Путь координата реакции

На рис. 102 приведена схема изменения энергии в одностадийном химическом превращении (элементарной реакции), происходящем по энергетически наиболее выгодному пути ( координата реакции ) от исходных веществ к продуктам реакции. [c.196]

Рис. У1П.2. Карта поверхности потенциальной энергии при реакции между атомом и двухатомной молекулой ----— путь (координата) реакции, X — перевальная точка

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]

Характерная особенность этого гиперпространства — наличие потенциальных ям (которые отвечают образованию химических связей), отделенных друг от друга барьерами. Каждая точка гиперпространства отвечает определенному состоянию реагирующей системы, и химическая реакция может быть представлена как движение некоторой изображающей точки по потенциальному гиперпространству. Последовательность состояний, занимаемая изображающей точкой, называется путем реакции, а координата (д)— координатой реакции. [c.67]

Выражение (212.1) называют уравнением поверхности потенциальной энергии. Потенциальная энергия переходного состояния в любой момент времени характеризуется точкой на поверхности потенциальной энергии в многомерном пространстве. Всякое изменение состояния системы, а следовательно, и развитие элементарного химического акта, описывается движением точки, определяемой уравнением (212.1), по поверхности потенциальной энергии. Точка, отвечающая состоянию реагирующей системы, движется по поверхности потенциальной энергии по пути минимальных энергетических затрат, по линии минимальных энергетических градиентов. Линию, которую описывает эта точка на поверхности потенциальной энергии, называют путем реакции или координатой реакции. Путь реакции в многомерном пространстве нельзя представить реальной физической моделью. Если известна зависимость, выражаемая уравнением (212.1), то можно найти минимальное значение переходного состояния, которое определяет вершину энергетического барьера. Чтобы получить представление о характере этой задачи, рассмотрим простейшую элементарную реакцию обмена [c.569]

Разрез потенциальной поверхности вдоль пути реакции дает линию, называемую профиль пути реакции, или координата реакции. [c.161]

Этот результат аналогичен уравнению (VI, 25) и приводит к заключению, что промежуточные состояния в случае адиабатической реакции имеют на составной фазовой плоскости характер, который наблюдался ранее на рис. VI-5 для пути адиабатической реакции при стационарном состоянии (изменения происходят по линии наклона, который равен —1). Направление этих изменений может быть различно, однако основывается на отклонениях от профилей стационарного состояния (начало координат составной фазовой плоскости). [c.190]

Будем рассматривать колебание молекулы как движение точки в конфигурационном пространстве. Путь этой точки из области стабильной молекулы в область продуктов реакции с наименьшей энергией называется координатой реакции. [c.72]

Введем понятие координаты реакции х как координаты точки, характеризующей систему, на кривой, изображающей путь реакции. В выборе этой величины, конечно, имеется большой произвол. До- [c.60]

Можно ввести понятие координаты реакции х как координаты точки, характеризующей систему, на кривой, изображающей путь реакции. В выборе этой величины, конечно, имеется большой произвол. Достаточно лишь, чтобы она непрерывно возрастала по ходу процесса. Потенциальная энергия системы как функция координаты реакции пройдет через некоторое максимальное значение (рис. 20). В этом слу- [c.56]

По оси ординат отложена потенциальная энергия системы. В качестве абсциссы использована так называемая координата реакции (реакционный путь), которая в первом приближении характеризует изменения в межъядерных расстояниях взаимодействующих частиц. [c.213]

Наиболее выгодный (с точки зрения затрат энергии) путь перехода от исходной системы к конечной проходит по линии, соединяющей точки, соответствующие минимуму потенциальной энергии. Проекция этой линии показана на рис. 6.11 пунктиром. Пусть вдоль нее называют координатой реакции. Зависимость потенциальной энергии реагирующих частиц от координаты реакции имеет вид кривой с максимумом, аналогичной кривым, показанным на рис. 6.11. [c.276]

Более точно описать путь химической реакции можно с помощью метода потенциальных поверхностей. Активированный комплекс (А — В - - С), состоящий из п атомов, имеет Зп степеней свободы движения. Для нелинейной молекулы 6 степеней свободы приходится на поступательное и вращательное движение системы в целом, а З/г — 6 степеней свободы характеризует колебательное движение в системе. Потенциальная энергия активированного комплекса является функцией Зп—6 координат х, х , хз,. .., Х > -б, определя-юи их расположение ядер в пространстве [c.288]

Плато отвечает трем атомам, разделенным достаточно большим расстоянием. Энергетически наиболее выгоден путь взаимодействия по дну одной ложбины, затем через перевальную точку, отвечающую активированному комплексу, и по дну другой ложбины. Если по этому наиболее вероятному пути реакции сделать вертикальный разрез, перпендикулярный плоскости чертежа, и развернуть его в линию на одну плоскость, то получится профиль пути реакции, характеризующий изменение ее энергии. Эта кривая отвечает изображению на рис. П.34. Ось абсцисс (координата реакции) на этом графике отражает изменения в положении ядер и распределении электронов по мере прохождения каждого акта реакции. Максимум отвечает активированному комплексу. Разность энтальпий переходного состояния и исходных реагентов — это энергия активации прямой реакции аналогичная разность для продуктов реакции — это энергия активации обратной реакции. Теоретический анализ приводит к выводу, что, строго говоря, в данном случае энергия активации (А//а) представляет собой разницу между соответствующими нулевыми энергетическими уровнями. [c.150]

В—С вдоль координаты пути реакции (или координаты реакции) [c.335]

Координата реакции характеризует перемещение системы вдоль наиболее выгодного энергетически пути реакции. [c.335]

ППЭ. Связывающий их путь минимальной энергии проходит через симметричную структуру II с выравненными связями -N. Эта структура отвечает переходному состоянию реакции. Если путь минимальной энергии реакции записать как функцию координат и i 2, можно получить выражение для координаты реакции I II, [c.161]

Координата реакции — наиболее энергетически выгодный путь превращения реагентов в продукты. Механизмы реакции для превращения А— -В и для обратной реакции В—>-А одинаковы, с той лишь разницей, что отдельные стадии проходятся в обратном порядке. Структура же активированных комплексов и промежуточных продуктов остается такой же. Это обстоятельство называется принципом микроскопической обрати-м.ости. [c.103]

Рассматривая потенциальный профиль системы реагирующих веществ, можно выделить совокупность наиболее вероятных состояний системы, характеризующихся минимальными значениями энергии активации, — путь реакции. Направление движения переходного комплекса вдоль пути реакции в сторону образования конечных продуктов называется координатой реакции. [c.19]

Активные места ферментов и реагируюш,ие вещества образуют цепочки или циклы ( цепи перераспределения связей ), по которым в результате перемещения протонов и электронов синхронно происходит изменение кратности связей, что и обусловливает высокую компенсацию энергии разрыва старых связей и резкое снижение энергии активации реакции. Фермент строго ориентирует молекулы реагентов вдоль координаты реакции, что повышает число эффективных столкновений приблизительно в 1000 раз. Молекулы реагирующих веществ под действием ферментов переходят в наиболее реакционноспособные формы, чаще всего ионные, что еще в 1000 раз увеличивает скорость реакции. Чтобы реагирующее вещество перешло в наиболее реакционноспособное состояние, необходим дополнительный резерв энергии. Одним из источников этой дополнительной энергии является многоточечная адсорбция реагирующей молекулы на ферменте с использованием части энергии адсорбции на перестройку молекулы. Второй возможный путь повышения энергоемкости системы указан Кобозевым — это реализация в катализе энергетического механизма активации. Кобозев подчеркивает, что катализ рассматривается как обмен связями или электронами, происходящий в условиях статистического и энергетического равновесия с внешней средой. Эта валентная форма катализа считается столь универсальной, что обычно даже не ставится вопрос о существовании какой-либо другой его формы. А между тем эта другая форма катализа существует и весьма широко представлена в виде биологического ферментативного катализа, охватывающего огромную область каталитических превращений в живом веществе. Валентный механизм каталитического действия нельзя признать вполне общим и должна существовать иная, весьма мощная форма каталитической активации, реализующаяся в биокатализе. [c.117]

Превращение осуществляется через переходное состояние Si. .. Sj. .. Sg, в котором химическая связь между Si и Sj ослаблена и частично образована связь между Sa и S3. Для достижения такого состояния требуется энергия активации Ец. В дальнейщем процесс протекает самопроизвольно и система переходит в конечное состояние. В итоге при превращении Si — За + S3 в Sj + За — З3 либо выделяется энергия (а), либо она поглощается (б). Величина, отложенная на оси абсцисс и называемая координатой реакции, позволяет наглядно изображать протекание превращения. Она показывает последовательность изменений в системе взаимодействующих частиц, которую называют также путем реакции. [c.33]

Проследим за изменением энергии при элементарном акте реакции. Начальное состояние системы атом А и молекула ВС, т. е. Гав = °о и гвс = г , где /- — равновесное расстояние между атомами в молекуле (точка а на рис. XI. 6). Конечное состояние — новая молекула АВ и атом С, т. е. Гдв = г и гвс = °° (точка б). В точке в все три атома находятся на больших расстояниях, и молекулы не существуют. Сечения по верхней горизонтальной линии и по правой вертикальной линии (рис. XI. 6) представляют кривые / и // потенциальной энергии двухатомных молекул ВС и АВ. Устойчивым состояниям молекул соответствуют точки а и б, где потенциальная энергия минимальна. Эти точки лежат в двух долинах , разделенных перевалом П, где все три атома максимально сближены (переходное состояние), образуя как бы одну молекулу. Реакция, т. е. переход из начального состояния в конечное, соответствует переходу системы из одной долины в другую через энергетический перевал, который совершается по наиболее выгодному пути, т. е. по ущелью , как показано на рис. XI.6 стрелками. Сначала система поднимается до /7, затем двигается ио седлообразному перевалу и, наконец, спускается в более низкую долину . Этот путь называется путем или координатой реакции. Изменение энергии на этом пути у е было показано на рис. XI. 2. Перевал соответствует переходному состоянию (п. с.), имеющему максимальную потенциальную энергию на наиболее выгодном пути реакции, следовательно, энергия активации имеет смысл энергии п. с. [c.242]

Адсорбция — спонтанный процесс, всегда сопровождаемый уменьшением энтальпии. На рис. 2 показана зависимость энергии системы от пути (координаты) реакции. Для реагентов, активированных в процессах хемосорбции, наблюдается некоторый минимум потенциала Вхим и преобразование их в продукты хемосорбции благодаря преодолению энергии Вкатал (активные формы). Можно видеть, что существует сниженный энергетический барьер, который в каталитических реакциях преодолевается значительно легче, чем для тех же соединений в неактивирован- [c.18]

ЛИНИИ наискорейшего спуска в долины исходных и конечных молекул, определяющие путь реакции, а также линии ианболсо крутого подъема, одна иа которых ведет в область плато, отвечающего диссоциа[1,ии системы на три атома Н. Для симметричной системы дижение по пу ш реакции вблизи перевала соответствует такому смещению ядер, которое формально совпадает со смещением для антисимметричного колебания устойчивой трехатомной системы. Фактическое различие заключается и том, что для -такого движения перевальная точка является максимумом, а не минимумом потенциала, так что движение по координате реакции не является периодическим. Что касается движения по линии наиболее крутого подъема, то оно полностью аналогично симметричным колебаниям устойчивой трехатомной системы. [c.68]

Точные расчеты критических участков ППЭ перициклических реакций обнаруживают, что истинные пути их реакций в действительности сложнее и, как правило, менее симметричны, чем принятые в приведенном выше качественном рассмотрении. Проил-люстрирум это на примере электроциклической реакции бутадиен— циклобуген, в которой в качестве координаты реакции принимался угол вращения метиленовых групп. [c.504]

Мож1Ю ввести понятие координаты реакции х как координаты точки, изображающей состояние системы, па кривой, изображающей путь реакции. В выборе этой величины, конечно, имеется большой произвол. Достаточно лишь, чтобы она возрастала по ходу элементарного акта. В упомянутом выше типичном случае протекания элементарного акта потенциальная энергия системы как функция координаты реакции должна пройти через максимум (рис. 28). В этом случае принято говорить, что в ходе элементарного акта химического превращения система должна преодолеть потенциальный (энергетический) барьер. Поскольку пути реакции могут быть различны, то и высота этого барьера может быть самой разной. Однако на потенциальной поверхности должна существовать такая точка, через которую ведут пути, проходящие самый низкий энергетический барьер. Состояние, соответствующее этой точке, получило название переходного состояния или активированного комплекса. [c.83]

АВ, от которой удален атом с, т. е. Гав — го, Гвс = °° (точка б). Точка в соотвегствует энергии системы, когда три атома отделены друг от друга большими расстояниями, т. е. Гав и Гвс очень велики. Сечения по горизонтальной линии аб и вертикальной вб (см. рис. XVI. ) представляют собой кривые потенциальных энергий двухатомных молекул вс и ав соответственно (кривые / и // на рис. XVI.8). Устойчивым состоянием этнх молекул (точки а и б) отвечают минимумы потенциальной энергии. Из рис. XVI.8 видно, что конечное и начальное состояния лежат в двух долинах , разделенных перевалом П. Здесь все три атома максимально сближены и образуют как бы одну молекулу. Реакция, т. е. движение системы, состоящей из трех атомов, из начального состояния в конечное соответствует переходу через этот перевал. Такой переход проходит по наиболее выгодному пути, т.е. с наименьшей затратой энергии (наименьшей энергией активации). Он состоит в подъеме по ущелью , движении Ччзрез седлообразный перевал П и спуске также по ушелью в другую долину . Этот путь, показанный на рис. XVI. стрелками, называется путем или координатой, реакции. Линии равной энергии на рис. XVI. справа и слева от пути реакции лежат на откосах ущелий . Чем дальше они от этого пути, тем выше их положение на откосах ущелья. [c.438]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология