Химиялықфизика дәріс 1-Кіріспе. Химиялық физиканың маңызы мен міндеттері. Химиядағы элементар процестер

ХИМИЯЛЫҚФИЗИКА

Дәріс 1-Кіріспе. Химиялық физиканың маңызы мен міндеттері. Химиядағы элементар процестер.

Дәрістің мақсаты: Химиялық физика туралы түсінік беру, химиялық кинетиканың әртүрлі қазіргі замаңғы жағдайлар туралы және теориялық негіздері бойынша білімді қалыптастыру.

• Дәрістің мақсаты: Химиялық физика туралы түсінік беру, химиялық кинетиканың әртүрлі қазіргі замаңғы жағдайлар туралы және теориялық негіздері бойынша білімді қалыптастыру.
• Түйіндік сөздер: химия, физикалық химия, химиялық физика, кванттық химия, элементар бөлшектер, элементар акт.

Химиялық физика – заттардың химиялық құрылысы мен түрленулерін басқаратын физикалық заңдылықтар туралы ғылым. Химиялық түрленулер негізінде атомдар мен молекулалардың электрондық қабаттарының күйінің өзгерісінің және атомдардың орын ауыстыруының физикалық процестері жатыр.

• Химиялық физика – заттардың химиялық құрылысы мен түрленулерін басқаратын физикалық заңдылықтар туралы ғылым. Химиялық түрленулер негізінде атомдар мен молекулалардың электрондық қабаттарының күйінің өзгерісінің және атомдардың орын ауыстыруының физикалық процестері жатыр.
• Нобель сыйлығының иегері, академик Н.Н.Семеновтың берген анықтамасы бойынша химиялық физика дегеніміз – химиялық түрленулердің физикалық негіздері туралы ғылым.
• Қазіргі уақытта химиялық физиканы заттардың химиялық құрылысы мен түрленулерінің заңдылықтарын қазіргі заманғы физиканың әдістері мен оның теориялық аппараты – кванттық механиканың жалпы принциптері мен түсініктері негізінде түсіндіретін ғылым саласы ретінде сипаттауға болады.
• Химиялық физиканың негізгі міндеті – бейорганикалық және органикалық заттардың кез келген химиялық құрылымы мен түрленулерінің механизмдерін зерттеу.
• Бұл мәселені шешуге химиялық физиканың барлық негізгі бөлімдері: элементар процестер кинетикасы, жоғары энергиялар химиясы, жану және жарылыс туралы ілім, катализ туралы қазіргі заманғы ілім, макрокинетика, қатты дененің химиялық физикасы, төмен температуралық химия, ядролық химия, спиндік химия, фемтохимия, нанохимия және т.б. арналған.

ХИМИЯДАҒЫ ЭЛЕМЕНТАР ПРОЦЕСТЕР

• Барлық химиялық реакциялар күрделі болып келеді, яғни бір-бірімен өзара байланысқан элементар реакциялардың жиынтығынан тұрады, ол әдетте химиялық процестердің механизмі деп аталады. Осы элементар реакциялардың жүзеге асуында лабильді, аз уақыт өмір сүретін аралық бөлшектер маңызды роль атқарады.
• Ұзақтылығы 10-13-10-15 с бір акт (саты) элементар актқа жатады, оны зерттеу - химиялық физика пәнінің маңызды міндеттерінің бірі. Атомдар, радикалдар, иондар, қозған атомдар мен молекулалардың энергиясы әрекеттесетін молекулалардың орташа энергиясымен салыстырғанда артық болады.
• Мысалы:

Бөлшектердің соқтығысуы үш түрге бөлінеді:

Бөлшектердің соқтығысуы үш түрге бөлінеді:

1.серпімді соқтығысуда соқтығысқан жұптардың ішкі кванттық күйлері өзгермейді, тек олардың қозғалыс жылдамдықтарының векторлары ғана өзгереді:

А (i, vA) + B (j, vB)  A (i, vA’) + B (j, vB’). (Т-Т);

2.серпімсіз соқтығысуда соқтығысқан жұптардың қозғалыс жылдамдықтарымен қатар квант сандары да өзгереді:

А (i, vA) + B (j, vB)  A (l, vA’) + B (m, vB’) ;

(T-R) - (T-V) -

3. реакция жүре өтетін соқтығысуларда реагенттердің химиялық өзгерісі жүзеге асады:

А (i, vA) + B (j, vB)  C (l, vC) + D (m, vD).

,

Бұл кезде молекулалардың ара қашықтығы аз болады да, электрондық бұлттары айтарлықтай қабысып, жаңа химиялық байланыс түзіледі.

Сондықтан реакцияда реагенттердің ішкі энергетикалық күйлерімен қатар соқтығысу энергиясы да маңызды роль атқарады.

•  

d = rA + rB

 

bc,max = rA + rB

2

 

Газдың ішінде:

ra=rb=10-9 m,

= 10-19 m2

102 – 103 m · c-1

Z0 ≈ 10-17-10-18 m3· c-1

Химиялық кинетика үшін бірлік өлшемдері л·моль-1·c-1

Z0·Na ≈ 1011-1012 л·моль-1·c-1

Z=Z0nanb

Z=Z0CaCb

t=00C, T= 273

p=1 атм= 0.101 Мпа

n=

Z =(1011-1012)/22.4= 109-1010 с-1

τс=10-9-10-10 с немесе 0.1-1 нс

моль л-

м3/с

жүктеу/скачать 1,38 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: