Като химични реакции
§ 5.2.1 енергия стимул и активни частици
По време на химическа трансформация унищожени някои (а) и нова комуникационна форма. Както вече беше споменато, на енергията, необходима средно около 300 кДж / мол (съответстващи на температура от около 2500 ° С), за да унищожи химическа връзка. Но в околната среда при температури от 20-35 ° C непрекъснато милиони химически трансформации се случват: в атмосферата, почвата, живите организми. Затова възниква неизбежно въпроса:
Защо много реакции, в които да се прекъсне агент химична връзка трябва да бъдат загрети до над 2500 ° С са при стайна температура?
За отговора ние се обръщаме към примерите на най-известните училище химия курса, и просто от живота. Най-тривиално взаимодействието които могат да бъдат възпроизведени в всяка лаборатория - реакцията между водород и кислород (както е водород "вода мечка"):
Реакцията не започне спонтанно - така чрез смес от двете газове се пропуска електрически разряд или въвеждат изгаряне раздробят. Чу се на малка експлозия! Връзки в молекулите на кислород и водород експлодира, и формира нова връзка между водородните и кислородни атоми в молекулата на водата.
Припомнете си, че отново за нарушаване тези връзки газ молекула трябва "диспергиран" на температури над 2500 ° С Разбира се, може да се предположи, че електрически разряд е незабавно загрява газова смес до желаната температура. Но ако се мине по същия разтоварване всеки един от тях поотделно, може да се види, че температурата на газовете в същото време практически непроменен.
Вторият пример, отново, от училище химия уроци. Самите ученици Мастер показват, че такава химическа реакция, когато кондензиран разтвори на натриев сулфат и бариев хлорид. Тези две безцветни течности веднага произвеждат бяла утайка от бариев сулфат:
По време на тази реакция, отделянето на барий и хлор, както и натрий и сяра, докато връзката не термично разбито дори при 2500 ° С, това изисква температура над 5000 ° С Интересното е, че в суха форма, тези две соли в реакцията не са един до друг.
Третият пример е, че трябва да се обсъдят допълнителни химични процеси. Това - взаимодействие на хлор с водород:
Ако смесите тези газове в тъмното, реакцията няма да отида. Въпреки това, дори и с краткосрочни покритие на двете вещества, интензивно започват да реагират помежду си.
Като се има предвид и трите примера ни тласка към очевидното заключение: За да се прекъсне химичната връзка "по-лесен" начин от термиките, е необходимо да се стимулира енергията на реагентите. В нашите случаи, ролята на стимул извършва пламък или електрически разряд за изгаряне на водород, разтворителят - да реагира с бариев хлорид, натриев сулфат, и светлината - за реакцията между хлор и водород.
Възниква следния въпрос: каква е същността на стимулите на енергия?
И трите реакции ни дадени като примери, които отдавна и добре проучени. За нас, в този момент един важен експериментален факт: в самата смес от реагенти, съставен от молекули, и след стимулация в реакционната смес има и други прекурсори на частиците. Сместа се от водород и кислород, след запалване на електрически разряд или предаване, и смес от водород с хлор след осветяване заедно с двуатомни молекули открити отделните атоми на тези газове. натриев сулфат и бариев хлорид, след разтваряне във вода, дисоциират на йони: (. SO4 2+ Cl -) метални катиони (. Na + Ва +) и аниони на анионите. Атоми и йони в този случай са активните видове, които задействат процеса на преобразуване химически.
В повечето случаи, химични реакции, инициирани от активните частици на изходните материали, различни от молекули: радикали, йони координативно ненаситени съединения.
В нашите примери, както и радикалите на простите представители на тези атоми. В органичната химия известни радикали много сложна структура. Обикновено, тази част на молекулата на органична материя, "лишен от водороден атом", отнасящи същия начин активни частици предизвикват химични процеси? Нека разгледаме поредица от прости реакция с радикални и йонни механизми. Тъй процеси, включващи координативно ненаситен съединение запознати в глава 5.3 "катализ".