Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Роль электронов в химических процессах

    Свободным радикалом называется частица, обладающая ненасыщенными валентностями (ниже, на стр. 183, дано определение этого понятия на основе электронных представлений). Такими частицами являются, например, СНд и ЫН 2. В обычных условиях свободные радикалы, как правило, не могут существовать длительное время. Эти частицы играют чрезвычайно важную роль в химических процессах. Протекание многих реакций невозможно без участия свободных радикалов. При очень высоких температурах (например, в атмосфере Солнца) единственными двухатомными частицами, которые могут существовать, являются свободные радикалы (СМ, ОН, СН и некоторые другие). Много свободных радикалов присутствует в пламени. [c.101]


    Эта энергия может быть получена самыми разнообразными путями нагреванием системы, в которой находятся рассматриваемые атомы за счет перераспределения энергии между частицами (термическое возбуждение) в результате поглощения атомами соответствующих квантов электромагнитного излучения (фотовозбуждение), или действия жестких излучений — рентгеновского или гамма-излучения, а также воздействия быстрых частиц — или а-частиц (возникающих при радиоактивном распаде), электронов, протонов, позитронов, разогнанных до больших скоростей в специальных ускорителях. Возбужденные состояния атомов играют особенно большую роль в химических процессах, протекающих под действием света (фотохимических процессах) и под действием проникающей радиации (радиационно-химических процессах). [c.47]

    Свободные радикалы. Свободными радикалами называют частицы, обладающие свободными (ненасыщенными) валентностями, т. е. непарными электронами на внешнем энергетическом уровне. Благодаря наличию свободной валентности радикалы характеризуются высокой реакционной способностью и играют большую роль в химических процессах многие реакции не протекают вообще без их участия. Свободные радикалы могут быть получены из молекул соединений в результате отщепления от них отдельных атомов или групп. В радикалах атомы углерода, кислорода или других элементов находятся в необычном валентном состоянии. Например, [c.10]

    В начале курса мы ознакомились с ядерной теорией строения атома, рассмотрели структуру)электронных оболочек, окружающих ядро, и их роль в химических процессах. В отношении же самого ядра мы установили только, что оно обладает положительным электрическим зарядом, одинаковым для всех атомов данного элемента и численно равным порядковому номеру элемента в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. В этом ядре сосредоточивается практически вся масса атома. Между тем размеры ядра очень малы по сравнению с размерами всего атома. Радиус ядра равен примерно т. е. он в 10 000 раз меньше радиуса атома в целом. Следовательно, в атомах степень заполнения объема чрезвычайно мала (см. стр. 71). [c.404]

    Внешний электронный слой играет особенно большую роль в химических процессах. В связи с этим часто применяют упрощенный способ обозначения, при котором указывается только число электронов на внешнем слое. Количество электронов на внутренних слоях атома при этом предполагается известным. Такие упрощенные схемы в качестве примера приведены на рисунке 35. [c.91]


    Условия электрического возбуждения играют важную роль в химических процессах на электродах. Так, в атмосфере благородного газа температура поверхности катода несколько выше температуры поверхности анода. Это следствие чисто физического эффекта, состоящего в том, что кинетическая энергия положительных ионов больше кинетической энергии электронов. В противоположность этому в окислительной атмосфере (например, на воздухе) выше температура анода. [c.251]

    В электроразрядах имеются благоприятные условия для возникновения, помимо электронов, ионов и возбужденных молекул, еще свободных атомов и радикалов, нейтральных или несущих электрический заряд, которые могут образоваться в результате диссоциации молекул при соответствующих элементарных актах. Очевидно, что этот род активных частиц должен играть особо важную роль в химических процессах разряда. Именно электроразряды и близкая к ним, [c.25]

    Получаемые в настоящее время молекулярные диаграммы описывают стационарное состояние молекул, претерпевающее значительные изменения в ходе химической реакции под действием различных факторов, часть из которых подчас не учитывается или их роли не придается должного значения. Априорный выбор условий химических процессов и необходимых реагенте возможен при изучении взаимосвязи и взаимозависимости всех, протекающих в химической реакции явлений, причем электронной структуре исходных и реагирующих веществ следует отвести особое место. [c.29]

    Внутренняя энергия представляет собой совокупность всех видов энергии, заключенных в рассматриваемой системе. К ней относятся, например, кинетическая энергии движения молекул, колебательная, вращательная энергия электронного возбуждения. В химических процессах существенную роль приобретает внутренняя энергия, заключающаяся в энергии химических связей, так как на- [c.17]

    Для проведения многих важных химических процессов необходима электрическая энергия, другие же процессы, наоборот, могут дать ее. Поскольку электричество играет важную роль в современной цивилизации, интересно ознакомиться с той областью химии, которая называется электрохимией и рассматривает взаимосвязи, существующие между электричеством и химическими реакциями. Как мы убедимся, знакомство с электрохимией позволит нам получить представление о таких разнообразных вопросах, как устройство и действие электрических батарей, самопроизвольность протекания химических реакций, электроосаждение металлов для получения металлических покрытий и коррозия металлов. Поскольку электрический ток связан с перемещением электрических зарядов, в частности электронов, в электрохимии внимание сосредоточено на реакциях, в которых электроны переносятся от одного вещества к другому. Такие реакции называются окислительно-восстановительными. [c.199]

    При рассмотрении учения о фазовых равновесиях автор стремился раскрыть термодинамическую сторону проблемы и показать теоретически происхождение фазовых диаграмм, широко используемых при развитии физико-химических основ легирования полупроводников и металлов. При этом не рассматриваются их геометрический строй и вопросы кристаллизации сплавов различного состава, что подробно изучается в курсах материаловедения. Существенное внимание в книге уделено теоретическим основам электрохимии, так как она, с одной стороны, играет важную роль в отдельных процессах технологии электронной техники и микроэлектроники, а с другой — приобрела за последние два десятилетия исключительное значение в раскрытии механизмов поведения примесей в полупроводниках. [c.3]

    При нагревании до очень высоких температур или при действии частиц высоких энергий атомы могут терять часть своих электронов и превращаться в положительно заряженные частицы. Некоторые атомы могут присоединять электрон и становятся отрицательно заряженными частицами. Частицы (атомы, молекулы), несущие электрический заряд, называются ионами. Ионы в газовой фазе играют большую роль наряду с возбужденными состояниями в радиационно-химических процессах. На образовании ионов, как уже говорилось, основан один из важных методов анализа изотопного состава атомов и молекул — масс-спектральный анализ. [c.53]

    Этот процесс, по суЩеству, не отличается от химического процесса, протекающего в медно-цинковом и в других элементах. В обоих случаях имеют место окислительно-восстановительные процессы, но в цепи между ионами олова и ионами железа металл электрода (платина) играет роль переносчика электронов, тогда как в медно-цинковом элементе электроды сами вступают в реакцию. [c.159]

    С явлением сольватации связывают химические процессы перестройки внешних электронных оболочек молекул и ионов вплоть до образования связей по донорно-акцепторному механизму. При этом решающая роль во взаимодействии приписывается или растворенному веществу, или растворителю, или отдельным частицам того или другого, или некоторым атомным группам многоатомных молекул или ионов. [c.80]


    В заключение отметим, что иррегулярные силы, вызывающие корреляцию электронных движений, зависят от случайностей, очень сложно вытекающих из природы атомных оболочек поэтому роль иррегулярных сил в определении характерных индивидуальных черт химических элементов очень велика. Каждый из них, подчиняясь общим математически выраженным законам, в то же время представляет собой как бы отдельную своеобразную в своей самобытности стихию, а потому на практике химик должен быть очень чутким и не забывать об индивидуальных особенностях химических соединений и реакций. В химической действительности происходят события, для понимания которых не только недостаточно знание общих законов, но даже и заключения, достижимые при помощи аналогий в Системе элементов, бывают часто обманчивыми и требуется предварительная проверка тщательно поставленными опытами только после такой всесторонней проверки можно с уверенностью овладевать химическими процессами. [c.78]

    По мере развития науки постоянно возрастала роль электронной аппаратуры в собственно электрохимической методике исследования, позволяющей получать надежные сведения о механизме и закономерностях процессов на фазовой границе. Появилась возможность наблюдать и истолковывать не только простые одностадийные реакции, но и сложнейшие многостадийные процессы. С переходом к прямым методам исследования, например образования новой кристаллической фазы, появилась возможность не только наблюдать в деталях, но и правильно истолковывать влияние адсорбционных, десорбционных, химических и сложных электрохимических явлений на электрокристаллизацию. В этой связи вскрылись, например, новые возможности в применении поверхностно активных веществ для совершенствования технического электролиза в гидрометаллургии и гальванотехнике. [c.7]

    Эти хорошо известные примеры указывают на то, что электронные и ядерные спины могут играть важную роль в реакционной способности молекул. Но эти примеры не привели еще к созданию спиновой химии. Как раздел науки, спиновая химия сформировалась тогда, когда было установлено, что в ходе элементарных химических актов состояние спинов может изменяться и, что особенно важно, были найдены пути целенаправленного влияния на движение спинов в ходе элементарных химических процессов, были найдены возможности спинового, магнитного контроля химических реакций. Решающую роль сыграли открытие явления химической поляризации электронных и ядерных спинов (1967), открытие влияния внешнего магнитного поля на радикальные реакции (1972) и открытие магнитного изотопного эффекта в радикальных реакциях (1976), Отмеченные спиновые и магнитные эффекты связаны с синглет-триплетны-переходами в спин-коррелированных радикальных парах (РП), индуцированных сверхтонким взаимодействием неспаренных электронов с магнитными ядрами и/или разностью зеемановских частот неспаренных электронов РП. Принципиально то, что эти эффекты возникают благодаря движению спинов в элементарном химическом акте. Таким образом, стало ясно, что в элементарных химических актах есть не только молекулярная динамика, а имеется еще и спиновая динамика. Спиновая динамика играет в элементарных химических актах двоякую роль. С одной стороны, спиновая динамика активно влияет на механизм и кинетику реакции. [c.3]

    Огромное количество химических реакций, в том числе большое количество технологически важных химических процессов, осушествляется с участием свободных радикалов. Химически весьма активные свободные радикалы играют важнейшую роль в цепных реакциях. Современную химическую кинетику невозможно представить без учета свободных радикалов. И тут уместно сказать, что именно в Казани было открыто явление электронного парамагнитного резонанса, на основе которого созданы методы исследования свободных радикалов. Это открытие было сделано в 1944 г. доцентом Казанского университета Завойским Е. К. [c.15]

    В этих лекциях, в основном, речь шла о реакциях, которые протекают в жидкости через образование короткоживущих спин-коррелированных РП. Вне рассмотрения остался ряд интересных процессов, которые играют роль в химической кинетике и в которых проявляются магнитно-спи-новые эффекты, а также родственные процессы, как например, образование и рекомбинация электронов и дырок в полупроводниках. [c.140]

    В данной главе будут рассмотрены также некоторые особенности строения атома, которые определяют химические свойства элементов. При химических реакциях между атомами основная роль принадлежит их самым внешним, или валентным, электронам. Размеры атомов, число электронов, которые они приобретают, теряют или обобществляют с другими атомами в результате реакций, а также легкость, с которой валентные электроны атомов вступают в различные химические процессы,— все это составляет самую суть предмета химии. [c.88]

    Роль плазмы в процессе травления состоит в образовании активных частиц и излучения высокой энергии, которые способны изменить поверхность подложки в результате химических реакций [93]. Энергия ионов и электронов разряда, которые попадают на поверхность травления, зависит от потенциала в области разряда, потенциала протравливаемой поверхности и потенциала электрода [94]. Потенциал протравливаемой поверхности по отношению к потенциалу плазмы (от единиц В до 1 кВ) всегда отрицательный, и подложка, следовательно, бомбардируется положительными ионами, что ведет к разрыву поверхностных химических связей, а в некоторых случаях к распылению поверхностного слоя или радиационному разрушению материала [95]. [c.59]

    Авторы считают необходимым подчеркнуть, что темпы развития современной науки, и химии в том числе, исключительно высоки каждые десять лет общий объем научной информации возрастает в три - четыре раза. При этом, к нашему счастью, основы любой науки в целом сохраняются. Именно понимание этих основ, а также внутренней логики конкретной науки необходимо в первую очередь будущему бакалавру, получающему базовое образование, с тем, чтобы в дальнейшем иметь возможность самостоятельно активно поддерживать свою информационно-науч-ную форму в избранной области. Усвоить основы современной химии - это значит понять строение атомов и молекул на электронном уровне, а также принципы образования химических связей и законы, управляющие протеканием химических процессов, научиться применять все эти законы при обсуждении свойств конкретных химических соединений. Особую роль в химии играет периодический закон - он является основой химической систематики, и поэтому надо научиться использовать его громадную предсказательную силу. Эти важнейшие представления открывают путь к пониманию проблем современной химической технологии, к сохранению окружающей среды и к решению многочисленных экологических задач. [c.11]

    Химическая коррозия металлов — это самопроизвольный окис-лительно-восстановительный процесс, подчиняющийся законам гетерогенных химических реакций, которые осуществляются одновременно в одном акте в точке взаимодействия металла с компонентом агрессивной среды. Металл в процессе химической коррозии выступает в роли восстановителя, он отдает электроны и окисляется. Компонент агрессивной среды выступает в роли окислителя, акцептора электронов. В процессе реакции он восстанавливается. В роли окислителей могут быть О2, СЬ, НС1, SO2, СО2 и т.д. [c.20]

    Разбор третьего члена триады, несмотря на его критический характер, не должен создавать впечатления о второстепенной роли электрона в катализе. Наоборот, не может быть двух мнений насчет определяющей роли квантовой механики валентных электронов во всех химических процессах, в том числе и в катализе. Свободные электроны, находящиеся в зоне проводимости, по-видимому, также найдут свое место в катализе, но это место еще нужно отыскать и подтвердить его существование опытом. [c.200]

    Хорошо известно, что электрон играет фундаментальную роль в химических процессах, в образовании или пеобразовании химических связей. Между тем именно о свойствах электрона мы узнаем очень много нового,— и, с точки зрения классики, неожиданного,— благодаря квантовой механике. Мы знаем, что электрон — это не классическая частица в смысле материальной точки механики Ньютона. Мы знаем, что поведение электрона управляется квантово-механическими законами, что он представляет собой сложное образование, имеющее и волновую и корпускулярную природу. [c.247]

    Протон выделяется среди однозарядных ионов тем, что не имеет электронов вокруг ядра, и хотя этим же свойством обладают некоторые многозарядные катионы (например, Не2+, Ь13+), ни один из них не играет столь важной роли в химических процессах, протекающих в обычных условиях. Отсутствие электронов означает, что радиус протона равен 10 см, в то время как для других ионов его величина составляет см. Вследствие такого малого радиуса протон обладает необычно сильной способностью поляризовать любую соседнюю молекулу или ион, и поэтому свободный протон встречается только в вакууме или в очень разбавленном газе. Мы увидим, однако, что широкий круг процессов можно рассматривать как реакции переноса протона, которые считаются простыми, так как представляют собой движение лишенного электронов ядра. Особенность процессов переноса протона состоит также и в том, что они протекают без существенной перестройки связывающих электронов и без участия сил отталкивания между- несвязывающими электронами. В терминах современной органической химии это означает, что протон обладает низкими стерическими требованиями. Некоторые реакции, конечно, включают перенос атома водорода, а не протона, но они протекают обычно в более жестких условиях, например при высоких температурах в газовой фазе, под действием облучения или бомбардировки частицами высоких энергий. Реакцию переноса протонов довольно просто отличить от реакции переноса атомов водорода. Но для других элементов (особенно галогенов) часто необходимо рассматривать возможность как гетеролитического, так и гомолитического механизмов. [c.9]

    Образование водородной связи обязано ничтожно малому размеру положительно поляризованного аюма водорода и его способности глубоко внедряться в электронную оболочку соседнего (ковалентно с ним не связанного) отрицательно поляризованного атома. Вследствие этого при возникновении водородной связи наряду с электростатическим взаимодействием проявляется и донорно-акцепторное взаимодействие. Водородная связь весьма распространена и играет важную роль при ассоциации молекул, в процессах кристаллизации, растворения, образования кристаллогидратов, электролитической диссоциации и других важных физико-химических процессах. Например, в твердом, жидком и даже в газообразном состоянии молекулы фторида водорода НР ассоциированы в зигзагообразные цепочки вида [c.92]

    В зависимости от типа реакционного процесса, конструкции аппарата объем и детализация расчетов каждого вида существенно различаются. Большую роль при этом играет наличие достаточно полных экспериментальных данных по основным характеристикам процесса, а также их аналитического пpeд тaвлeн fя. Последнее имеет большое значение в связи с широким внедрением в практику расчетов цифровых электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Это обстоятельство позволило существенно упростить решение многовариантных задач, характерных для реакционных аппаратов, и учитывать достаточно сложные взаимосвязи различных сторон рассчитываемого химического процесса. [c.396]

    Окислительно-восстановительные реакции составляют особый класс химических процессов. Их характерной особенностью является изменение степени окисления (в настоящее время в химической литературе вместо термина степень окисления иногда используется термин окислительное число ), по крайней мере пары атомов окисление одного (потеря электронов) и восстановление другого (присоединение электронов). Окисление и восстановление, следовательно, такие два полупроцесса, самостоятельное существование каждого из которых невозможно, однако их одновременное протекание обеспечивает реализацию единого окислительно-восстановительного процесса. Хотя главную роль в последнем играют атомы, изменяющие свои степени окисления, окислителями и восстановителями при рассмотрении соответствующих реакций принято называть не отдельные атомы, а вещества, содержащие эти атомы. [c.76]

    При гетерогенном катализе в качестве катализаторов чаще всего исполь-.зуются смеси твердых веществ, каждое из которых играет определенную роль в стадиях каталитического процесса. Нескомпенсироваиное потенциальное поле и большое число дефектов кристаллической структуры приводят к тому, что на поверхности возникают особые активные центры адсорбции, а также донорные и акцепторные участки (центры), на которых происходит присоеди-ление или отщепление нуклеофильных и электрофильных частиц, протонов и -электронов. Чаще всего используемый в настоящее время катализатор синтеза аммиака имеет состав Ре/КаО/АЬОз. Первой стадией реакции синтеза -аммиака является адсорбция N3 на (1,1,1)-поверхности кубической объемно-центрированной решетки железа. На поверхности катализатора происходит также расщепление Нг на атомы. Адсорбированная и активированная молеку--ла N2 постепенно гидрируется атомарным водородом до промежуточного образования ЫаНб. При последующем присоединении атома водорода связь разрывается и образуется молекула аммиака ЫНз. Другие компоненты катализатора оказывают активирующее и стабилизирующее воздействие на отдельные стадии этого химического процесса. [c.436]

    Окислители и восстановители. Те электроноактивные частицы (ионы, атомы, молекулы), которые в процессе химич кой реакции оттягивают на себя электроны, называются окислителями. Эти частицы в химическом процессе играют роль акцепторов электронов. Так, в качестве акцептора электронов в примере (а) служат ионы водорода они присоединяли к себе электроны цинка. Следовательно, в указанной реакции ионы водорода играют роль окислителя для электронейтральных атомов цинка. [c.282]

    Электроноактивные частицы, отдающие свои электроны в процессе химической реакции, называются восстановителями. Они выполняют роль донора электронов. В реакции (а) донором электронов служит металлический цинк, который снабжает своими электронами ионы водорода. Таким образом, в рассматриваемой реакции цинк является для ионов водорода восстановителем. [c.282]

    В фотохимических процессах и в радиационно-химических процессах важнейшую роль играют электронно-возбужденные состояния. Можно упомянуть трехуровневую схему Яблонского. Отметим, что ассимиляция солнечной энергии, превращение солнечной энергии в химическую также начинается с того, что появхшются электронно-возбужденные молекулы. Триплетно-возбужденные молекулы нередко выступают в роли молекулярных аккумуляторов энергии, и т.д. [c.14]

    Да, в традиционной системе классификации химических процессов реакцию 2К + С12 = 2КС1 относят к числу окислительновосстановительных. В рамках же теории Усановича — это кислотно-основное взаимодействие, в котором молекулярный хлор, присоединяя отрицательную частицу электрон, является кислотой, а калий, поставляющий кислоте отрицательный заряд, выступает в роли основания. [c.17]

    Для этого используют прием создания зрительных модельных представлений. Сопоставляя численные значения заря.ча ядра и суммарной величины зарядов всех электронов имеющейся частицы, учани1еся определяют, какой процесс изображен на схемах окисление или восстановление. Групповое обсуждение позволяет уяснить общий принцип опредс.пенпя степени окисления и роли элементов в химическом процессе. [c.105]

    Надмолекулярная структура ]юлимера влияет па эмиссию. Существует взаимосвязь между явлением испускания электронов и процессом разрушения полимера. Электроны выходят в вакуум после разрушения ловушек, захвативших электроны в процессе автоионизации сильно растянутых связей в макромолекулах. При этом автоионизация макромолекул происходит, ио-видимому, путем туннельного перехода электронов с локальных донориых уровней, возникающих при растяжении химических связей, в глубокие ловушки. И вследствие ослабления в них химических связей ионизированные макромолекулы нагруженных полимеров распадаются па макроионы и свободные макрорадикалы. Отсюда сделан вывод об основной роли ионизационного механизма разрыва напряженных химических связей в полимерных цепях, находящихся в наиболее дефектных участках полимера, обогащенных глубокими ловушками. Такими дефектными участками являются приповерхностные слои полимера, поэтому при растял<ении центры эмиссии возникают вначале на краях образцов. Иначе говоря, механическое разрушение имеет черты электрофизического процесса. [c.140]

    Переходя к третьему члену каталитической триады — электрону, нужно сказать, что он по самому своему характеру является наиболее ункверсалыным членом триады, поскольку все атомы содержат электроны и химические процессы связаны, как правило, с перераспределением, электронов. Однако в то время, как представления об атомной природе активных центров и о роли кристаллической решетки позволяют производить определенну дифференциацию центров пб их строению и говорить о количественной характеристике их активности,, электронные представления в катализе еще не достигли этого уровня. Поэтому было бы опережением событий признать существование электронной теории активных центров. Что касается электронной теории элементарных актов, то она самым тесным образом связана с электронным строением активного центра. Если этот элементарный акт представляет электронный процесс, не выходящий за пределы активного центра и адсорбированной на нем молекулы, т. е. процесс, не сЕЯзанный с уровнями проводимости кристалла, то подобная электроника по существу мало отличается от механизма обычного химического акта. [c.195]

Смотреть страницы где упоминается термин Роль электронов в химических процессах: [c.336]    [c.81]    [c.336]    [c.10]    [c.323]    [c.85]    [c.79]    [c.40]   
Смотреть главы в:

Учебник неорганической химии Издание 2 -> Роль электронов в химических процессах



ПОИСК







© 2025 chem21.info Реклама на сайте