Дәріс №2 химиядағы элементар процестер

жүктеу 0,57 Mb.

бет	5/10
Дата	27.09.2023
өлшемі	0,57 Mb.
	#43563

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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:

H-H	F-F	Cl-Cl	Br-Br	I-I	H-F	H-Cl	H-Br	H-I	Br-Cl	Cl-I
436	159	243	193	151	570	432	366	298	217	211

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):

N=N	O=O	C=O	N=O	S=O
945	498	1076	630	522

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):

HO-H	H₂N-H	CH₃-H	HS-H	H₃Si-H
498	449	440	381	378

Байланысты түзетін атомдағы орынбасарлар да айтарлықтай әсер береді (кДж/моль):

H₃C-H	H₃CH₂C-H	(CH₃)₂HC-H	(CH₃)₃C-H	(C₆H₅)H₂C-H
440	422	412	400	375

Байланыс түзетін көміртек атомының атомдық орбиталінің гибридтену дәрежесінің маңызы зор. Мұны қосылыстарының келесі қатарынан көруге болады:

(CH₃)₂CH-H	CH₂ = CH-H	C₆H₅ - H	HC=C-H
sp³	sp²	sp²	sp
D=412 кДж/моль	464 кДж/моль	474 кДж/моль	548 кДж/моль

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.:

	•CH₃	•C₂H₅	CH₃O•	HO•
ΔS(R•),кДж/мольК	193	250	230	184
ΔS(RH),кДж/моль К	186	229	219	189

Көптеген радикалдар үшін олардың түзілу энтальпиялары эксперимент жүзінде анықталған.

жүктеу 0,57 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10