Энергетический барьер, проникновение через барьер

Хотя энергетические причины а-распада и деления и связаны между собой, но механизмы их различны. Структура а-неста-бильного ядра сохраняется неизменной до тех пор, пока распад не произошел на самом деле скорость распада зависит от вероятности обнаружить а-частицу вне барьера эта вероятность обусловлена волновой природой частицы. Проникновение через барьер, известное в квантовой механике как туннельный эффект , не требует предварительной деформации ядра. Деление же, на оборот, происходит как следствие случайного (проистекающего из-за беспорядочного движения нуклонов) образования не- [c.63]

Скорость процесса прохождения электрического тока через кристалл льда лимитируется стадией переноса протона по цепи водородных связей. Такой перенос осуществляется по неклассическому механизму, вероятно, за счет туннельного эффекта [10] (преодоление обычного активационного барьера путем проникновения небольшого иона сквозь узкий энергетический барьер). Подвижность протона в кристалле льда всего на 2— 3 десятичных порядка меньше подвижности электрона в металлах (табл. 2.1). [c.25]

При более сильной специфической адсорбции молекул воды, например, при их сильном электростатическом взаимодействии с одно-и особенно многозарядными катионами солей, имеющих большие комплексные анионы (см. разд. 4 гл. II), удаление адсорбированных молекул воды с поверхности даже непористого адсорбента требует длительной откачки при высоких температурах. Удаление воды происходит еще медленнее в случае микропористых сильно специфических адсорбентов, например, в случае цеолитов. Более полная очистка цеолитов от адсорбированных молекул воды требует длительного прогрева в высоком вакууме [8] при температурах около 500 С и выше (нагрев цеолита до столь высоких температур возможен только в том случае, если при этих температурах не происходит термодеструкция цеолитной структуры, что зависит от типа решетки и состава цеолита). При выборе режима откачки и условий изучения адсорбции следует иметь в виду также возможность дополнительных процессов проникновения молекул внутрь скелета адсорбента. Так, в случае цеолитов типа X при температурах выше 100— 110 °С наблюдается медленное поглощение молекул аммиака, которое связано, по-видимому, с проникновением этих молекул внутрь образующих эти цеолиты кубооктаэдрических единиц через 6-ти членные кислородные" кольца [8]. Этот процесс требует преодоления значительных энергетических барьеров и поэтому не наблюдается при более низких температурах, при которых изотермы адсорбции аммиака обратимы и адсорбционное равновесие на поверхности больших полостей этих цеолитов наступает быстро. Для удаления адсорбированных молекул из ультрапор и из других наиболее сильно захватывающих данные молекулы мест часто требуется наряду с нагреванием применение значительно более высокого вакуума — до 10 —10" Па (10 —мм рт. ст.) [9—12]. Однако геометрия и химия обнажаемых при такой обработке участков поверхности твердого тела обычно отличаются от таковых для остальной более однородной части поверхности. [c.94]

Основным фактором, обусловливающим пониженную реакционную способность связи дейтерия по сравнению с водородной, является разница в свободной энергии вследствие влияния массы на скорость преодолевания потенциального барьера и на возможность неклассического проникновения через энергетический барьер. Эта разница складывается в первую очередь из разницы энергии связей для нулевых состояний дейтерия и водорода, равной 1,2—1,5 ккал/моль. Соединения дейтерия, обладающие меньшей энергией, таким образом, более стабильны. Было показано [200,2170], что это различие приводит к различным скоростям реакций разрыва связей водорода или дейтерия. Наблюдалось также различие в равновесии, достигаемом при изотопном обмене. [c.471]

Иногда к последней группе кривых относятся и другие случаи, например наличие туннельного эффекта (т.е. не преодоление барьера, а проникновение через энергетический барьер, особенно электронов). Для таких процессов аррениусовские кривые всегда вогнутые (растущие) [61]. [c.152]

Необходимо помнить, кроме того, что согласно волновой механике имеется определенная вероятность проникновения через энергетический барьер частиц с меньшим запасом энергии, чем требуется по законам классической механики это и есть [c.123]

С классической точки зрения может показаться, что именно такой энергетический порог, определенный из значения Q, будет необходим для бомбардировки незаряженными частицами, такими, как гамма-лучи или нейтроны. Напротив, если бомбардирующие частицы имеют заряд, может показаться, что минимум их энергии должен быть больше потенциального барьера бомбардируемого ядра, прежде чем произойдет ядерное превращение. Это, однако, не вполне соответствует действительности. Точно так же, как существует конечная вероятность того, что альфа-частица вылетит из ядра в результате туннельного эффекта, существует и конечная вероятность того, что бомбардирующая заряженная частица тоже проникнет через потенциальный барьер. Однако эти два процесса в известном смысле абсолютно различны. В соответствии с моделью распада ядра альфа-частица с большой частотой имеет энергию, соответствующую энергии стенок потенциального барьера, и поэтому вероятность ее проникновения через потенциальный барьер велика. Бомбардирующая же альфа-частица имеет только одну определенную энергию и встречается с ядром только один раз. [c.395]

Гамов показал, что вероятность проникновения через потенциальный барьер сильно возрастает, если энергия летящей а-частицы приближается к одному из ее возможных энергетических уровней в ядре (резонанс фазовых волн). При полном совпадении эта вероятность возрастает до единицы. Этим путем, подбирая скорость а-частиц, можно на первый взгляд очень сильно повысить выходы при расщеплении, но ближайшее рассмотрение показывает,, что это не так при малой высоте потенциального барьера вероятность и так велика и резонанс ее увеличивает лишь в небольшое число раз. При больших же высотах барьера резонанс увеличил бы вероятность в миллион раз, но для этого необходима очень острая настройка, не достижимая на практике при малейших отклонениях от резонансной энергии эффект резонанса быстро спадает. [c.127]

Прочность такой пленки и ее ингибирующее влияние на катодный процесс, очевидно, различно на отдельных участках электрода. Металл выделяется в свободных от пленки местах или же на тех участках граней кристаллов, на которых возникшая пленка не создает достаточно прочного барьера разряду ионов. В последнем случае взаимодействие ионов с электронами катода осуществляется либо на поверхности пленки, либо после проникновения ионов через пленку. Все те места, на которых происходит в данный момент выделение металла, составляют активную часть поверхности катода. На остальной части электрода, вследствие большой прочности пассивирующей пленки и существования энергетически неблагоприятных условий, выделение металла не происходит. Естественно, что в процессе электролиза происходит непрерывное изменение состояния пленки и перераспределение активных участков поверхности катода. [c.131]

Измеренные периоды полураспада а-активных изотопов имеют строгое теоретическое объяснение. Несмотря на то что а-частица в тяжелом ядре находится в энергетически неустойчивом состоянии относительно ее эмиссии из ядра, положительный заряд ядра создает так называемый потенциальный барьер, значительно превосходящий кинетическую энергию а-частицы. Согласно обычной (ньютоновской) механике такая а-частица должна оставаться в ядре до тех пор, пока не будет приложена некоторая внешняя сила, обеспечивающая преодоление а-частицей данного потенциального барьера. В квантовой механике, однако, предусматривается некоторая вероятность того, что а-частица проникнет или просочится через такой барьер. Именно эта скорость прохождения через потенциальный барьер, столь сильно зависящая от энергии распада, и определяет огромную разницу в продолжительности жизни ядра. Эта скорость проникновения и делает невозможным наблюдение а-распада в области тяжелых элементов тогда, когда энергия а-частиц не превышает 4 Мэв и в то же время обусловливает чрезвычайно короткие периоды полураспада, если энергия всего лишь в два раза большая, т. е. 8 Мэв. Важным фактом является то, что энергия а-распада подчиняется определенным закономерностям, а поэтому можно с достаточной достоверностью определить у неизвестных изотопов ожидаемые периоды полураспада. [c.143]

Реакции переноса протона — единственные реакции, в которых можно обнаружить неклассическое кинетическое поведение [14], [3, гл. 11]. Так как с частицей, имеющей массу m и скорость V, связана, по соотношению де Бройля, длина волны himv, картину реакции как движение частицы, преодолевающей седловину энергетического барьера, можно строго заменить представлением о волне, падающей на энергетический барьер. Решение полученного уравнения показывает, что для системы, энергия которой меньше высоты барьера, возникают как прошедшая, так и отраженная волны т.е. имеется конечная вероятность проникновения через барьер, что по классической теории было бы невозможно. Учитывая распределение энергий, которое может иметь падающая волна, можно вычислить скорость реакции для данного барьера. Были получены различные аппроксимации решений для энергетических барьеров различной формы. Математически наиболее просто рассмотрение параболического барьера, однако для любого разумного барьера общие выводы остаются неизменными. Предсказанный туннельный эффект растет по мере того, как растет длина волны по де Бройлю, т.е. по мере того как уменьшается масса. Это и является причиной, по которой данные соображения особенно важны для реакций переноса протона при обычных температурах длина волны для протона равна [c.273]

На каждом из таких уровней скорость проникновения в заданном направлении пропорциональна плотности заполненных состояний на этом уровне в исходной фазе, плотности равновысоких вакантных уровней в конечной фазе и квантовомеханическому частотному множителю, характеризующему вероятность проникновения через барьер. Кривые на рис. 49 и 50 показывают зависимость величины этого тройного произведения от высоты энергетического уровня. Интеграл от этого произведения по высоте (или площадь, ограниченная соответствующими кривыми) дает, в зависимости от направления, общую величину анодной или катодной составляющей электродной плотности тока. [c.153]

Величина энергетического барьера зависит от строения молекул ПАВ. При условии большей гидрофильности молекул адсорбционный барвг ер, вероятно, уменьшается, что возможно связано с тем, что гидрофобная часть молекулы, изменение потенциальной энергии которой обеспечивает адсорбцию, оказывается втянутой более глубоко в поверхностный слой и не стремится проникнуть через гидрофильные цепи глицеридных остатков и ориентироваться над границей раздела фаз. Адсорбционное равновесие устанавливается в этом случае значительно быстрее, что характерно в нашей работе для Пг ,Са. Исключительно медленная кинетика формирования адсорбционных слоев в растворах Пг ,С,2 требующая до установления равновесия в ряде случаев десятков часов, мояет быть объяснена как результат влияния энергетического барьера в поверхностном слое раствора, последовательно препятствующего свободному проникновению в него молекул ПАВ. [c.215]

Получающиеся при столкновениях атомного ядра с нейтронами а-частицы образуют обычно группы с различными энергиями. Частицы с наибольшей энергией преодолели, вероятно, вершину энергетического барьера, который препятствует не только проникновению а-частиц внутрь ядра, но и их испусканию. Частицы с меньшей энергией оставляют, повидимому, сложное ядро, образованное Тгервоначальным ядром, связавшим одну а-частицу, например получается, когда поглощает нейтрон через один из своих резонансных уровней. Знание энергий испускаемых а-частиц может быть полезно для изучения структуры необычного ядра, вроде упомянутого [c.14]

А.Т.Ваграмян считает, что при выделении металлов на пассивированной поверхности разряд ионов возможен либо после десорбции чужеродных адсорбированных частиц, либо в результате проникновения ионов через пленку, либо при выделении металла на чужеродных частицЕ . Позтому в величину перенапряжения разряда иона металла входит также-работа десорбции посторонних частиц, или работа преодоления энергетического барьера через пленку, или работа образования нового эаро-даша. Это свое предположение авторы подтверждают рядом работ, проведенных в широком интервале температур. Экспериментальные данные обобщены и приведены в монографии [бВ]. Авторы показали, что с повышением температуры электролита перенапряжение осаждения желеэа снажается, резко изменяется форма растущих кристаллов, что указывает на то, что при высаких температурах преобладает концентрационная поляризация, вследствие устранения ингибирования электрод становится обратимым. [c.59]

Реакции при термических и термохимических технологически) процессах протекают в жидкой и твердой фазах. Реакции в твердо фазе развиваются на границе касания твердых тел друг с другом Течение твердофазных реакций определяется двумя механизмами диффузией и процессами на границе фаз. Диффузия в твердых те лах есть процесс проникновения атомов одного вещества в друго< через границу контакта тел в результате теплового движения ато мов. При совершении элементарного акта перехода атому нсобхо димо преодолеть энергетический барьер Еа, для чего он должен по ЛА чить соответствующую энергию активации [4] [c.12]

Явления, связанные с медленным проникновением реагирующих на электроде частиц через пленку органического вещества (при больших заполнениях), называются эффектом Лошкарева. Этот эффект носит избирательных характер, обусловленный возникновением дополнительного энергетического барьера, вызванного деформацией адсорбционной пленки. [c.73]

При наложении на электроды небольшого напряжения появляется возможность осаждения металла на наиболее активных местах катода. Однако при увеличении напряжения металл выделяется и на менее активных участках катода. Следовательно, повышение потенциала катода способствует преодолению его пассивности. Поляризацию, которая обусловлена возникновением затруднения электродной реакции в случае восстановления ионов металла на поверхности, покрытой адсорбированными чужеродными частицами (окиси, гидроокиси, органические поверхностноактивные вещества и другие чужеродные молекулы), предложено назвать нассивационной в отличие от химической поляризации, которая связана с замедленностью стадии перехода иона из раствора в кристаллическую решетку [83]. Ваграмян [152] считает, что при выделении металла на пассивированной поверхности ч...разряд ионов возможен либо после десорбции чужеродных адсорбированных частиц, либо в результате проникновения ионов металла через пленку, либо при выделении металла на чужеродных частицах. Поэтому в величину перенапряжения при разряде ионов металлов в первом случае входит также работа десорбции посторонних частиц, во втором — работа преодоления энергетического барьера через пленку, а в третьем — работа образования нового зародыша . [c.26]

Что же касается постоянной А , выведенной из выражений констант параболического окисления, то Гульбрансен [227] пытался пррщать ей более наглядную форму. Он отправлялся от теории скорости реакции по Эйрингу [131], которая применительно к диффузионным процессам предполагает наличие переходного состояния в верхней точке энергетического барьера между начальным и конечным состоянием процесса диффузии, причем переходные состояния находятся в равновесии с начальным. Вводятся два члена член kT/h (где /г — постоянная Больцмана, а h — постоянная Планка), связанные со средней скоростью проникновения активированных комплексов через энергетический барьер, и член , выражающий число активированных комплексов в функции барьера свободной энергии и абсолютной температуры. AF можно представить в виде суммы ДВУХ членов, выражающих JHIpuiUiiU i 1сИЛи1 идсрЖаи11и, i. L-. ДО — г AS. Для конденсированных систем это выражение можно заменить эквивалентным соотношением ДС = АЯ—- [c.82]

Аналогия может заключаться в некоторых случаях в электронодонорном характере адсорбированных и абсорбированных атомов (или ионов) водорода. Абсорбция — стадия, следующая за адсорбцией. Некоторые каталитически активные (в этом смысле) адсорбированные молекулы или атомы, находящиеся на поверхности раздела металл—водород, могут в очень большой мере увеличить скорость прохонодения через поверхностный энергетический барьер и усилить проникновение водорода в металл. Имеют большое значение характер водорода (атом, протон), соударяющегося с поверхностью металла, и его энергия. [c.113]

Постепенное понижение температуры в пределах физиологического диапазона, осуществляемое в ходе эксперимента дискретно или непрерывно, оказывает на фазово-структурное состояние липидного и белкового компонентов возбудимой мембраны влияние, которое в целом может быть охарактеризованно как стабилизирующее. Мембрана становится все более упорядоченной, плотной , растет ееТ от[260, 278, 311], а проводимость ионных каналов падает [297, 432, 4691. В результате скорость диффузии ПД-образующих ионов через мембрану при возбуждении снижается, что приводит к росту продолжительности фаз де- и реполяризации ПД и т импульса в целом 1210, 213. 278,297, 3111. При этом потенциальный энергетический барьер для проникновения ионов через мембрану может весьма существенно меняться по достижении определенных критических , температур. Например, у хары (2971 энтальпия активации (ДЯ ) проникновения ионов через мембрану при возбуждении варьировала в пределах диапазона 3,5—40 от 7 кДж/моль при температурах выше 20 до 350 кДж/моль при температурах ниже 7. Между 7 и 20 величина йЛ составила 24 кДж/моль. Изменения т ПД при этом были очень значительны — от 1 с при 40 до 30 с при 3,5. Показательно также, что ДЯ транспорта ионов по возбудимым каналам у хары при низких температурах (менее 7 ) была сопоставима по величине с АЯ дегидратации таких ПД-образующих ионов как С1 и К" ", а при высоких температурах (более 35 ) — с АЯ диффузии ионов в свободном растворе 1297]. Это наводит на мысль о том, что прохождение ПД-образующих ионов по возбудимым каналам при низких температурах, очевидно, настолько затруднено, что оказывается возможным лишь при освобождении ионов от гидратных оболочек. [c.171]

Поскольку в процессе электроосаждения металлов адсорбционные явления всегда имеют место, то при рассмотрении влияния чужеродных частиц, адсорбируюгцихся на поверхности электрода, на процесс осаждения металлов необходимо учитывать такой весьма существенный фактор, как соотношение скоростей осаждения ж пассивирования металла. В случае, когда скорость осаждения металла больше, чем скорость адсорбции, поверхность металла неполностью покрывается чужеродными частицами. При этом электрохимическая реакция протекает только на активных участках поверхности электрода, и ее скорость будет пропорциональна доли активной поверхности. Если скорость адсорбции больше скорости осаждения металла, то поверхность электрода практически полностью закрывается чужеродными частицами (пассивируется). В этом случае при протекании электрохимической реакции возникает ингибирующее перенапряжение, обусловленное работой проникновения ионов металла через адсорбированный слой 1, 6 . При этом скорость процесса примерно пропорциональна работе, необходимой для преодоления энергетического барьера при переходе ионов металла через поры адсорбированного слоя ( адс) [c.14]