Принцип микроскопической обратимости

Принцип микроскопической обратимости [c.17]

Сравнение (2.45) и (1.77) показывает, что применение принципа микроскопической обратимости (2.40) и использование равновесных функций распределения приводит к обычному виду константы равновесия, полученному из термодинамических соображений. Это означает, что принцип детального равновесия Фаулера есть макроскопическое проявление принципа микроскопической обратимости Тол-мена [7, 8]. Отметим, наконец, что при интегрировании (2.12) по поступательным энергиям никаких предположений о функциях распределения энергии по внутренним степеням свободы реагирующих частиц не вводилось, требовалось лишь выполнение закона сохранения энергии и потому (2.45) справедливо при любом распределении. [c.64]

ПРИНЦИПЫ МИКРОСКОПИЧЕСКОЙ ОБРАТИМОСТИ и ДЕТАЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ [c.16]

Принцип Онзагера может быть обоснован, исходя из общего принципа микроскопической обратимости , или в каждом отдельном частном случае для более простых газовых систем выводится на основании кинетической теории. [c.113]

Как известно, принцип микроскопической обратимости непосредственно вытекает из симметрии уравнения Шредингера (или классического уравнения Лиувилля) по отношению к обращению времени. Этот принцип связывает сечения прямой и обратной реакций. Принцип детального равновесия устанавливает статистическое соотношение между константами скорости прямого и обратного процессов в равновесии. Принцип детального равновесия для коэффициентов скоростей прямой и обратной реакций может быть получен как следствие равенства скоростей прямой и обратной реакций в равновесии и из соотношений микроскопической обратимости с использованием равновесного максвелл-больцмановского распределения по скоростям и внутренней энергии. [c.16]

Следует напомнить, что любой механизм катализа должен удовлетворять термодинамическому принципу микроскопической обратимости-. поскольку катализатор должен быть пригодным для двух противоположно направленных реакций (например, гидрогенизация —дегидрогенизация), обе эти реакции должны протекать через одни и те же стадии и каждая стадия должна быть обратимой. [c.15]

По принципу микроскопической обратимости частицы активированных комплексов прямой и обратной реакций имеют одно и то же строение, но отличаются направлением движения ядер по координате реакции. Обозначим среднюю скорость движения центра тяжести частицы переходного состояния в прямой реакции через f и в обратной реакции —через ии. Рассчитаем скорости прямой и обратной реакций, выраженные числом молекул, прореагировавших за единицу времени в 1 см [c.573]

Принцип детального равновесия представляет собой макроскопическое выражение принципа микроскопической обратимости. [c.17]

Итак, принцип микроскопической обратимости может быть сформулирован следующим образом для каждого элементарного химического процесса существует обратный процесс. Эти два процесса в совокупности об- [c.17]

Микроскопическая обратимость есть основная черта элементарных молекулярных химических реакций. На молекулярном уровне все химические взаимодействия и превращения обратимы. Поэтому обратимость входит 8 наше описание элементарных химических процессов. В то же время в макроскопическое описание тех же процессов, если в них одновременно принимает участие большое число молекул, неотделимо включена необратимость. Знак г не имеет значения для элементарного химического процесса, но имеет существенное значение в описании эволюции системы в направлении равновесия. Время есть вектор, указывающий направление к равновесию для изолированной многочастичной системы. Квантовомеханический вывод принципа микроскопической обратимости см. в [147, 318, 321]. [c.18]

Реакции, катализируемые ферментами, подчиняются принципу микроскопической обратимости. Согласно этому принципу, механизм любой обратной реакции соответствует лишь обращенному механизму прямой реакции. Эта термодинамическая концепция очень полезна при исследовании природы переходного состояния на основании сведений об обратной реакции. Конечно, ферменты — это наиболее специфичные и мощные катализаторы в природе. Ни один из катализаторов, изготовленных человеком, не обладает той огромной катализирующей способностью, которую ферменты проявляют в мягких физиологических условиях. При этом наблюдается повышение скорости реакции в 10 °—10 раз по сравнению со сходными неферментативными реакциями. [c.208]

Изучение квантовой динамики элементарных атомных и молекулярных столкновений дает возможность, используя аппарат статистической механики [119], получить выражение для макроскопически наблюдаемых свойств, а также, исходя из экспериментальных данных о рассеянии, восстановить потенциалы, приводящие к наблюдаемому рассеянию. Как уже было отмечено выше, в химической реакции должны выполняться динамические законы сохранения, а также принцип микроскопической обратимости (если взаимодействие не изменяется со временем). Все эти требования непосредственно удовлетворяются при использовании 8-матрицы рассеяния. Сохранение материи выражается унитарностью 8-матрицы по отношению к входным и выходным каналам. Сохранение полной энергии и углового момента выполняется, если взять 8-матрицу диагональной по этим величинам. Сохранение полного импульса учитывается переходом к системе центра масс. [c.19]

Нахождение равновесных решений для реагирующей газовой смеси по минимуму /-функции позволяет рассмотреть со статистической точки зрения вопросы, связанные с обратимостью химических реакций. В частности, интересен вопрос о связи макроскопического закона действующих масс [68] с принципом микроскопической обратимости элементарных процессов. Этот вопрос неоднократно обсуждался в литературе в связи с различными задачами. Указанный принцип, как, например, отмечалось в [25], не только достаточен, но в некотором смысле и необходим для установления распределения типа распределения Больцмана". Именно такая задача и рассматривается ниже. [c.28]

Однозначность [11] преобразования Лапласа тесно связана с принципом микроскопической обратимости. Действительно, при полном термическом равновесии системы скорости прямой и обратной реакций /с/должны быть равны [c.216]

Расчет стерических факторов реакций молекулярного диспропорционирования был выполнен на основе выше изложенных предположений. Структурные и механические свойства активированного состояния принимались такими же, как и в обратных реакциях диспропорционирования радикалов, в силу принципа микроскопической обратимости. Для реагирующих молекул они хорошо известны [355—360]. [c.283]

Как и в случае частиц без внутренней структуры, интегралы столкновений записаны при двух следующих основных допущениях. Первое из них является общим почти для всех вариантов использования уравнений Больцмана и заключается в достаточной степени разреженности всей смеси, чтобы можно было учитывать только интегралы бинарных столкновений. Второе допущение состоит в предположении обратимости всех процессов, что и позволяет объединить интегралы прямых и обратных столкновений. Этот вопрос имеет принципиальное значение, так как выше было показано, что принцип микроскопической обратимости является необходимым и достаточным условием выполнения закона действующих масс в системе с одной химической реакцией. Кроме того, в работе Черчиньяни [193] в общем случае (без выписывания //-функции и определения условий равновесия) было показано, что //-теорема остается справедливой для классического газа многоатомных молекул, если уравнения движения обратимы во времени. [c.32]

Это соотношение устанавливает связь прямых и обратных микроскопических процессов и требует одинакового взаимного влияния двух сил на чужие потоки. Это соотношение может быть выведено из важного принципа микроскопической обратимости, который носит также название принципа детального равновесия. Согласно этому принципу, при равновесии скорости прямого и обратного процессов равны по любому возможному пути. Если возможен прямой путь, то возможен н обратный и при равновесии скорости процессов по этим путям должны быть равны. Б гл. II [c.419]

Если реакция обратима и если переход от реагентов к продуктам происходит энергетически наиболее выгодным путем, то обратная реакция совершается тем же путем, но в обратной последовательности стадий. Поэтому прямая и обратная реакция имеют один и тот же механизм (принцип микроскопической обратимости). Как доказать этот принцип [c.164]

Принцип микроскопической обратимости [c.283]

Следовательно, приближение к равновесию всегда носит характер экспоненциального спада п затухающие колебания не возникают. Это является общим свойством всех процессов установления химического равновесия. Принцип микроскопической обратимости (называемый также принципом детального равновесия) утверждает, что при равновесии сложной системы химических реакций каждая отдельная реакция должна находиться в равновесии. Это исключает возможность образования непрерывных циклов, например цепи реакций А В С А, скорости которых таковы, что концентрации всех веществ остаются постоянными. Таким образом, очевидно, что, приближаясь к равновесию, разность между текущими концентрациями веществ и их равновесными значениями затухает экспоненциально, а не путем затухающих колебаний. Конечно, в ходе реакции концентрации некоторых веществ могут проходить через максимумы или минимумы, прежде чем достигнуть своих равновесных значений. Однако число таких экстремумов ограничено (их может быть не более В — 1 в процессе, включающем Я независпмых реакций), в то время как в случае затухаюшцх колебаний чпсло максимумов и минимумов бесконечно. [c.78]

Принцип микроскопической обратимости в примененин к химическому процессу есть обычное для химика утверждение, что в равновесной смеси все частные реакции протекают в обоих направлениях с одинаковой скоростью. [c.113]

Волновое уравнение Шредингера (2.23) имеет две особенности во-первых, оно лппейно относительно волновой функции и, во-вторых, симметрично относительно обраш,ения времени. Второе свойство позволяет установить соотношения между сечениями и коэффициентанш скорости прямой и обратной реакций в процессах типа (2.3) или (2.9). Статистическое соотношение менэду сечениями называется принципом микроскопической обратимости, а статистическое соотношение между коэффициентами скорости — принципом детального равновесия. [c.60]

При рассмотрении закрытых химических систем, уравнения движения которых (3.6) построены согласно (3.7), основной динамической аксиомой является принцип детального равновесия существование такого вектора с е F+ с положительными компонентами с > О, i = = 1,. . ., 7V, что Wj( ) = О при любом / = 1,. . R. Как указывалось в гл. 1, принцип детального равновесия Фаулера есть макроскопическое проявление принципа микроскопической обратимости Толмепа. Чтобы точнее сформулировать следствия этого принципа, введем следующее определение. [c.117]

Концентрации реагирующих веществ в любой момент вpe лeнн являются, таким образом, линейными функциями начальных концентраций С д. Можно доказать, что все собственные числа действительны ]. Это доказательство опирается на принцип микроскопической обратимости (детального равновесия), согласно которому при термодинамическом равновесии системы скорость каждой из реакций должна обращаться в нуль. Иными словами, не может быть положения, когда, например, имеется цикл необратимых реакций типа [c.71]

В неподвижной среде процессы переноса могут трактоваться как макроскопические, являющиеся результатом статистического усреднения большого числа непрерывно происходя щих микроскопических событий, в которых участвуют определенные элементы среды. Такими элементами могут быть молекулы, ионы, атомы, электроны, фононы или фотоны. Событиями обычно являются столкновения элементов, обусловленные их непрерывным хаотическим движением, происходящим в соответствии с принципом микроскопической обратимости. Феноменологические законы переноса теплоты, массы и импульса были установлены Фурье (теплопроводность), Фиком (диффузия) и Ньютоном (вязкое трение). Эти законы справедливы в том случае, когда выполняются следующие два условия [c.70]

Свободная модель активированного комплекса, полученная путем решения обратной кинетической задачи, позволяет найти Л-фак-торы обратимой реакции рекомбинации алкильных радикалов Построение такой модели активированного комплекса проще всего проследить на примере диссоциации этана на два -СНз-радикала. Согласно принципу микроскопической обратимости, такую же модель активировмного комплекса следует принять при исследовании кинетики реакции (6.8). Рассмотрим основные этапы решения обратной кинетической задачи и определим молекулярные свойства активированного комплекса. [c.91]

Исходя из принципа микроскопической обратимости, теория стереоэлектронного контроля предсказывает, что образующиеся орбитали свободной электронной пары гетероатомов должны быть антиперипланариы новой связи углерод—кислород (из 5ег-0Н и карбонила амидной группы) или углерод — азот. Важное обстоятельство, которое следует учитывать в этом случае, состоит в том, что несвязывающая пара электронов атома азота направ-лепа в сторону растворителя, а N—Н-связь — внутрь активного центра фермента. Чтобы облегчить пространственное восприятие, соответствующие атомы совмещены с контурами транс-декалина (затененная область). [c.255]

В приведенных реакционных системах принцип микроскопической обратимости соблюдаться не может, так как молекулярностн обратных реакций равны пяти и восьми. Но так как реакции на самом деле происходят, остается предположить, что они протекают через ряд последовательных элементарных актов. [c.221]

Существует общее доказательство правила Онзагера , основанное, на принципе микроскопической обратимости и на истолковании появления и исчезновения флуктуаций методом статистической механики (И. Пригожин, 1967). Однако все-таки а priori мы не можем знать все ли перекрестные коэффициенты L, реально существуют. В действительности наличие эффективных связей между двумя неравновесными процессами можно установить лишь с помощью опыта. Но если экспериментально установлено, существование связи между данными силой Xk и потоком У( то, согласно соотношению Онзагера будет существовать также и обратная связь — между силой X,- и потоком J . [c.321]

В ходе реакции ядра и электроны занимают положения, которые в каждый момент соответствуют наименьшей возможной свободной энергии. Если реакция обратима, эти положения должны быть одинаковы в прямом и обратном процессах. Это означает, что прямая и обратная реакции (при соблюдении одинаковых условий) должны происходить по одному и тому же механизму. В этом заключается принцип микроскопической обратимости. Например, если в реакции А В образуется интермедиат С, то С должен также быть интермедиатом в реакции В А. Этот принцип помогает установить механизм реакции в тех случаях, когда равновесие сильно сдвинуто в одну сторону. Обратимые фотохимические реакции являются редким исключением, так как молекула, возбужденная фотохимически, не должна терять энергию тем же путем (см. гл. 7). [c.283]

Отщепление сульфогрупп от ароматических субстратов представляет собой процесс, обратный реакции 11-7 [411]. Согласно принципу микроскопической обратимости, механизм здесь тоже обратный. Обычно применяют разбавленную серную кислоту, так как при увеличении концентрации Н2804 обратимость сульфирования снижается. Эта реакция позволяет использовать сульфогруппу как блокирующую для ориентации замещения в жета-положение с последующим снятием блокировки. Сульфо-группа замещается также на нитрогруппу и галогены. Удаление сульфогрупп проводилось также и при нагревании со щелочным раствором никеля Ренея [412]. В другом каталитическом процессе сульфобромиды или сульфохлориды превращают соответственно в арилбромиды или арилхлориды при нагревании с хлоротрис(трифенилфосфин)родием (I) [413]. Эта реакция аналогична декарбонилировапию ароматических ацилгалогенидов, которое будет обсуждено при рассмотрении в т. 3 реакции 14-40, [c.387]

Для обоих типов катализа реакции в прямом и обратном направлении идут через одинаковые интермедиаты, что соответствует принципу микроскопической обратимости. Как и следует ожидать от механизма, при котором связь С—Н разрывается в лимитирующей стадии, субстраты типа КС02С0К проявляют изотопные эффекты дейтерия (величиной около 5) в обоих процессах, катализируемых как основанием [67], так и кислотой [68]. [c.427]

Органическая химия (1974) -- [ c.162 ]

Введение в кинетику гетерогенных каталитических реакций (1964) -- [ c.0 , c.23 , c.24 ]

Основы кинетики и механизмы химических реакций (1978) -- [ c.14 , c.15 ]

Теоретические основы органической химии (1973) -- [ c.215 , c.294 , c.628 , c.790 , c.827 , c.839 ]

Физическая химия Издание 2 1979 (1979) -- [ c.117 ]

Транспорт электронов в биологических системах (1984) -- [ c.126 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология