диссоциация атомного водорода

Молекула водорода Но состоит из двух атомов, связанных ковалентно, т. е. путем обобществления электронов Н +Н =НгК. Хилшческая активность молекулярного водорода в обычных условиях невысока. При высоких температурах он распадается (диссоциирует) на атомы, которые очень активны. Диссоциация происходит легче в присутствии катализаторов — платины и других благородных металлов. Атомный водород образуется при различных хи- [c.98]

Атомный водород не находится в стандартном состоянии. В атомное состояние он может быть переведен из стандартного только путем затраты тепла на диссоциацию молекулярного водорода, которая составляет 218 кДж на моль Н. Из этого следует, что для атомного водорода АЯ/. 298 (Н) =+218 кДж. Знание энтальпий образования позволяет вычислять энтальпии любых более сложных реакций, не прибегая к измерениям. Поясним это на примере реакции [c.25]

Водород мало растворим в воде, но со многими металлами образует твердые растворы внедрения. Сильно абсорбируется платиной, палладием, никелем, причем молекулы его диссоциируют на атомы. Так как его атомы более активны, чем молекулы, то гидрирование, восстановление и другие реакции протекают значительно быстрее в присутствии этих металлов как катализаторов. В случае взаимодействия веществ с атомным водородом не требуется затраты энергии на диссоциацию молекул (104 ккал моль), поэтому атомный водород на холоду вступает в такие реакции, в которые молекулярный не вступает. [c.313]

Повышенная активность атомного водорода становится понятной из следующих соображений. При химических взаимодействиях с участием обычного водорода молекула его должна, распадаться на атомы. Но сама реакция такого распада (диссоциации и а атомы) сильно эндотерм ична [c.97]

Очевидно, что затрачиваемая на эту реакцию энергия (энергия диссоциации) должна быть восполнена энергией, выделяющейся при взаимодействии атомов водорода с введенным в реакцию веществом. Следовательно, можно ожидать, что реакции водорода, при которых выделяется менее 436 кДж на каждые два моля атомов, не будут протекать самопроизвольно. В случае взаимодействия веществ с атомным водородом такой затраты энергии на диссоциацию уже не требуется. Поэтому здесь и возможен значительно более широкий круг реакций. [c.97]

Обычно оба электрона в молекуле водорода занимают связывающую молекулярную орбиталь и их спины антипа-раллельны (т.е. принцип Паули применим не только к атомам, но и к молекулам). Если молекулярный водород облучить светом далекой ультрафиолетовой области, то молекула может поглотить свет и один из двух электронов будет промотироваться на разрыхляющую орбиталь (ст ). В первом приближении энергия электрона на разрыхляющей орь битали компенсирует эффект электрона на связывающей орбитали (а) и атомы разлетятся друг от друга. Подобная диссоциация молекулярного водорода не имеет практической ценности, но она очень важна для диссоциации других молекул (например, молекулярного хлора и молекулярного брома, которые легко диссоциируют при облучении). Энергетические уровни молекулы водорода можно представить диаграммой (рис. 1.4), согласно которой две атомные 18-ор-битали рекомбинируют с образованием молекулярных орбиталей-одной связывающей а и одной разрыхляющей а. [c.14]

Язык современной химии широко развивается с начала XX ст. и со времени формулировки атомной теории. Современное понимание структуры молекул и их реакционной способности основано на анализе распределения электронов в молекулах, изменений распределения в ходе химических процессов и энергий, связанных с этим распределением. В 20-е годы современная квантовая теория впервые дала основу для количественного описания свойств молекул. Однако вплоть до 60-х годов нельзя было сказать, что расчеты уровней энергии молекулярных электронов, основанные на этой теории, опробованы строгим сопоставлением с экспериментальными данными. Такая возможность появилась в результате совпадения (в пределах ошибок эксперимента) вычисленных и измеренных значений энергии диссоциации молекулы водорода. [c.8]

По представлениям Лаврова [92, с. 186], в результате протекания цепных реакций и термической диссоциации образуются атомный кислород, атомный водород и радикал ОН, которые принимают активное участие в окислении углерода. Углерод-кис-лородный комплекс образуется как в результате взаимодействия с молекулярным кислородом, так и в результате взаимодействия с частицами О и 0Н [c.212]

Согласно представлениям Лаврова [92, с. 193 124], в результате протекания цепных реакций и термической диссоциации паров воды образуются гидроксил и атомный водород, которые принимают активное участие в процессе взаимодействия углерода с парами воды. Поверхностный комплекс образуется как в результате взаимодействия с парами воды [c.214]

Возможность последнего процесса вытекает из открытого Бендером [3781 факта появления атомного водорода в присутствии возбужденных атомов d и Zn, энергия возбуждения которых меньше энергии диссоциации молекулы Нг. В этих случаях диссоциация водорода энергетически возможна лишь при условии одновременного образования молекул гидридов dH и ZnH, так как при этом выделяются дополнительные порции энергии, разные энергии диссоциации молекул dH (15,6 ккал) н ZnH (19,6 ккал), вследствие чего процессы d +H2 = dH + H+1,6 ккал и Zn+Ha = = ZnH-fH+10,l ккал оказываются экзотермическими. [c.90]

Можно представить, что образование этана, описываемое меньшей константой скорости, происходит путем ступенчатого гидрирования этилена атомным водородом, получающимся в результате диссоциации молекул водорода или каким-либо другим путем [c.23]

Явление термической диссоциации молекул водорода и преимущественное соединение атомов в молекулу Нг на поверхности металлов используется в процессе атомно-водородной сварки. [c.19]

Диссоциация на атомный водород и нейтральную гидроксильную группу Н2О — Н-НОН- -493,2 5,08 2440 35850 [c.54]

Для получения атомного водорода применяется также метод термической диссоциации молекулярного водорода на платиновой, палладиевой или вольфрамовой проволоке, нагретой в атмосфере водорода при давлении менее 1,33 Па. Диссоциации водорода на атомы можно достигнуть и при использовании радиоактивных веществ [185]. [c.87]

Использование атомного водорода. Прежде всего атомный водород является ускорителем химических реакций. В частности, реакция горения водорода в кислороде в присутствии небольших количеств свободных атомов водорода протекает полнее и заканчивается быстрее. Дело заключается в том, что благодаря наличию активных центров в зоне химической реакции снижается среднее значение потенциала активации. Высокая реакционная способность атомов водорода приводит к тому, что они определяют механизм реакции окисления и ее скорость. Энергетически это связано с тем, что энергия, использованная на диссоциацию молекул водорода, в виде тепла возвращается обратно в процесс. Поэтому использование атомного водорода благоприятно сказывается на рабочем процессе двигателей внутреннего сгорания. [c.88]

Имеющиеся в литературе данные позволяют утверждать, что при Тп. с < < 2000 К (т. е. когда диссоциацией продуктов сгорания можно пренебрегать) скорость распространения пламени определяется в основном механизмом передачи тепла из зоны химических реакций. При Гп. с > 2600 К скорость распространения пламени определяется в основном скоростью диффузии атомного водорода (рис. 6.14). В области 2000 < Гп. с < 2600 К скорость распространения пламени зависит почти в одинаковой мере как от передачи тепла, так и от скорости диффузии активных частиц ОН, О и Н. [c.274]

Этот ряд реакций позволяет рассчитать мольные фракции шести компонентов (НгО, Нг, Н, Ог, О, ОН) как функцию температуры при заданном давлении. Из результатов расчета для общего давления 0,1 МПа следует, что при температуре 3000 К диссоциирует 35% водяных паров, и что атомный водород и кислород доминируют в реакционной системе при температуре выше 3500 К. Очевидно, что температура процесса диссоциации воды должна быть выше 3000 К. В дальнейшем будет необходима информация [c.331]

Наводороживание стали и опасность взрыва аппаратуры существует и в случае работы с водородом в условиях высокой температуры. Синтез аммиака, синтез метанола, процессы гидрирования в нефтехимических и других гидрогенизационных процессах, получение газов, богатых водородом, например методами газификации, конверсии и др. В этих случаях наблюдается частичная термическая диссоциация молекул водорода с образованием атомного водорода, который поглощается металлом и может затем вступать в соединение с карбидами — в стали, оксидами — в меди и с другими соединениями. [c.495]

Механизм водородной коррозии можно представить в следующем виде. В структуре металлов имеются полости, раковины, трещины и другие дефекты. Протоны водорода в таких дефектных структурах могут приобретать электроны и образовывать атомы, а затем молекулы водорода. Эте приводит к росту размеров водородных включений и они с огромной силой распирают, а затем и разрушают металл, начиная с места дефекта в его структуре. Механизм разрушения можно представить и таким образом в результате диссоциации молекулярного водорода, которая происходит в силу ряда причин, связанных с обработкой или условиями работы металла в тех или иных водородсодержащих или водородвыделяющих средах, образуется атомный водород. Попадая на поверхность металла, он начинает диффундировать во внутрь, в его полости. Здесь образуется газовая фаза водорода, давление которой может достигать нескольких тысяч мегапаскалей. Это давление внутри полостей металла создает напряжение, превышающее предел текучести металла. При этом мелкие полости в металле увеличиваются и соединяются друг с другом. Крупные полости ослабляют структуру металла, что может привести к разрушению металла, находящегося под нагрузкой. [c.499]

Металл, находясь в среде водорода, приводит к его частичной диссоциации на атомы. Атомный водород в определенных условиях в толще металла рекомбинирует в молекулярный, что приводит к повышению давления и возможному разрушению металла. При низких температурах происходит адсорбция водорода на металлах образуются связи между водородом и металлом. Теплоты адсорбции водорода на металлах убывают в следующей последовательности Та > > Сг > Ре > М1 > РЬ > Си > Аи. При хемосорбции наибольшую активность имеют переходные металлы, а в пределах одного ряда активность переходного металла уменьшается с увеличением порядкового номера элемента. [c.498]

Это явление используют в технике для так называемой атомной сварки . Атомарный водород получается в дуге электрического разряда между вольфрамовыми электродами при атмосферном давлении. Для этого струя газообразного водорода продувается через электрическую дугу, где диссоциация молекул водорода на атомы достигает 20—25%. Полученная струя затем направляется на свариваемую поверхность, которая находится на расстоянии 10—15 см от дуги. На поверхности происходит рекомбинация атомов водорода, что вызывает сильный местный перегрев. При помощи этого метода обрабатываются и плавятся такие тугоплавкие металлы, как вольфрам. Водород при этом одновременно препятствует окислению металла. [c.209]

Так, оценивая возможность синтеза аммиака при очень высоких температурах, надо учесть влияние на равновесие диссоциации водорода и взаимодействия атомного водорода с азотом это взаимодействие приведет к росту выхода аммиака с повышением температуры. [c.200]

Функция распределения для атомного водорода на основном уровне равна двум (стр. 56) без учета эффекта ядерного спина ее можно применять во всей рассматриваемой области температур, так как энергия возбуждения очень велика. Для расчета констант равновесия надо знать Д рассматриваемого процесса. Согласно принятым условиям нулем энергии, от которого считаются все употребляемые при расчетах значения энергии, принята энергия молекулы на наинизшем вращательном и колебательном уровне основного состояния, т. е. ее нулевая энергия. На основании этого нулевая энергия равна для молекулы водорода нулю, но по той же относительной шкале для двух водородных атомов, получающихся в результате диссоциации, должна быть равна энергии, выделенной при реакции 2Н ->На при абсолютном нуле. [c.78]

Происходящая на поверхности диссоциация водорода 1, сопровождающаяся испарением с нити атомного водорода, поглощает большое количество теплоты когда же атомы рекомбинируют на стенках или в пространстве внутри баллона, часть этой теплоты возвращается. Таким образом, газ несёт с собой больше теплоты (в виде химической энергии диссоциированных атомов водорода), чем могло бы быть перенесено недиссоциированными молекулами водорода в виде кинетической энергии их движения. [c.368]

Диссоциация водорода на вольфраме. Если вольфрамовую нить нагревать в атмосфере водорода, то на поверхности вольфрама происходит диссоциация водорода на атомы, которые испаряются с этой поверхности и адсорбируются на стеклянных стенках реакционного сосуда [ 2 При температурах от 1148 до 1420°К и давлениях отЗ>10 до 3,7 10-2 мм ртутного столба скорость образования атомного водорода была найдена пропорциональной квадратному корню из давления р ]. Зто свидетельствует о том, что активированный комплекс реакции состоит из атомов, но не из молекул водорода (ср. стр. 348). Следовательно, скорость реакции должна быть равна [c.373]

Если степень заполнения поверхности электрода атомным водородом мала, то скорость реакции 2Н = Н2 определяется величиной kti , где k — константа, а п — число адсорбированных атомов на 1 см поверхности электрода. Если скорость обратного процесса, т. е. диссоциации молекул водорода на атомы, очень мала по сравнению со скоростью прямой реакции, как это должно быть при заметных плотностях тока, то протекающий ток i пропорционален скорости образования молекулярного водорода, и, следовательно, можно написать I = kn . Потенциал V атомного водородного электрода можно записать в виде [c.553]

Если катализатор очень насыщен углеродом, то преобладает реакция III вместо реакции I. Энергия активации реакции образования метана из этана и водорода на никелевом катализаторе определена в 43 ккал. Если с никелевым катализатором нагревать до 218° один этан, то образуются метан и углерод согласно схеме II. Полученные в этом исследовании результаты, повидимому, указывают на то, что этан в присутствии избытка водорода подвергается адсорбции, сопровсждающейся диссоциацией на радикалы, которые адсорбированным водородсм количественно превращаются в метан. При недсстатке водорода адсорбция, сопровождающаяся диссоциацией, идет дальше, из метила получается метилен, метин и, наконец, углерод с одновременным образованием атомного водорода, который с метильными радикалами дает метан. То, что происходит реакция обмена с образованием дейтероэтана в температурном интервале, в котором адсорбция, сопровождаемая диссоциацией, все еще идет в направлении образования метильного радикала, показывает, что адсорбция с диссоциацией на этильный радикал и водород оказывается процессом с меньшей энергией активации, чем адсорбция с образованием метильного радикала. Энергия активации процесса адсорбции, сопровождаемого диссоциацией этана и образованием метильного радикала, определена приблизительно в 19 ккал, между тем как для процесса адсорбции, сопровождаемого образованием этильного радикала и водорода, она около 15 ккал. [c.604]

Хранение и стабилизация атомного водорода. Известен так называемый матрично-изолированный способ хранения свободных атомов водорода [188]. Атомы водорода захватываются инертным твердым телом, находящимся при криогенной температуре. Для этого атомный водород, полученный в газообразном состоянии, необходимо быстро сконденсировать и захватить вмораживанием в узлы или межузловые места криогенной инертной кристаллической решетки. Свободные атомы водорода можно также сохранять локальным методом, при котором диссоциация молекулы водорода происходит исключительно в заранее приготовленной матрице. Чтобы избежать рекомбинации атомного водорода, его необходимо стабилизировать. Стабилизация достигается при очень низких температурах (0,1—0,5 К) и очень сильных магнитных полях (5—10 Т), которые могут создаваться сверхпроводящими магнитами [189, 190]. [c.88]

Так, радикалы —ЫНг и атомный водород, получаемые диссоциацией аммиака, можно соединять с олефином по месту двойной связи для синтеза а.минов. Примером высокоизбирательного частичного окисления углеводородов может служить гомогенная реакция атомарного кислорода с этиленом, возможно, с получением окиси этилена. Таким же путем из азота и водорода или из аммиака можно получать гидразин (Ы2Н4). При взаимодействии метана с горячей водородной плазмой могут протекать интересные реакции, в частности ведущие к о бразо-ванию цианистого водорода и водорода или даже аммиака. [c.335]

Однако метод молекулярных орбиталей дает из этих же двух атомных орбиталей четыре волновых функции (112) — (115). Нам нужны еще две валентносвязные функции, и единственный способ получить их — это рассмотреть искусственный процесс диссоциации молекулы водорода на ионы Н+ -f Hj- или H j -f- Н . Это приводит, на основании рассуждений того же типа, что и в разделе IV.1, к дополнительным волновым функциям (120) и (121), имеющим, как это указано в скобках, ту же общую силшетрию, что и молекулярноорбитальные функции (112) и (ИЗ) [c.48]

В связи с этим следует упомянуть об одном опыте Каресса и Райделя, которые нашли, что обыкновенный молекулярный азот способен реагировать с атомным водородом, полученным термической диссоциацией — посредством накаленной вольфрамовой нити — и затем адсорбированным платиновыми или никелевыми анодами разрядной трубки. 5тот результат следует признать неожиданным, так как хорошо известно, что такие превосходные гидрогениза-ционные катализаторы, как например никель, платина и медь, способные превращать адсорбированный водород в активное состояние, являются очень слабыми аммиачными катализаторами. [c.162]

Превращение под влиянием атомного водорода. Кинетика реакции между параводородом и водородными атомами должна быть той же, как при рассмотренном выше механизме превращения, если получать водородные атомы при помощи внешних воздействий, например, электрическим разрядом в газе. В опытах Гейба и Гарбека (1931 г.) параводород взаимодействовал при температурах между 10 и 100° и давлении около 0,5 мм рт. ст. с водородом, содержащим от 3 до 19% водородных атомов. Для сравнения укажем, что водород содержит в результате термической диссоциации 10- —10- % водородных атомов при 700°. [c.100]

Исследуя ионизационный потенциал водорода, соприкасающегося с никелем, Гэйджер пришёл к заключению, что в реакциях каталитической гидрогенизации на этом металле активным является именно атомный водород. Вольфенден , несмотря на свою критику методики Гэйджера, пришёл, в сущности, к тому же заключению, а именно, что большая часть водорода присутствует на поверхности в виде атомов. Пользуясь аналогичной методикой, Кистяковский установил, что водород и кислород адсорбируются в диссоциированном состоянии также и на ряде других металлов. Можно думать, что напряжённое состояние молекул, приводящее к диссоциации, заключается не только в геометрической деформации, но связано также с глубокими изменениями во взаимодействиях между валентными электронами. [c.365]

Свободные атомы и радикалы играют большую роль во многих химических процессах. В целом ряде случаев они являются теми активными центрами, которые ведут химический процесс. Это особенно относится к цепным реакциям. Свободные атомы (кроме инертных газов), как и радикалы, отличаются от молекул наличием свободных (одной или нескольких) валентностей. Этим часто и объясняется их высокая реакционная способность. Первый свободный радикал был открыт в 1900 г. Гомбергом, нашедшим, что гексафенилэтан (СбН5)зС—С(СвН5)з диссоциирует на два свободных радикала трифенилметила (СбН5)зС. Возможность возникновения свободных атомов в результате термической диссоциации предполагалась давно, но только в 1922 г. Вуд, откачивая водород из -разрядной трубки, установил, что в откачиваемом газе содержится атомный водород. В 1929 г. Пан-нет и Гофедиц открыли свободный нейтральный радикал метил [c.116]

Элементы подгруппы селена, определяемые методом ААА (селен и теллур), образуют в пламенах легколетучие соединения с относительно небольшими энергиями диссоциации, которые полностью атомизуются. Как и мышьяк, они при воздействии атомного водорода образуют гидриды и могут быть определены гидридным методом с использованием непламенного атомизатора или же диффузного аргоно-водородно-воздушного пламени. [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология