Электронно-ионная теория окислительно-восстановительных процессов

Электронно-ионная теория окислительно-восстановительных процессов [c.106]

ЭЛЕКТРОННО-ИОННАЯ ТЕОРИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ [c.115]

Успехи учения о строении атома позволили создать электронную теорию окислительно-восстановительных процессов. Согласно этой теории, окислением называется процесс отдачи атомом, молекулой или ионом электронов. Наоборот, процесс присоединения электронов называется восстановлением. Атом, молекула или ион, отдающий электроны, называется восстановителем-, во время реакции восстановитель окисляется. Атом, молекула или ион, присоединяющий электроны, называется окислителем-, окислитель во время реакции восстанавливается. [c.132]

Протоны, как и электроны, только переходят от одних частиц к другим, но не существуют в свободном состоянии в водных и неводных растворах. Протолитическая теория аналогична электронной теории окислительно-восстановительных процессов, по которой электроны переходят от частиц восстановителя к частицам окислителя окислитель и восстановитель всегда образуют сопряженные пары. Окисление одного вещества вызывает восстановление другого ( 31). Кислота, основание,соль и растворитель тесно связаны между собой. Кислота при диссоциации образует катион, характерный для растворителя, основание образует анион, характерный для растворителя. Например, в жидкой двуокиси серы образуются катион сероокиси 50"и сульфит-ион [c.56]

В 1913 г. Л. В. Писаржевский впервые предложил электронную теорию окислительно-восстановительных процессов. Согласно этой теории сущность любых процессов окисления—восстановления заключается в обеднении электронами одних реагирующих атомов и в обогащении ими других атомов. С точки зрения электронной теории под реакциями окисления—восстановления понимают все те химические процессы, при которых осуществляется переход электронов от одних атомов или ионов к другим, т. е. реакции окисления—восстановления—это реакции с переносом электронов. Примером такой реакции является растворение цинка в разбавленной серной кислоте [c.51]

Как молекулы, так и ионы могут отдавать и присоединять протоны. Свободные протоны, как и свободные электроны, не могут существовать в растворах. Протоны и электроны могут только переходить от одних молекул или ионов к другим. Протолитическая теория, таким образом, аналогична электронной теории окислительно-восстановительных процессов, по которой электроны переходят от частиц восстановителя к частицам окислителя по схеме Вое.Ок. + ё. Окисление одного вещества обязательно сопряжено с восстановлением другого. [c.66]

В различных растворителях самые разнообразные ионы выступают как представители кислот и оснований. Теория кислот и оснований, развитая Бренстедом, Лаури и Бьеррумом, объединила физические и химические взгляды на диссоциацию кислот и оснований. Бренстед исходил из того, что в образовании кислотных группировок всегда принимает участие протон, подобно тому как в окислительно-восстановительных процессах участвует электрон. [c.43]

Опыт 2. Можно показать горение магния не только в воздухе, но и в воде. Учащиеся к этому времени уже знакомы с окислительно-восстановительными процессами и электронно-ионной теорией. [c.267]

В 1914 г. Л. В. Писаржевский прочитал лекцию Физическая химия и одна из очередных ее задач , в которой обратил большое внимание па значение электрона в химии. Им была развита теория окислительно-восстановительных реакций на основе электронных представлений. Писаржевский показал, что окисление — это потеря электронов, восстановление — приобретение последних. Электронная природа ионных реакций, сводящихся к потокам электронов,— писал он,— несомненно, должна быть связана с электромагнитной природой атомов и ионов. Только при учете и этой последней получится полная теория реакций электронной химии, полная картина внутренней жизни химических процессов [19]. По Льюису (1916 г.), восстановление означает возрастание, а окисление — уменьшение числа электронов на поверхности атома элемента. [c.337]

В разделе 6.9 упоминалось, что в период с 1884 по 1887 г. Сванте Аррениус разработал теорию, в соответствии с которой электролиты (соли, кислоты, основания) в водных растворах диссоциируют на электрически заряженные атомы или группы атомов, называемые катионами и анионами. Данная глава посвящена, в частности, явлениям, которые наблюдаются при действии электрического тока на расплавленные соли и ионные растворы. Установлено, что электронные реакции на электродах можно описывать как процессы окисления или восстановления атомов или групп атомов и что химические реакции, называемые окислительно-восстановительными реакциями, часто удобно рассматривать как две электродные реакции. [c.304]

Имеется ряд попыток построить теорию ионных и ион-ди-польных реакций в растворах, основанную на теории абсолютных скоростей реакций Эйринга [2, 117, 119]. Сама эта теория является, по существу, газовой , и в указанных работах вакуум заменяется непрерывной средой, характеризуемой макроскопическим значением статической диэлектрической проницаемости е, и все изменения в константах скоростей выражаются через е. Между тем среда поляризуется, перестраивается при изменении электронной структуры реагентов, причем первый процесс происходит значительно медленнее второго. Расчеты скоростей окислительно-восстановительных реакций в растворах, учитывающие динамическую роль среды, были впервые выполнены Маркусом [120]. В дальнейшем скорость электронного [c.404]

Таким образом, теория Маркуса позволяет предсказать скорость любой окислительно-восстановительной реакции по известным физическим величинам, таким, как ионные радиусы и стандартная свободная реакция, без введения эмпирических параметров. Следует подчеркнуть еще раз, что теория применима только в том случае, если истинный окислительновосстановительный процесс включает непосредственный перенос электрона без перекрывания орбит реагентов. [c.146]

В области количественного анализа видную роль сыграли исследования проф. Н. А. Шилова (1872—1930), изучавшего так называемые сопряженные реакции окисления, а также явления адсорбции, и создавшего учебное руководство по объемному анализу. Большое значение для аналитической химии имеет также теория акад. А. Н. Баха (1857—1946) о механизме окислительно-восстановительных реакций. Напомним, что понимание указанных реакций как процесса перехода электронов от атомов (ионов) восстановителя к атомам (ионам) окислителя введено в науку русским химиком Л. В. Писаржевским. [c.34]

Окислительно-восстановительные реакции. Рассмотрим процесс окисления веществ в свете теории строения атома. Как известно, атомы кислорода, имеющие в наружном слое 6 электронов, при химических превращениях присоединяют 2 электрона. При этом они превращаются в отрицательно заряженные ионы, несущие на себе 2 заряда (О ). Атомы элемента, соединяющегося с кислородом, теряют электроны, превращаясь в положительно заряженные [c.48]

Применяются в основном два метода составления уравнений окислительно-восстановительных реакций 1) метод электронного баланса, основанный на определении общего количества электронов, перемещающихся от восстановителя к окислителю 2) ионно-электронный метод, предусматривающий раздельное составление ионных уравнений для процесса окисления и для процесса восстановления с последующим суммированием их в общее электронно-ионное уравнение (см. главу IX Основы теории электролитической диссоциации ), [c.181]

На основании разобранных примеров можно сделать вывод, что химические процессы, идущие с изменением валентности элементов реагирующих веществ, являются окислительно-восстановительными, причем в таких процессах окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется. Исходя из электронной теории, окислителями называются вещества, атомы или ионы которых присоединяют электроны вещества, атомы или ионы которых отдают электроны, называются восстановителями. Так, при взаимодействии водорода с окисью меди каждые два атома первого элемента отдают пару электронов иону меди в окиси меди. [c.218]

Эта классификация показала главный путь развития теории катализа, основными проблемами которой являлись подбор катализаторов и механизм процесса. В результате был выделен тот вид каталитических процессов, который поставил в центре внимания катализаторы-полупроводники наряду с ним был охарактеризован и другой вид катализа, а именно катализ посредством кислотно-основных агентов. Такой дифференцированный подход к реакциям и катализаторам позволил создать что-то вроде двух надежных платформ, на каждой из которых оказалось возможным решать вместе, комплексно, обе названные. проблемы. При этом в ислотно-основном катализе главными агентами оказались ионы (чаще всего протоны), вызывавшие гетер олиз связей в молекуле реагента. А в окислительно-восстановительном катализе агентами явились электролы или электронные дырки катализатора-полупроводника, вызывавшие гомолиз связей. [c.241]

Задолго до введения электронной теории валентности термины восстановление и окисление перестали ограничиваться реакциями отщепления и присоединения кислорода. Водород или металл окисляются при превращении в катион, соответствующий окислу, т. е. в кислоту или в соль катион восстанавливается, если он превращается в водород или металл. Аналогично галоген или другой неметалл восстанавливаются, превращаясь в галоген-ион или в другой анион кислоты или соли анион окисляется, превращаясь в галоген или в другой неметалл. Электронная формулировка подобного рода процессов восстановления — окисления на этой ступени более расширенного толкования термина показывает, что восстановительный агент отдает электроны окислительному агенту. В некоторых реакциях действительно наблюдается перепое электронов, например [c.202]

Высказанные положения имеют строгое отношение к элементам, образующим соединения с ионной связью. Вообще же теория окислительно-восстановительных процессов не делает различия между переходом валентных электронов с энергетического уровня атома одного элемента на энергетический уровень другого элемента в случае ионной связи и между некоторым смещением общих электронных пар в сторону одного из элементов в случае ковалентно-полярной связи. Поэтому в дальнейшем мы будем для простоты говорить об отдаче или присоединении электронов независихмо от типа химической связи. [c.42]

Понятие о реакциях окисления—восстановления. Ор исление—восстановление является одним из основных методов химического анализа и широко применяется в аналитической практике. Поэтому знание теории окислительно-восстановительных процессов для аналитика икеет большое значение. В этом параграфе, опуская подробности, мы лишь напомним некоторые основные понятия о реакциях окисления—восстановления, поскольку они подробно излагаются в курсе общей и неорганической химии. Основоположниками ионно-электронной теории реакций окисления—восстановления в СССР являются Я. И. Л ихайленкс и Л. В. Пи-саржевский. [c.106]

В приведенном примере изменение валентности Л" и СЬ является результатом перехода электронов йод-ион отдает электрон, сам при этом окисляется, т. е. является восстановителем валентность его повышается от —1 до 0. Атом хлорл присоединяет электрон, сам при этом восстанавливается и является окислителем валентность его понижается от О до —1. Поэтому с точки зрения электронной теории окислительно-восстановительными называются такие процессы, при которых происходит переход электронов от одних атомов, молекул или ионов к другим. [c.132]

Попытки распространить предложения той или иной теории на все каталитические процессы или даже на один из указанных выше типов каталитических реакций - ионных или окислительно-восстановительных - неизбежно наталкиваются на противоречия. Кроме того, для непосредственного применения выводов существующих теорий катализа при поисках катализаторов нужны подробные сведения о катализаторах и каталитических реакциях (например, структура и параметры реагирующих молекул я катализаторов, энергии связи с катализаторами атомов, входящих в реагирующие молекулы, теплоты хемосорбции реагирующих веществ и кинетика ее, электронные характеристики катализаторов и т.п.), которыми исследователи, занимающиеся подбором катализаторов, обычно не располагают. Столь подробно изучены лишь немногие системы катализатор - реактант, причем те, которые уже используются промышленностью или перспективность которых уже доказана. Поэтому выводы современных теорий катализа, дава очень ценный материал для понимания отдельных сто- [c.13]

Типичными равновесиями являются а) равновесия, которые включают кислотно-основные системы, где может осуществляться конкуренция за ионы водорода (теория Бренстеда) или за перенесение свободных электронных пар на незаполненные орбитали (теория Льюиса) б) равновесия, которые включают окислительно-восстановительные процессы, где идет конкуренция за элек- [c.115]

Основные особенности современной аналитической химии охарактеризованы выше (см. введение, 5). Они в значительной степени относятся к количественному анализу, так как методы качественного и количественного анализа тесно связаны между собой. Обратим внимание прежде всего на наиболее значительные работы советских ученых в области развития количественного анализа. В теоретической области они относятся к развитию теорий ионных равновесий, комплексоабразования, окислительно-восстановительных процессов, экстракции, соосаждения, неводного титрования. Ведущее положение занимают работы по анализу веществ высокой чистоты и по фотометрии. Разработаны методы контроля веществ, используемых в атомной, электронной, химической промышленности. Ведется анализ космических объектов — метеоритов, лунного грунта, горных пород и атмосферы Венеры. [c.216]

Окислительно-восстановительные реакции часто протекают путем туннельного переноса электрона. Представление о туннельном механизме переноса частицы было впервые сформулировано Г.Гамовьш (1928 г.). Модель окислительно-восстановительной реакции между иона.ми как результат туннелирования электрона была сформулирована Б.Зволинским, P.A.Маркусом и Г.Эйрингом в 1955 г. на основе теории абсолютных скоростей. Представления Гамова о туннелировании были использованы Дж.Вейсом при анализе процесса переноса электрона от иона к иону (1954 г.). Р.А.Маркус (1956 г.) рассмотрел реакцию обмена электроном для случая, когда перекрывание электронных орбиталей двух реагентов в активированном комплексе очень мало. Современная квантовая химия реакций переноса электрона развита в работах Р.Р.Догонадзе, А.М.Кузнецова отдельные вопросы этой проблемы рассмотрены в работах А.А.Овчинникова, В.А.Бен-дерского, В.Л.Гольданского, К.И.Замараева, Р.А.Маркуса, Э.Д.Германа, В.М.Бердникова, Л.Д.Зусман. [c.307]

Наиболее важная специфика электродных процессов связана, как известно, с передачей электронов между электродной поверхностью и реагирующими частицами. Поэтому логично, что первая глава книги, написанная Сэчером и Лейдлером, посвящена теории элементарных реакций, протекающих с электронным переносом в более простых гомогенных условиях. Авторы сосредоточили основное внимание на рассмотрении теоретических аспектов окислительно-восстановительных реакций в водных растворах, протекающих между частицами одного и того же типа, такими, например, как ионы Ре + и Ре +. При этом детально проанализированы адиабатический и неадиабатический механизмы переноса электрона в таких системах, а также поведение сольватной оболочки и ее реорганизация в процессе электронного переноса. Сделаны выводы о значении предложенных трактовок для понимания механизма и общих закономерностей более сложных окислительно-восстановительных реакций, в том числе и реакций, протекающих на границе раздела металл — раствор. [c.6]

В окислительно-восстановительных реакциях происходят электронные переходы между катализатором и реагирующими веществами. Катализаторами этих реакций являются металлы и полупроводники — твердые вещества, обладающие свободными или легковозбудимьши электронами. При трактовке взаимодействия реагирующих веществ с катализатором окислительно-восстановительного типа принимают во внимание либо, так же как и для гетеролитических реакций, только локальные свойства контакта — электронную стуктуру атомов или ионов на поверхности, либо учитывают (на основе зонной теории) только общие уровни энергии электронов всего твердого катализатора. В последнем случае каталитическую активность твердого катализатора связывают с полупроводниковыми свойствами — работой выхода электронов, электропроводностью, типом проводимости, шириной запрещенной зоны считают, что химические особенности катализатора определяются в основном положением уровня Ферми. Однако предсказания электронной теории не всегда оправдываются. Это наблюдается, например, при исследовании сплавов металлов VHI и IB групп, а также таких полупроводниковых катализаторов, как закись никеля с добавками лития, двуокись титана с добавками вольфрама, твердые растворы MgO — NiO. Наиболее вероятная причина наблюдаемого явления состоит в том, что энергия взаимодействия адсорбированной частицы с катализатором определяется не только смещением уровня Ферми, но и изменением энергии локального взаимодействия. Поэтому многие исследователи приходят к выводу о том, что, хотя в ряде случаев коллективные электронные свойства полупроводников играют большую роль, часто окис-лительно-восстановительный катализ происходит в результате локального взаимодействия реагирующих молекул с поверхностными атомами или ионами. Важные доводы в пользу решающей роли локальных свойств твердого вещества в его каталитической активности получены при сопоставлении процессов гомогенного и гетерогенного катализа. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология