Кинетическая энергия атома водорода

Для атома водорода основным состоянием является состояние с главным квантовым числом и = 1 Чтобы атом перешел в состояние с другим значением квантового числа, ему необходимо сообщить дополнительную энергию Такой процесс перевода атома или молекулы из основного состояния в одно из состояний с большей энергией называется возбуждением Возбудить атом или молекулу можно различными способами облучением внешним электромагнитным полем с частотой волны = ( Ео)/ ( и о — энергии возбужденного и основного состояний соответственно, А — постоянная Планка), за счет столкновений с другими атомами или молекулами, когда в энергию возбуждения переходит часть кинетической энергии частиц [c.32]

Силы отталкивания способствуют обмену кинетической и потенциальной энергий между молекулами, установлению термодинамического равновесия. Межмолекулярные химические связи возникают в результате перераспределения электронной плотности в пространстве между молекулами, частичного переноса заряда от молекулы донора к молекуле акцептора. Такой перенос электронного заряда понижает энергию системы и приводит к образованию молекулярных ассоциатов в чистых жидкостях и комплексных соединений в растворах. Разновидностью межмолекулярных химических взаимодействий является водородная связь, осуществляемая с участием водорода. Атом водорода, ковалентно связанный с атомом фтора, кислорода, азота, хлора, серы, фосфора, углерода, может образовать вторую связь с одним из таких же атомов другой молекулы. В воде, спиртах и кислотах энергия водородной связи составляет 20,9 —33,4 кДж/моль в бензоле, растворе ацетон — вода — около 4,2 кДж/моль. [c.247]

Атом водорода. Простейшим из атомов является атом водорода, построенный из положительно заряженного ядра и одного отрицательно заряженного электрона. Согласно теории Бора электрон и ядро вращаются вокруг общего центра тяжести системы и обладают, таким образом, некоторой кинетической энергией электрон и ядро Е . Радиусы орбит, по которым вращаются электрон и ядро, обратно пропорциональны массам рассматриваемых частиц [c.51]

Исходя из формулы де Бройля, можно рассчитывать длину волны движущегося электрона, но для этого нужно знать его скорость или кинетическую энергию. Последняя определяется экспериментально и для электрона, находящегося на /(-уровне (иначе говоря, на первой орбите) атом 1 водорода, составляет 0,218.110 Дж. Отсюда [c.29]

Как отмечалось выше, атомы могут не только отдавать, но и присоединять электроны. Энергия, поглощаемая или выделяющаяся при присоединении электрона к атому, иону, радикалу или молекуле в газовой фазе при Т = О К без передачи частице кинетической энергии, называется сродством атома к электрону. Сродство к электрону, как и энергия ионизации, обычно выражается в электронвольтах и обозначается Ее. Сродство к электрону атома водорода равно [c.83]

Простейшей атомной системой является атом водорода, состоящий из ядра, в составе которого имеется один протон с зарядом е, и одного вращающегося вокруг него электрона с зарядом —е. Поскольку масса ядра значительно больше массы электрона, движением ядра можно пренебречь и включить в уравнение Шредингера лишь кинетическую энергию электрона и производные гр-функции по его координатам. [c.19]

В этом разделе книги рассматриваются механизмы гетеролитических реакций замещения водорода. Простейшие из них — изотопный обмен водорода в растворах. При этих реакциях отсутствует тепловой эффект, если пренебречь небольшими изменениями свободной энергии из-за различий нулевых энергий связей С—Н, С—D и С—Т (вследствие неодинаковой массы изотопов водорода). Следовательно, течение реакций определяют только кинетические параметры. Кроме того, при замещении атома водорода на его изотоп мало изменяется строение молекулы органического вещества. Поэтому при наличии в молекуле нескольких атомов водорода замещение одного из них на изотоп почти не отражается на скорости замещения последующих атомов. Когда же атом водорода замещается на галоид, металл или полярную группу, то получаются новые вещества, в которых обычно реакционная способность остальных атомов водорода становится иной. [c.307]

Реакция замещения активных радикалов менее активными, при которой радикалы атакуют более слабо связанный атом Н метильной группы молекулы пропилена или изобутилена (энергия атакуемой С Н-связи метильной группы молекулы пропилена равна 77 ккал вместо 90 ккал для той же связи в молекуле пропана [64]) и отрывают атом водорода с образованием аллильных радикалов, имеет более высокую энергию активации (порядка 10—15 ккал) и низкий стерический фактор (порядка 10- —10- ). Казалось бы, что реакции присоединения радикалов к олефинам должны преобладать над реакциями замещения, которые характеризуются более высокими величинами энергий активации и таким же низким значением стерических факторов. Поэтому механизм торможения, сопряженный с присоединением радикалов, с кинетической точки зрения должен бы иметь преимуще1ства. Однако в условиях крекинга алканов реакции замещения активных радикалов менее активными, протекают более глубоко, чем реакции присоединения радикалов, которым благоприятствуют низкие температуры. С другой стороны, алкильные радикалы типа этил-, изопроцил- и третичных изобутил-радикалов, несмотря на свою большую устойчивость по отношению к распаду, более активно по сравнению с аллильными радикалами вступают в реакции развития цепей, как пока-зы вает сравнение их реакционной опособности [65]. Малоактивные радикалы, способные замедлить скорость цепного процесса, тем не менее обладают остаточной активностью, отличной от нуля, по величине которой они могут между собой различаться [66]. Именно эта остаточная активность малоактивных радикалов, соответстоующая как бы более низкому качеству свободной валентности радикала (некоторой степени выравнивания электронного облака по всей частице радикала), является причиной того, что и малоактивные радикалы способны в соответствующих условиях развивать цепи, вследствие чего наступает предел тормозящего действия продукта реакции или добавки ингибитора. При этом скорость уменьшается с увеличением концентрации тормозящей добавки только до некоторого предела, а [c.33]

Такое значение кинетической энергии значительно превышает энергию электронов в атоме, которая, например, для атома водорода равна 13,6 эВ. Электрон, обладающий такой энергией, покинет атом. [c.19]

При действии на Нг при пониженном давлении тлеющего электрического разряда образуется атомный водород. Он существует около секунды. Сравнительная устойчивость атомного водорода обусловлена тем, что двойные столкновения атомов Н не приводят к образованию молекул Нг, для этого необходимы столкновения трех атомов, чтобы выделяющаяся при образовании Нг энергия была сообщена в виде кинетической энергии третьему атому, который уходит из сферы реакции. Поэтому атомы Н с ычно претерпевают миллионы столкновений прежде, чем прореагируют. [c.454]

Проведем интерференционное разбиение матрицы плотности для расчета кинетической и потенциальной составляющих энергии связи. Для интерпретации результирующего разложения полезно ввести понятие энергии промотирования . Пусть Н — свободный атом водорода, волновая функция которого является атомной орбиталью вида (3) или (4), а не (2). Допустим, что (Н ) — энергия такого деформированного свободного атома. Применяя вариационный принцип для свободного атома Н, получим, что уровень (Н ) лежит ниже (Н), т. е. Н промоти-рован к более высоким энергиям . Разность энергий [c.267]

Атом водорода. В этом случае электрон совершает трехмерное движение, вследствие чего его кинетическая энергия равна [c.59]

Хотя кинетика каталитической реакции дает нам некоторые сведения о протекающем процессе в определенных условиях, сопоставляя кажущуюся и истинную энергии активации поверхностной реакции, можно измерить индивидуальные энергетические члены. Применение дейтерия и других изотопов привело к значительному расширению наших представлений о способах осуществления реакций. Так, например, установлено, что на поверхности никеля может проходить деструктивная гидрогенизация этана до образования метана, однако на основании только кинетических данных нельзя решить, диссоциирует ли этан на два метильных радикала или на этильный радикал и атом водорода, или, наоборот, диссоциирует ли молекула водорода на атомы, которые в свою очередь атакуют этан. Не представляется возможным также на основании только таких данных выявить скорость-определяющую стадию реакции. Дополнительную информацию дает дейтеро-водо-родный обмен, если его проводить в различных условиях, а также использование меченных С соединений. [c.156]

Значения потенциалов появления указывают на то, что ионизационные потенциалы ато] а водорода и свободного гидроксила мало отличаются и приблизительно равны 13,бУ, и что при образовании Н+-]-ОН избыток кинетической энергии 1 еУ переходит в кинетическую энергию этих частиц. Следы Н и 0 , наблюдающиеся при повышении потенциала сверх 20 V, позволяют предположить, что реакции типа [c.103]

Представим себе, что активационный комплекс Нг ОН превратился в НгО 4-, Н с выделением 26 ккал энергии (на 1 моль) Если вся эта энергия, только что перешедшая из потенциальной формы в энергию движения, задержится в молекуле НгО в виде внутримолекулярных колебаний, атом Н сможет тут же прореагировать с НгО и все вернется в исходное положение, т. е. снова появятся две молекулы ОН, как будто после упругого столкновения. Для того чтобы этого не случилось, надо так или иначе отвести хотя бы часть энергии движения и увести из поля действия молекулы НгО атом Н. Проще всего это можно себе представить в том случае, если сам атом водорода быстро покинет арену действия, унося с собой заметную долю общей кинетической энергии. Уход водородного атома вместе с частью энергии движения стабилизует молекулу НгО вместе с тем значительная энергия ушедшего атома Н помогает ему при столкновении с быстрой молекулой Ог подняться на 4-25 ккал (на [c.56]

Следует отчетливо представлять себе, что время жизни электронных возбужденных состояний, как правило, весьма непродолжительно и что электронные переходы осуществляются быстро. Например, время перехода электронов из основного состояния в состояние с более высокой энергией гораздо меньше времени одного колебания молекулы (принцип Франка—Кондона). Если в состоянии с избыточной энергией преобладают силы отталкивания, то происходит диссоциация. Когда атом водорода вылетает из макромолекулы полимера, практически вся избыточная энергия выделяется в виде кинетической энергии этого атома, и он представляет собой горячий атом. Такие атомы, обладающие большим избытком энергии, могут участвовать в последующих реак- [c.398]

Но, думаю, нельзя не подчеркнуть степень неблагополучия. Давайте вычислим, сколько мог прожить простейший атом — атом водорода, если бы в мире микрочастиц господствовали классические законы. Состав его известен протон и электрон. Без движения такая система суш ествовать не может электрон попросту свалится на протон. Враш ение должно компенсировать силу притяжения е /г (где г — расстояние от электрона до протона). Поскольку ускорение равно у" /г (где V — скорость движения по орбите), из равенства mv /r = = е г следует, что mv 1 = е /2г, а энергия электрона — сумма потенциальной (—е /г) и кинетической mv /2) энергий — равна [c.178]

Часть таких атомов водорода (которые высвобождаются, унося с собой значительную кинетическую энергию) отрывает еще по атому водорода в непосредственной близости от места высвобождения, в результате чего образуется вторичный радикал [c.49]

Все упомянутые выше реакции вызваны, конечно, первичными процессами возбуждения и ионизации. Так, по-видимому, в результате возбуждения молекулы пропана за счет поглощения энергии излучения происходит разрыв С—Н-свя-зи, при котором избыток энергии в форме кинетической сообщается атому водорода СзНв = С3Н7-Ь (Н). Горячий атом водорода способен реагировать с первой сталкивающейся с ним молекулой пропана, отрывая от последней атом [c.74]

При рассмотрении таких систем мы исходим из состояния, которое может быть определено совершенно безупречно и представлено наглядно рассматриваемый атом полностью разложен на свои составные части — ядро и электроны частицы разделены настолько, что они не взаимодействуют одна с другой и находятся в покое. В простейшем случае, при разложении атома водорода, "ядро и электрон находятся на расстоянии, значительно превышающем расстояние между ними в атоме. В этом состоянии система обладает лишь энергией положения ( потенциальной энергией) и не имеет энергии движения ( кинетической энергии), так как составляющие ее частицы разделены настолько, что они находятся в покое. [c.9]

Отношение скоростей не всегда будет столь большим, поскольку в активированном комплексе атом водорода может не быть полностью изолированным. В этом случае все же будет некоторая нулевая энергия соответствуюш,нх колебаний, и изменение Ео при изотопном замещении будет меньшим, чем в приведенном выше примере. Если реакция состоит в переходе атома из одного положения в другое, то возможно даже, что он сильнее связан в активированном комплексе, чем в молекуле. Поэтому может оказаться, что к (тяжелый)>й(легкий) обратный кинетический изотопный эффект). Обратные эффекты могут возникать и по другим причинам, обсуждаемым ниже. [c.298]

Во многих случаях остается неясность относительно того, какой именно атом водорода отщепляется от валентнонасыщенной молекулы. Для решения этого вопроса с успехом применяется методика определения кинетического изотопного эффекта при замене данного атома водорода на дейтерий. Вследствие различий нулевой колебательной энергии связей С—Н и С—О константа скорости реакции [c.155]

Если переход 1—О с высвечиванием соответствующего кванта затруднен (а мы знаем, что выходы люминесценции при облучении насыщенных органических веществ весьма малы), то для молекул в состоянии 1 представляются только две возможности — внутренняя конверсия, т. е. переход 1—О с одновременным перераспределением всей энергии по колебательным степеням свободы системы, и диссоциация по СН-связи, в ходе которой перераспределяется значительно меньшее количество энергии (А 1,о—Осн), причем значительная часть ее может быть передана в первичном импульсе легкой частице — атому водорода в виде кинетической энергии. Представляется весьма естественным, что с ростом АЕ ,о второй процесс должен становиться все более и более вероятным из-за все больших затруднений, [c.183]

Появление максимума на кривой зависимости 5н/т от состава сплава не получило еще надежно обоснованного объяснения. Предположительно это явление можно объяснить следующим образом. Известна сильная поверхностная активность ртути в этом сплаве [98]. При концентрации Hg 0,24% поверхностный избыток ртути составляет около 1 монослоя, т. е. примерно 1/3 от его максимальной величины в насыщенном ртутью сплаве. Отсюда следует, что значительная часть поверхности электрода занята атомалги ртуг.и. Металлический адиус атом.а Hg примерно на 0,2 А больше, чем Оа. Поэтому можно предположить, что ионы гидроксония не могут приблизиться к атомам галлия на такое же расстояние, как на поверхности чистого металла. Это затрудняет туннелирование и повышает, соответственно, кинетический изотопный эффект ири разряде на атомах галлия. Поскольку энергия адсорбции водорода иа галлии больше, разряд на галлии легче, и суммарный изотопный эффект определяется именно увеличением 5н/т для выделения водорода на атомах Оа. При высокой же концентрации ртути поверхность электрода практически покрыта ртутью и ее характеристики (5, Г)) близки к таковым для чистого металла. [c.48]

Суммируя результаты экспериментальных исследований над ионизацией и возбуждением газа потоком электронов, мы приходим к заключению, что при столкновении электрона с атомом надо различать два случая либо в атоме не происходит никаких изменений, и электрон заметно не изменяет своей скорости, либо электрон отдаёт всю или часть своей кинетической энергии атому, и последний возбуждается или ионизуется. Первый вид столкновений называется упругим столкновением. При столкновении быстро движущегося упругого тела с другим упругим телом, медленно движущимся, первое теряет долю своей энергии, равную в среднем двукратному отношению масс сталкивающихся тел. Так как масса электрона, в 1835 раз меньше массы атома водорода, то при упругих столкновениях с атомами даже лёгких газов электроны теряют лишь около своей кинетической энергии. Столкновение, сопровождаемое передачей кинетической энергии движения электрона атому в виде энергии возбуждения или энергии ионизации, называется неупругим столкновением электрона, и притом неупругим столкновением первого рода в отличие от столкновений второго рода, о которых речь будет ниже. Об ионизации и о потенциале ионизации смотрите обзор 697] с обширным списком литературы, а также Г692, 725, 758. 759]. [c.200]

Атом водорода трехмерен, ноэтом уравнегше Шредингера должно включать кинетическую энергию во всех трех измерениях и будет иметь несколько более сложный вид, чем представленное в разделе 1.1 этой главы уравнение для одномерного движения. При его решении с наложершем граничных условии, которые вытекают из вероятностной интерпретации волновой функции, бьши получены следуюшде выводы. [c.10]

Осложняющим обстоятельством в химии Е2- и Е1-реакций является многовариантность отщепления протона, если галогенид-ион или другая отщепляемая функциональная группа занимает место у вторичного или третичного атома углерода. Так, в алкилгалогениде (I) возможно удаление Вг вместе с одним из протонов при Сг, С3- и Сб-атомах с образованием 2-этил-З-метилбутена-1 (II), 3,4-диметилпентена (III), 2,3-диметил-пентена-2 (IV). Все три алкена присутствуют в реакционной смеси. Однако преобладает в большом избытке соединение (IV), в котором протонизирует третичный атом водорода, имеющий минимальную энергию связи по сравнению с вторичным и первичным (см. алканы). В соединении (I) бром находится при третичном атоме углерода. Реакция отщепления НВг происходит через карбкатион по механизму Е1, и скорость реакции не зависит от концентрации алкоголят-иона (спиртового раствора КОН), так как последний не входит в кинетическое уравнение (6.29) [c.214]

Определенная в предыдущем абзаце энергия образования молекулярного иона несколько отличается от энергии связи. Последняя величина обозначает энергию, которую нужно затратить для разложения молекулярного иона на протон и атом водорода. Различие связано с тем, что у ядер есть кинетическая энергия. (Следует отметить, что в то время, как энергия молекулярного иона отрицательна, энергия образования н энергия связи берутся положительными. Таким образом, в двухатомной молекуле энергия молекулы равна энергии связи, взятой с обратным энако.и.) При абсолютном нуле два протона, находящиеся на бесконечном расстоянии друг от друга, будут неподвижны. Но, находясь в молекулярном ионе, они совершают небольшие колебания около положения с минимальной потенциальной энергией (г = г ) Поэтому при 0° К энергия связи меньше энергии образования на величину, равную этой колебательной энергии при абсолютном нуле. При более высоких те] пературах нужны дополнительные поправки на энергию поступательного движения молекулярного иона, изо.чированного протона, атома водорода и на энергию вращения молекулярного иона. Таким образом, энергия связи является функцией темпе-ратуры, а энергия образования не зависит от нее. В дальнейшем. [c.57]

В определенных условиях скорость реакции определяется скоростью диффузии водорода через пленку гидрида. С повышением температуры наблюдается переход из диффузионной области в кинетическую. Энергия активации при этом изменяется от 12—15 до 5,5—5,7 ккал/моль. Указывают, что если при атмосферном давлении и 370° С для завершения реакции требуется 1 ч, то при 10 ат — 210 сек, а при 30 ат в тех же условиях достаточно 10 сек [65]. Одновременно индукционный период снижается с 75 до ХЬсек. Скорость образования гидрида кальция при повышении температуры до 350° С растет, а затем падает. [c.92]

И. И. Чхеидзе. Атомы водорода, оторванные из кольца, обладают меньшим запасом кинетической энергии и преимущественно присоединяются к кольцу с образованием радикалов СбНбР. Водород, оторванный из СНз-группы, более горяч и способен к реакциям отрыва 1]. Между прочим в пользу того, что способность атома Н к реакции отрыва сильно зависит от энергии, которую несет этот атом, говорят эксперименты, проведенные в лаборатории Л. И. Авраменко [2]. Фишер 3] проводил реакцию атомов Н с бензолом при температуре около —80° С. Он получил почти соверщенно чистый спектр радикала СеН/. Л. И. Авраменко и другие проводили эту реакцию при температурах 20 и 220° С и установили, что доля радикала eHs растет с температурой. Аналогичная картина получена и для фенола. [c.189]

I ( 3/2) — по краям полосы. Во всех случаях большой избыток энергии кванта над энергией диссоциации связи Н — X приводит к реакциям горячих атомов [52]. Например, при 1849 А имеется избыток кинетической энергии в 84 кпал1молъ, которой, по-видимому, обладает атом водорода (разд. 6-7Б-3). [c.160]

СвН5)2СОН (СбН5)2СО Н+. Хотя длительность вспышки была слишком велика для того, чтобы однозначно идентифицировать промежуточный триплет бензофенона (по-видимому, являющийся частицей, отрывающей атом водорода, и предшественником кетильного радикала), они доказали его наличие, добавляя в систему нафталин . Они показали — как спектроскопически, так и кинетически, — что при импульсном фотовозбуждении раствора бензофенона в бензоле с добавкой нафталина последний полностью подавляет образование кетильных радикалов, причем одновременно образуется триплет нафталина. Как было найдено [142], ряд других донор-акцепторных пар (в том числе фенантрен — нафталин, трифенилен — нафталин, фенантрен — 1-бромнафталин и диацетил — 1,2-бензантрацен) также обнару>кивает триплет-триплетный перенос энергии. [c.280]

Возможность протекания первой реакции (наиболее обычной) обеспечивается кинетической энергией поглощаемого нейтрона сравнительно легко. Напротив, две последние реакции требуют большой затраты энергии и поэтому могут протекать только под воздействием достаточно быстрых нейтронов. Одним из продуктов третьей реакции является изотоп водорода с массой 3. — т. н. тритий (Т), распространенность которого в природе ничтожно мала (один атом трития приходится примерно на 10 атомов протия). В результате четвертой реакции происходит как бы размножение нейтронов. [c.563]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология