Понятие о теории активных столкновений, образование активированного комплекса

 

Для того чтобы произошла химическая реакция, необходимо, чтобы частицы столкнулись. Скорость реакции пропорциональна общему числу двойных столкновений в единицу времени в единице объема

w=qz_общ

где q – коэффициент пропорциональности.

Понятие о теории активированного комплекса (переходного состояния)

Прочти то, что ниже, там это точно есть)

Теория основывается на квантовых представлениях о строении молекул и химической связи. Она должна решить следующие задачи:

1) рассмотреть энергетику взаимодействия реагирующих частиц с целью определения энергии активации;

2) рассчитать константы скорости химической реакции при известной энергии активации.

Согласно работам Эйринга и Поляни (1935 год) активные частицы при столкновении могут образовать промежуточную неустойчивую группировку – активированный комплекс. В ходе взаимодействия начальная конфигурация атомов переходит в конечную в результате непрерывного изменения межатомных расстояний. Согласно теории Эйринга и Поляни реакция протекает до конца лишь при условии образования промежуточной конфигурации, называемой переходным состоянием или активированным комплексом. Его образование связано с затратой энергии – энергии активации. Энергия активации является характеристикой каждой

реакции и определяет влияние на скорость химической реакции природы реагирующих веществ. Для большинства химических реакций энергия активации меньше энергии диссоциации наименее прочной связи в молекулах реагирующих веществ.

Рассмотрим схему механизма реакции А₂ + В₂ = 2АВ, проходящей через образование активированного комплекса:

 

А В А А А А

→ →

А В В В В В

 

АК – это промежуточное соединение, энтальпия которого выше энтальпии как реагентов, так и продуктов. Энергия активации равна ∆Н образования АК из молекул реагентов.

При образовании АК одновременно протекает эндот ермический процесс ослабления, а затем разрыва старых связей и экзотермический процесс образования новых связей, в результате чего экзоэффект второго процесса частично перекрывает эндоэффект первого.

Влияние температуры на скорость химической реакции в теории активации отражается уравнением Аррениуса:

 

где k – константа скорости реакции; А – предэкспоненциальный множитель (коэффициент, отражающий природу реагирующих веществ); Е_а – энергия активации для данного процесса; R – универсальная газовая постоянная; Т – абсолютная температура.

Множитель е показывает долю молекул с энергией, большей или равной Е_а, от общего числа молекул; этот множитель выводится из кинетической теории газов. Поскольку энергия активации входит в уравнение Аррениуса в показателе степени, то даже сравнительно небольшая разница в величинах Е_а должна привести к тому, что скорости соответствующих реакций будут значительно различаться. Вследствие этого реакции, для которых Е_а ‹ 40 кДж/ моль, при комнатной температуре идут с большей скоростью, реакции же, для которых Е_а › 150 кДж/моль, практически заморожены. Например, реакции между ионами идут практически мгновенно.

 

 

От Е_а зависит и температурный коэффициент скорости реакции: при комнатной температуре значениям Е_а 60, 90 и 110 кДж/моль примерно соответствуют значения γ 2,3 и 4.