Процессы столкновения, элементарные

Под общим понятием механизма реакции в настоящее время подразумевают процессы столкновения реагирующих частиц, перераспределения электронной плотности в них и другие элементарные стадии с учетом в каждом отдельном акте возможно более точной стерео-химической картины перехода от реагентов к продуктам [c.9]

Для иллюстрации систематического способа определения всех возможных механизмов для одной или больше суммарных реакций в химической системе было использовано геометрическое построение. Предполагается, что нам известно, какие элементарные процессы столкновения могут происходить, хотя мы не считаем, что все они обязательно осуществляются. Такое построение возможно в простых случаях, когда множество всех возможных механизмов является самое большее трехмерным. В противном случае мы должны использовать аналитическую геометрию. Общая процедура представляет собой непосредственное обобщение метода, показанного нами, и может быть сведена к алгоритму, который можно реализовать на ЭВМ. [c.480]

При изложении теории этих процессов мы будем преследовать две цели. Во-первых, мы рассмотрим упругие столкновения как один из простейших процессов, которому в настоящее время уделяется много внимания в связи с развитием техники молекулярных пучков. Во-вторых, рассматривая упругие столкновения, мы проведем анализ возможных траекторий относительного движения сталкивающейся пары. Как уже отмечалось ранее, полуклассическое приближение в теории неадиабатических переходов требует задания классической траектории. Поэтому результаты этого раздела будут использованы в дальнейшем при рассмотрении неупругих процессов и элементарных химических реакций. [c.101]

Об этой реакции можно уверенно говорить (см. стр. 103), что она протекает при столкновении молекул водорода и иода с образованием комплекса, который диссоциирует непосредственно на две молекулы иодистого водорода. Такой процесс называют элементарной реакцией. С другой стороны, реакция между водородом и бромом происходит не прямо, а через несколько стадий, например [c.50]

Статистическое приближение вводит определенные предположения относительно матрицы рассеяния 5 — величины, однозначно определяющей дифференциальное и полное сечение. В общепринятом варианте статистической теории (см. табл. 2.1, вариант 2, 3) предполагается, что интерференционные члены вида не дают в среднем вклада в сечение, а квадраты модулей матричных эле.ментов 5пр все одинаковы и равны величине, обратной общему числу открытых каналов. Ниже в рамках этого приближения рассмотрим простейший элементарный процесс столкновение атома А с двухатомной молекулой ВС. [c.58]

Порядок реакции, определяемый уравнением (8.22), часто путают с молекулярностью реакции, которая определяется числом молекул, участвующих в элементарном процессе столкновения. Таким образом, молекулярность — это теоретическое понятие, проистекающее из принятого механизма реакции, тогда как порядок — величина эмпирическая эти две величины могут различаться. Однако бимолекулярные реакции обычно имеют второй порядок, а тримолекулярные реакции — третий порядок, но обратное утверждение не всегда верно. Реакция, которая иллюстрирует только что сказанное, — это окисление ионов Ре - перекисью водорода. Стехиометрическое уравнение ее выглядит так [c.308]

Рассмотрим процесс столкновения двух частиц материала с массой т, движущихся со скоростью V. Этот элементарный акт характеризует работу струйной мельницы и других измельчителей без мелющих тел. [c.119]

В вопросе о вязкости мы сталкиваемся с явлением кинетического характера, связанным с процессами установления равновесия в фононном и ротонном газе . Вычисление вязкости требует в первую очередь исследования различных типов элементарных процессов столкновений между частицами этого газа и вычисления их эффективных сечений ). [c.423]

В общем случае кинетика процессов ионизации — рекомбинации заряженных частиц определяется большим числом элементарных процессов столкновения заряженных и тяжелых частиц, часть которых мы рассмотрели в предыдущих параграфах данной главы. Поскольку наибольшими сечениями ионизации (см. стр. 134) обладают возбужденные атомы, их роль в кинетике ионизации — рекомбинации будет, как правило, преобладающей. При этом наряду с ионизацией электронным ударом может иметь значение и ионизация ударами тяя елых частиц. Роль возбужденных молекул в процессе ионизации, но-видимому, существенно ниже из-за конкуренции процессов диссоциации (см. стр. 152), а роль диссоциативной рекомбинации будет велика вследствие больших величин коэффициентов. В процессах ассоциативной ионизации и диссоциативной рекомбинации образуются или гибнут возбужденные атомы, поэтому эти процессы должны также быть включены Б общую кинетическую схему процесса. [c.187]

При столкновении частиц происходит их упругое рассеяние, возбуждение и дезактивация вращений и колебаний молекул, изменение электронного состояния атомов и молекул, химические реакции, ионизация и рекомбинация, ионно-молекулярные реакции и перезарядка. Теоретические и экспериментальные исследования каждого из этих процессов позволили в определенной мере понять - как они происходят, построить модели процессов столкновений и в результате получить выражения для вероятностей, сечений, констант скорости и других характеристик процессов. Системно организованный комплекс этих моделей составил базу моделей элементарных процессов столкновений частиц в газе и плазме. [c.13]

Первоначально адиабатическое приближение было сформулировано для разделения движения электронов и ядер в устойчивых молекулах, что позволило ввести понятие потенциальной энергии ядер в молекуле [1981. В этом приближении оказалось возможным рассматривать электронные состояния молекул независимо от колебательно-вращательных состояний. Затем адиабатическое приближение было обобщено на задачи о молекулярных столкновениях, что позволило трактовать различные элементарные процессы в терминах движения изображающей точки по поверхности потенциальной энергии (см. 10). При дальнейшем развитии теории 01 азалось, что адиабатическое приближение может быть успешно применено не только для разделения состояний электронов и ядер, но и для разделения различных [c.52]

Элементарный химический акт — непрерывный процесс взаимо-перехода энергии поступательного движения молекул во внутреннюю энергию движения ядер и электронов, а также во вращательную энергию системы. Ядра атомов в процессе превращения реагентов в продукты реакции движутся непрерывно, непрерывно меняется их расположение, при этом относительно быстро меняется и распределение электронной плотности в реагирующей системе. Образуются новые частицы молекулы, радикалы, ионы. Состояние реагирующей системы (молекулы А и В в момент столкновения), при котором изменение в расположении ядер в реагирующей системе приводит к разрыву отдельных связей и возникновению новых, называют переходным состоянием. Всякий элементарный химический акт протекает через переходное состояние. [c.559]

Теория активных столкновений показала, что элементарная химическая реакция протекает через процесс активации реагирую- [c.567]

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]

Вероятность одновременного столкновения более чем трех частиц крайне мала. Поэтому сложные реакции, уравнения которых содержат большое число частиц, представляют собой совокупность последовательно или параллельно протекающих процессов, каждый из которых происходит, как правило, при столкновении двух частиц или в результате распада отдельной частицы. В подобных случаях закон действия масс применим только к каждой отдельной элементарной стадии реакции, но не к реакции в целом. [c.195]

Химическая кинетика имеет большое научное значение, так как она дает наиболее общие методы выяснения механизма реакций, т. е. того, как отдельные столкновения и элементарные акты, включающие образование молекул, атомов, радикалов и ионов, совершаясь одновременно или последовательно, образуют в своей совокупности наблюдаемый процесс. [c.319]

Элементарные процессы в плазме. Движение электрически заряженных частиц в плазме отличается от движения нейтральных частиц в газах. В обычном газе отдельная частица между двумя последовательными столкновениями движется с определенной постоянной скоростью, акт соударения можно представить как столкновение жестких шаров, путь отдельной частицы — ломаная зигзагообразная линия. При соударении нейтральных частиц направление движения и скорость меняются резко. В плазме заряженные частицы движутся под действием электрических полей ускоренно и замедленно. Ускоренное движение периодически заменяется замедленным, а замедленное — ускоренным. Траектория движения, как правило, — сложная зигзагообразная кривая, не содержащая прямолинейных участков. Плазма характеризуется большим числом разновидностей взаимодействий и соударений. Типичными взаимодействиями — соударениями являются нейтральная частица — нейтральная частица, ион — нейтральная частица, электрон — нейтральная частица, электрон — электрон, ион — ион. Взаимодействие заряженных частиц отличается от взаимодействия нейтральных атомов и молекул большим радиусом действия и коллективным характером. Каждый из перечисленных видов взаимодействий вносит свой индивидуальный вклад в физико-химические характеристики плазмы. Их строгий учет сталкивается с большими трудностями. [c.248]

Космическими лучами называется поток элементарных частиц и атомных ядер, идущий непрерывно из межпланетного пространства на Землю. Различают первичные и вторичные космические лучи. Первичные лучи в основном состоят из протонов и а-частиц и около 1% других ядер. Энергия этих частиц очень высока и достигает порядка 10 " эв у отдельных частиц энергия доходит до Ю взв. На высоте около 30 км над уровнем моря первичные космические лучи в результате столкновения с ядрами различных элементов порождают вторичные лучи, состоящие из мягкой и жесткой компонент. В состав последней входят фотоны, позитроны, электроны и мезоны. Мезоны обусловливают большую проникающую способность космических лучей. Сложные ядерные процессы, протекающие в зоне первичных и вторичных космических лучей, приводят также к образованию нейтронов. [c.68]

Большинство соударений молекул не приводит к химическому взаимодействию между ними столкнувшись, они разлетаются в разные стороны, как упругие шары. Для осуществления элементарного акта реакции необходимо, чтобы электронные оболочки атомов реагентов, преодолевая взаимное отталкивание, вторглись одна в другую, что вызовет разрыв старых связей и возникновение новых, т. е. химическое превращение вещества. На это нужно затратить энергию. Поэтому лишь молекулы, обладающие избытком энергии по сравнению со средним запасом энергии всех молекул, могут преодолеть такой энергетический барьер, чтобы войти в химический контакт друг с другом. Но если процесс идет через стадию активированного комплекса, образование которого не требует немедленного перераспределения химических связей между атомами реагентов, то избыточный запас энергии у молекул реагентов, делающий их столкновение эффективным, может быть меньше. Поэтому протекание химических реакций через стадию образования активированного комплекса энергетически является более [c.134]

В указанных кинетических уравнениях концентрации находятся в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам при соответствующих веществах в уравнениях реакций. На самом деле это имеет место только в тех случаях, когда реакция действительно осуществляется столкновением указанного в уравнении реакции числа частиц, т. е. если она оказывается элементарной.-В большинстве случаев в основном это не так, ибо, как указывалось в 1, уравнение реакции отражает только материальный баланс, а не ход процесса. [c.201]

Предложен систематический метод определения всех химических механизмов, возможных с точки зрения комбинаторики, в предположении о том, что возможны суммарные реакции и определенные элементарные процессы столкновения. Все такие механизмы сводятся к конечному числу классов эквивалентности. Класс эквивалентности отдельного механизма т представляется внутренней областью выпуклого многогранника в конечномерном пространстве. Граням многогранника, имеющим более низкую размерность, соответствуют подмеханизмы /я, а не допускающие дальнейшее упрощение механизмы, т. е. простые механизмы отвечают вершинам многогранника. Таким образом, показано, что каждый механизм может быть описан с помощью простых механизмов, точно так же как выпуклый многогранник описывается своими вершинами. [c.472]

Марме и Кервин [340] полагают, что они впервые измерили колебательные уровни в Н при помощи метода электронного удара. Фонер и Нолл [184] исследовали структуру ионизационных кривых вблизи порога ионизации для инертных газов и установили, что их данные подчиняются линейному пороговому закону. Элементарные процессы столкновений медленных ионов с молекулами исследовались экспериментально с использованием импульсных методов [476, 478]. [c.662]

Концентрация радикалов в реакционной системе обычно невелика и вероятность их столкновения между собой ничтожно мала. При термолизе более значительно преобладают взаимодействия между радикалом и молекулами исходного сырья. Поскольку радикал имеет свободный неспаренный электрон, то его реакция с молекулами, все электроны которых спарены, должна в силу принципа неуничтожимости свободной валентности привести к обра — зованию нового вторичного радикала. Если последний не является малоактивным, то он, в свою очередь вступит в реакцию с новой молекулой сырья и т.д. Так как число радикалов, могущих образоваться при термолизе, невелико, на некоторой стадии образуется радикал, принимавший участие в одной из предыдущих стадий, и возникает регулярное чередование двух или более последовательно параллельных элементарных реакций с образованием конечных продуктов. Этот процесс продолжится до тех пор, пока радикал не "гогибнет" в результате реакций рекомбинации или диспропорци-онирования. Реакции такого типа называются цепными. [c.26]

Лишь в редких случаях молекулы исходного вещества реагируют непосредственно. Примером такой непосредственной реакции может служить реакция распада Иодистого водорода. При столкновении двух молекул иодистого водорода, обладающих достаточной энергией и соответственно взаимно ориенти рованиых, происходит разрыв связей Н—J и возникновение новых связей между атомами водорода и иода с образованием молекулярного водорода и иода. Примером реакций, для которых известны все элементарные процессы, т. е все промежуточные химические реакции, могут служить реакции между парами щелочных металлов и галогенов (так называемые ре-акции в разреженном пламени, см. гл. IV, 8). [c.60]

Химическая реакция на элементарном уровне представляет собой простейший пример столкновения и обмена энергией двух или трех компонентов. Столкновение одновременно четырех и более частиц является событием настолько маловероятным, что в тех случаях, когда для осуществления сложного процесса необходимо столкновение более чем трех частиц, реакция с гораздо большей вероятностью проходит не в одну стадию, а через ряд элементарных стадий, на каждой из которых взаимодействует не более трех частиц. В соответствии с этим реакция, в которой принимает участие одна частица, называется моно-молекулярпой, если две частицы, то — бимолекулярной, три — тримолекулярной. [c.15]

Обобщим этот пример. Пусть за счет внешнего источника энергии (свет, электроразряд, нагревание, а-, р- иЛи -излученне, электронный удар) образуются свободные радикалы или атомы, обладающие ненасыщенными валентностями. Они взаимодействуют с исходными молекулами, причем в каждом звене цепи вновь образуется новая активная частица. Путем попеременного повторения одних и тех же элементарных процессов происходит распространение реакционной цепи. Ее длина может быть очень большой (в рассматриваемом примере па каждый поглощенный квант образуется до 100 ООО молекул НС1). Столкновение двух одинаковых радикалов при условии, что выделяющаяся при этом энергия может быть отдана третьему телу, приводит к обрыву цепи. Причиной обрыва может служить не только рекомбинация свободных радикалов (XII), но и их захват стенкой реакционного сосуда, взаимодействие радикала с примесями (если они не служат источником свободных радикалов), а также образование малоактивного радикала (обрыв в объеме). Вот почему скорость цепной реакции очень чувствительна к наличию посторонних частиц и к форме сосуда. Так, содержание Б хлороводородной смеси долей процента кислорода в сотни раз уменьшает длину цепей, а поэтому и скорость синтеза гтом Н, легко реагируя с О2, образует малоактивный радикал НО2, не способный вступать в реакцию [c.127]

Вторая часть задачи заключается в расчете макроскопических констант скорости различного рода процессов, которые поддаются прямому экспериментальному измерению. Здесь теория оперирует с различного рода кинетическими уравнениями, которые определяют изменение во времени распределения молекул но различным состояниям, возникающего в результате многих последовательных столкновений. Нахождение функции распределения, которая часто сильно отличается от равновесной, составляет в настоящее время одну из основных задач теории элементарных процессов. Если это распределение известно, то совместно с лшкроскопическими величинами оно полностью определяет макроскопическую скорость процесса. [c.37]

Теория столкновений позволяет вычислить Kojio Tb элементарного процесса по известному сечению и функциям распределеиия молекул, участвующих в столкновении. В связи с этим, как уже отмечалось, в общем случае необходимо решение двух задач — динамической, свяаанной с расчетом сечения, и статистической, связанной с вычислением функции распределения. Для многих случаев, однако, функцию распределения можио считать равновесной. Для таких элементарных процессов, называемых равновесными, задача о расчете скорости процесса сводится только к расчету сечения, поскольку в качестве функции распределения здесь используется максвелл-больцмановская функция. [c.68]

Число молекул, вступающих в элементарный акт (отдельная ступень) химической реакции, происходящей за одно столкновение реагирующих молекул, называется молекулярностью реакции. Поэтому молекулярность реакции не может быть не-целочис ленной. Известны мономолекулярные, бимолекулярные и, как редкое исключение, тримолекулярные реакции. Порядок же реакции, будучи результатом взаимоналожения кинетических закономерностей (и молекулярностей) отдельных ее стадий, может быть и нецелочисленным и не совпадать ни с суммой стехиометрических коэффициентов химического уравнения реакций, ни с молекулярностью отдельных ее элементарных стадий. Порядок реакции отраясает суммарную кинетическую зависимость скорости всей многостадийной реакции от концентрации реагирующих веществ, а молекулярность — механизм элементарных стадий сложного процесса. Поэтому порядок и молекулярность совпадают лишь для простых по механизму реакций. [c.237]

В элементарном процессе могут участвовать одна, две или три молекулы реагентов, чаще всего две молекулы. Элементарный процесс взаимодействия более чем трех молекул неизвестен вероятность одновременного столкновения четырех молекул очень мала. Элементарные реакции с участием одной, двух или трех мо.пекул называются соответственно мопо-, би- или тримолекулярными. Это понятие молекулярности можно проиллюстрировать следующими тремя элементарными реакциями [c.127]

Реакция (1) происходит при распаде активированной молекулы N2O. В ней участвует одна молекула это мономолекулярная реакция. Реакция (2) осуществляется при столкновении молекулы СНзВг с молекулой КОН. В этом случае элементарный процесс включает столкновение двух молекул ото бимолекулярная реакция. Реакция (3) происходит при тройном столкновении молекулы кислорода, атома кислорода и молекулы азота. Роль молекулы азота состоит в поглощении избытка освобождающейся энергии, которая может вызвать разложение молекулы озона на О2 и О. Эта элементарная реакция, в которой участвуют три частицы, три- [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология