2. Rata reacțiilor chimice.
1. Reactivitatea substanțelor
Numărul proceselor chimice cunoscute în natură și tehnologie este foarte mare. Unele dintre ele, de exemplu, oxidarea bronzului în aer, curge timp de secole, altele - arderea benzinei - foarte repede. Descompunerea explozivilor are loc în milioane de secunde. În producția industrială a produselor chimice este foarte important să se cunoască modelele reacțiilor cu timpul, t. E. Dependența vitezei și randamentul temperaturii, presiunea, concentrația reactanților și a impurităților.
Studiul vitezei și particularităților cursului reacțiilor chimice se referă la cinetica chimică. Fundamental pentru cinetica chimică este noțiunea că substanțele inițiale care intră într-o reacție chimică sunt foarte rar convertite direct în produsele sale. În majoritatea cazurilor, reacția trece printr-o serie de etape succesive și paralele, pe care se formează și se consumă substanțe intermediare. Numărul de etape consecutive poate fi foarte mare - în reacțiile în lanț există zeci și sute de mii. Durata de viață a substanțelor intermediare este foarte diversă: unele sunt complet stabile, altele există în starea de echilibru a unei fracțiuni de secundă. Studiul ratei proceselor chimice a arătat că reacțiile chimice se desfășoară mai repede cu cât temperatura, presiunea și concentrația reactivilor sunt mai ridicate.
Viteza unor reacții chimice poate fi influențată de prezența unei cantități mici de anumite substanțe, care nu participă la reacție. Aceste substanțe se numesc catalizatori. Catalizatorii sunt pozitivi, accelerând reacția și negativ - încetinind-o. Accelerarea catalitică a unei reacții chimice se numește cataliză și este o tehnică a tehnologiei chimice moderne (producția de materiale polimerice, combustibili sintetici etc.). Se crede că greutatea specifică a proceselor catalitice din industria chimică atinge 80%. Datorită catalizei, eficiența industriei chimice a crescut semnificativ, deoarece accelerarea reacțiilor chimice afectează în mod semnificativ reducerea costurilor de producție.
metale (Au, Pt) și gaze inerte (He, Ar, Kr, Xe) sunt inerte chimic, adică au o reactivitate scăzută ..; metale alcaline (Li, Na, K, Cs) și halogeni (F, CI, Br, I) sunt active chimic, adică. e. au o reactivitate ridicată în hidrocarburi organice chimie saturate au o reactivitate scăzută, pentru posibila reacția lor puțini (radical halogenarea și nitrare, deshidratare, distrugere la rupere legăturile C-C, și altele.) care apar în condiții severe (temperatură ridicată, iradiere UV). Pentru hidrocarburi saturate halogenate pot avea, în plus, reacțiile de dehidrohalogenare, substituția nucleofilă halogen, formarea compușilor organomagnezieni și altele. Apar în condiții blânde. Prezența în molecula de legături duble și triple, grupările funcționale (hidroxil -OH, -COOH carboxil, o grupare amino -NH2, etc.) Rezultate în continuare crește reactivitate exprima cantitativ constantelor de viteză de reacție (vezi. Cinetica chimice), sau în cazul constantelor de echilibru procese reversibile (vezi Equilibrium Chemical). ideile moderne despre Reactivitatea valență electronilor bazate pe teoria (a se vedea. valenței) și înainte de distribuție (și deplasarea sub acțiunea unui reactiv) a densității de electroni în moleculă. deplasament electronic descris calitativ în ceea ce privește efectele inductive sau mezomerice (vezi mezo.) Cantitativ - folosind calcule mecanice cuantice (vezi Quantum Chemical.). Principalul factor definitoriu reactivitatea relativă a unei serii de compuși înrudiți, - structura moleculei: natura substituenților, influența lor electronică și spațială pe centrul de reacție (vezi împiedicării sterice.), Geometria moleculelor (vezi Configurare molecule conformație.). Reactivitatea depinde de condițiile de reacție (natura mediului, prezența catalizatorilor sau inhibitori, presiune, temperatură, iradiere etc.). Toți acești factori exercită o influență diferită și uneori opusă asupra vitezei de reacție, în funcție de mecanismul acestei reacții. Relația cantitativă dintre viteza constantă (sau de echilibru) într-o singură serie de reacție poate fi reprezentat prin ecuațiile de corelare care descriu variația constante în funcție de schimbarea unui parametru (de exemplu, efectul substituentului - ecuația Hammet - Taft, polaritatea solventului - ecuația Johannes Nicolaus Bronsted și t. f.). A se vedea. De asemenea, reacții chimice, rata de reacție reversibilă și ireversibilă a unui complex reacție chimică activat catalizate Orientations Reguli Teoria electronica in chimia organica, radicalii liberi.
În funcție de natura distribuției densității electronice în moleculă, există trei tipuri principale de legături chimice: covalent, ionic și metalic.
tip universal legăturii chimice - covalentă (covalente) o legătură, care are ca rezultat pereche de electroni de valență socializarii atomilor adiacenți. Această relație este cauza coexistență molecule simple de gaz (H2, C # 8467 ;. 2, etc.), diferiți compuși (H2O, NH3, etc.), Numeroase molecule organice (CH4 .. H3C - CH3, etc.), precum și cristale atomice (fosfor, sulf, grafit etc.). Dacă legătură chimică are loc între doi atomi identici, se numește nepolare (de exemplu, N2, O2, Ge atomi semiconductori, Si, etc.), altfel
- polar (de exemplu, HC # 8467;).
În caz de limitare a polarității, când norii de electroni ai atomilor care interacționează este atât de divizată încât putem vorbi despre formarea de cationi și anioni, există o legătură ionică, care apare ca urmare a atracției Coulomb ionilor încărcați opus (cum ar fi NaS # 8467;, CaF2, nitriți, sulfiți, fosfați și alte săruri de metale).
Prin tradiție, legăturile chimice și metalice sunt atribuite și legăturilor chimice, deși reflectă specificitatea obiectelor chimice și a stărilor agregate, mai degrabă decât forțele care acționează.
10.5. Reactivitatea substanțelor. Reacții chimice
Reactivitatea unei substanțe este activitatea sa chimică. Un exemplu este capacitatea de reducere, atunci când o substanță cedează electroni, și capacitatea de oxidare atunci când o substanță atașează electroni. Metalele sunt o capacitate de reducere, iar nemetalele sunt oxidante.
Există reacții chimice de substituție, descompunere, compus, schimb.
Exemple de reacții chimice:
a) reacția de substituție: b) reacția de descompunere: când este încălzită
Trimiteți-le prietenilor: