Кинетика фотохимических реакций
•Фотохимия изучает химические процессы, идущие при воздействии света на вещество. Фотохимические реакции называют фотолизом; они могут совершаться в твердых, жидких и газообразных средах. Фотохимические реакции возникают под влиянием видимого света, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей с длинами волн от 100-1000 нм.
В основе фотохимии лежат два закона. Первый закон гласит, что только поглощаемое средой излучение может произвести ее химическое превращение. Согласно второму закону фотохимии ( Эйнштейна – Штарка), каждый поглощенный квант света в первичном акте способен активировать только одну молекулу. На основе второго закона фотохимии количество энергии Ем поглощаемой одним молем вещества определяется по уравнению:
Ем = 1,196 · 10 6 кДж /λ моль = 1, 24 ·10 4 / λ эВ Большими энергией и химической активностью обладают колебания
с меньшей длиной волны. В видимом свете наиболее активными являются фиолетовые лучи с λ = 400 нм, для них Е = 297 кДж/моль. Наименее активна красная нить спектра, где λ = 750 нм, Е = 159 кДж/ моль Число молей вещества, которое в единицу времени в единице объема
активируется под действием радиации и может участвовать в первичной фотохимической реакции можно рассчитать
Теория химической кинетики Теория активных столкновений
•Теория активных столкновений (Аррениус) основана на том, что химическое взаимодействие осуществляется только при столкновении активных частиц, которые обладают достаточной энергией для преодоления потенциального барьера.Т.е. чтобы реакция произошла реакция, реагирующие молекулы в момент столкновения должны обладать некоторым минимальным избытком энергии, который называется энергией активации реакции.
•В теории активных столкновений считается, что акт превращения начальных веществ в конечные продукты совершается в момент столкновения активных молекул и протекает мгновенно.
А + В → продукты
С другой стороны, согласно основному постулату химической кинетики, скорость рассматриваемой реакции выражается уравнению
Теория активированного комплекса
•Теория активированного комплекса или переходного состояния основана на том, что элементарный акт взаимодействия молекул состоит в постепенной перестройке химических связей, при котором начальная конфигурация атомов в исходных молекулах переходит в конечную у продуктов реакции при непрерывном изменении межатомных расстояний
Рассмотрим механизм бимолекулярной реакции:
А + ВС →АВ +С Согласно теории активированного комплекса при сближении А с
молекулой ВС ослабляется связь В –С и возникает А-В . Процесс завершается образованием молекулы ВС ослабляется связь В – С и возникает связь А-В. Процесс завершается образованием молекулы АВ и атома С. Предлагается, что на вершине потенциального барьера образуется активированный комплекс АВС*, когда атом В в одинаковой степени принадлежит молекулам ВС и АВ:
А + ВС → АВС* →АВ +С
