9. Основные положения, итоговое уравнение и выводы по теории активных соударений.

Теория основана на том, что элементарные акты химического превращения осуществляются при столкновении молекул, обладающих кинетической энергией, которая превышает ее среднее значение на величину энергии активации. Такие столкновения считаются активными. Большая часть столкновений, в которых суммарная кинетическая энергия молекул меньше энергии активации, не приводит к химическому превращению.

Количество соударений двух атомов:

N=C_АC_ВD_АВ(8π RT(1/М_А +1/М_В))^1/2 где С_А,С_В− концентрация компонентов; D− ср.диаметр двух соударяющих молекул.

Число соударений увеличивается с увеличением концентрации и температуры.

N=10²⁸ см^-−3с⁻¹

Большинство реакций протекают очень медленно. Следовательно, не все соударения приводят к химической реакции.

При увеличении температуры в 2 раза, кинетическая энергия возрастает такжн в 2 раза, а доля эффективных соударений в 150 раз.

N_{эф.соуд.}=C_АC_ВD_АВ(8π RT(1/М_А +1/М_В))^1/2 ·e ^(Е_а*^Е_в^)/RT К= Аe ^−Е_а^/RT

Данная теория согласуется с законом действующих масс, т. к. учитываются текущие концентрации взаимодействующих молекул. Также данная теория подчиняется и закону Аррениуса, т. к. Т, стоящая в экспоненте, оказывает более сильное влияние на скорость хим. реакции, чем Т^1/2.

10. Основные положения, итоговое уравнение и выводы по теории переходного состояния.

В данной теории все выводы строятся на основании того, что в результате соударения между реагирующими молекулами или молекулами исходного вещества и катализатора образуется активный комплекс (переходное состояние молекул, которые диссоциируют на продукты реакции). Скорость хим. реакции – скорость диссоциации промежуточного комплекса.

А+Z↔[AZ]↔B+Z

Энергию исходных веществ и промежуточного комплекса можно записать через функцию распределения:

- поступательное движение f_t=(2πmkT)^1,5/h³, m – спин молекулы.

- колебательное движение f_r=(8π²IkT)/h², I – момент инерции молекулы.

- вращательное движение f_v=1/1-e^-hν/RT, ν – частота колебаний молекулы.

Необходимо также учитывать запас энергии, приносимый молекулам всеми электронами, который является суммой вращательных, поступательных, колебательных движений электронов и их перемещения. Т. к. комплекс находится в неустойчивом состоянии и диссоциирует, необходимо учитывать энергетический вклад распада комплекса на продукты реакции.

Энергетическое состояние любой молекулы F=f_t∙f_r∙f_v

Для всех уровней расположения электронов f _R=∑ g_i · e^-Ei/KT , где Ν-число орбиталей на которых располагается электроны; g_i –суммарный статистический вес всех электронов располагающихся на i орбитали; E i-суммарная энергия всех электронов на i орбитали; f _t –диапазон ф-ии распределения

f _t =10 ⁸ ÷ 10 ⁹; f r= 10 ¹ ÷ 10 ²; f v=10 ⁰ ÷10 ¹

Исходя из стехиометрического ур-я константа равновесия имеет следующий вид: К=[х]/[А][В]

[х]=Fх·е^-E/RT Fх-функция распрелеления; Fх= f _{r х} ·f _{v х} · f _{t х}· f_Rх; [А]=Fа·е^-E/RT; Fа= f _{r а} ·f _{v а} · f _{t а}· f_Rа ; К=( Fх/ Fа· Е _в ) ·e^-Ea/RT;

-Еа =-(Е _х -Е _а -Е _в )

Частота диссоциации промежуточного комплекса на продукты р-ии описывается ур-ем: F′ _х = Fх·(КТ/hν)

Итоговое уравнение:

Полученное уравнение согласуется с законом действующих масс, т. к. учитываются концентрации исходных веществ. Оно подобно уравнению Аррениуса, т. к. Т, стоящая в экспоненте, оказывает более сильное влияние на скорость хим. реакции, чем температура Т. Данная теория специфична конкретно к каждой реакции, т. к. учитываются не только энергетические состояния исходных веществ, но и энергетические состояния образованных промежуточных комплексов.