуле продолжительность жизни многоатомной квазимолекулы может намногопорядковпревыситьвеличину 10 сек. Очевидно, в соответствующее число раз повышается при этом как число Z3, так и соотношение между числом тройных и двойных столкновений. [c.263]

Химическая реакция инициируется взаимодействием между реагентами, причем это взаимодействие должно быть достаточно сильным, порядка величины межатомных взаимодействий в самих молекулах. Последнее, очевидно, требует сближения реагирующих молекул, обычно до состояния непосредственного контакта. Хотя можно привести некоторые примеры, когда указанное условие не является столь строгим тут можно упомянуть реакции переноса электрона в газовой или в конденсированной фазе или процесс передачи энергии электронного возбуждения все же как общее правило приведенное выше соображение остается правильным. Так, мы приходим к концепции столкновения как необходимому требованию протекания реакции. Отсюда же возникает естественное разделение реакций на мономолекулярные, бимолекулярные, тримолекулярные и т. д. по числу молекул, одновременно принимающих прямое участие в химической реакции (столкновительном комплексе). Проблема столкновения реагентов, формально отсутствующая в мономолекулярной реакции, становится определяющей в случае тримолекулярных реакций из-за крайне малой вероятности тройных столкновений суммарная вероятность таких реакций, как правило, крайне мала (в газе при нормальных температурах и давлении вероятность тройных столкновений приблизительно в 100 раз меньше вероятности двойных). Она может эффективно повышаться, если две из участвующих в таком соударении частиц образуют сравнительно долгоживущий комплекс. Типичными и очень важными случаями химических реакций подобного типа являются реакции с участием двух лигандов, встроившихся в координационную сферу комплексного соединения, либо адсорбированных молекул, тогда роль третьего тела играет поверхность [c.13]