Динамика реакции
Динамика реакций — это область физической химии , изучающая, почему происходят химические реакции, как предсказать их поведение и как ими управлять. Он тесно связан с химической кинетикой , но касается отдельных химических событий в масштабах атомных длин и в течение очень коротких периодов времени. [1] Он рассматривает кинетику между состояниями между молекулами реагента и продукта в определенных квантовых состояниях , а также то, как энергия распределяется между поступательными, колебательными , вращательными и электронными модами. [2]
Экспериментальные методы динамики реакций исследуют химическую физику, связанную с молекулярными столкновениями. Они включают эксперименты со скрещенным молекулярным пучком и инфракрасную хемилюминесценцию , оба из которых отмечены Нобелевской премией по химии 1986 года, присужденной Дадли Хершбаху , Юану Т. Ли и Джону К. Поланьи «за вклад в динамику химических элементарных процессов». [3] В методе скрещенных лучей, используемом Хершбахом и Ли, узкие пучки молекул реагентов в выбранных квантовых состояниях могут реагировать, чтобы определить вероятность реакции как функцию таких переменных, как поступательная, колебательная и вращательная энергия молекул реагентов и их угол подхода. Напротив, метод Поланьи измеряет колебательную энергию продуктов путем обнаружения инфракрасной хемилюминесценции, испускаемой колебательно возбужденными молекулами, в некоторых случаях для реагентов в определенных энергетических состояниях. [2]
Спектроскопическое наблюдение динамики реакций в кратчайшие сроки известно как фемтохимия , поскольку типичные изучаемые времена составляют порядка 1 фемтосекунды = 10. −15 с. Эта тема была признана присуждением Нобелевской премии по химии 1999 года Ахмеду Зеваилу .
Кроме того, теоретические исследования динамики реакций включают расчет поверхности потенциальной энергии реакции в зависимости от положений ядер, а затем расчет траектории точки на этой поверхности, представляющей состояние системы. Можно внести поправку, включив эффект квантового туннелирования через энергетический барьер активации , особенно для движения атомов водорода. [2]
Ссылки [ править ]
- ^ Левин, Рафаэль (2005). Динамика молекулярных реакций . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. п. xi. ISBN 0-521-84276-Х .
- ^ Jump up to: а б с Лейдлер, KJ Chemical Kinetics (3-е изд., Harper & Row 1987), глава 12 ISBN 0-06-043862-2
- ^ «Нобелевская премия по химии 1986 года» . Нобелевская премия.org . Проверено 6 октября 2008 г.
Дальнейшее чтение [ править ]
Стейнфельд Дж.И., Франциско Дж.С. и Хазе В.Л. Химическая кинетика и динамика (2-е изд., Prentice-Hall, 1999), главы 6–13. ISBN 0-13-737123-3