Дәріс №2 химиядағы элементар процестер
жүктеу/скачать 0,57 Mb.
|
812514059089 Дәріс 2 химфизика
| 3.3. Бос радикалдардың реакцияға түсу қабілеті мен байланыс энергиясы
Бос радикалдардың, бос атомдар сияқты химиялық реакцияға түсу қабілеті жоғары. Олар өзара соқтығысқанда жұптаспаған электрондар жұп құру нәтижесінде молекулаға бірігеді, бұл процесс рекомбинация деп аталады. Бос радикалдар рекомбинациялануымен қатар, басқа молекулалармен атомдар немесе атомдар тобын үзе жеңіл әрекеттеседі: CH4 + OH• → •CH3 + H2O Радикалдар ыдыс қабырғасындағы жұптаспаған электронмен әрекеттесіп, ыдыс қабырғасының материалымен химиялық байланыс түзеді, яғни ыдыс қабырғасымен ұсталады. Химиялық реакцияларда молекулаларда химиялық байланыстар қайта құрылып, бір байланыстар басқасымен алмасады. Көп жағдайда қайта құрылу кейбір электрон жұптарының үзіліп, жаңа электрон жұптарының түзілуімен жүзеге асады. Мұндай процестер гомолиздік процестер деп аталады. Мысалы, сутегі атомының хлор молекуласымен реакциясы: Cl:Cl + H• → Cl• + H:Cl Екі атомды молекулада байланыстың диссоциациялану энергиясы молекуланы түзетін атомдармен анықталады. Төменде атомдары бір σ – байланыспен байланысқан бірқатар молекулалар үшін осы энергия мәндері (кДЖ/моль) келтірілген:
Молекуладан молекулаға қарай байланыстың диссоциациялану энергиясы кең аралықта 151-ден 570 Дж/мольға дейін өзгеретінін көруге болады. Еселік байланыстары бар молекулаларда байланыс бұдан да берігірек (кДж/моль):
Көп атомды молекулаларда байланыстың орташа энергиясын жеке байланыстың диссоциациялану энергиясынан ажырата білу керек. Мысалы, метанда С-Н байланысының диссоциациялану энергиясы 200 кДж/моль, ал H3C – H байланысының диссоциациялану энергиясы D(Me–H) = 440 кДж/моль. Көп атомды молекулада байланыстың диссоциациялану энергиясы молекуланы түзетін атомдарға тәуелді. Мұны келесі қатардан көруге болады (кДж/моль):
Байланысты түзетін атомдағы орынбасарлар да айтарлықтай әсер береді (кДж/моль):
Байланыс түзетін көміртек атомының атомдық орбиталінің гибридтену дәрежесінің маңызы зор. Мұны қосылыстарының келесі қатарынан көруге болады:
Бос радикал R• R-X байланысы үзілу нәтижесінде түзіледі, сондықтан оның түзілу энтальпиясын R-X байланысынң гомолиздік үзілу энатальпиясы арқылы бағалайға болады, ол байланыстың диссоциациялану энергиясына тең: R-X → R• + X• ΔH(RX) + D(R-X) = ΔH(R•) + ΔH(X•) Өз кезегінде ΔH(X•) = 0,5D(X-X) және ΔH(R•) = ΔH(RX) - 0,5D(X-X)+D(R-X). ΔH(R•) мен ΔH(RX) салыстырсақ радикальдың түзілу энтальпиясы бастапқы молекуланың түзілу энтальпиясынан біршама жоғары екендігін өруге болады. Бұл радикалдың жұптаспаған электрон түрінде химиялық энергиясының көп қорына не екендігін көрсетеді. Молекула (RH) мен радикалдың (R•) түзілу энтропияларының ΔS айырмашылығы үлкен емес, бұл келесі салыстыруан байқалады.:
Көптеген радикалдар үшін олардың түзілу энтальпиялары эксперимент жүзінде анықталған. жүктеу/скачать 0,57 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|