وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
تا به حال سرعت واکنش های شیمیایی و عوامل مربوط به آن را بیش تر در مقیاس ماکروسکوپی بررسی کردیم. اکنون به بررسی واکنش ها در مقیاس مولکولی یا میکروسکوپی با ارائه نظریات سینتیک خواهیم پرداخت...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : ستاره نوربخش
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

نظریه برخورد در سینتیک شیمیایی

تا به حال سرعت واکنش های شیمیایی و عوامل مربوط به آن را بیش تر در مقیاس ماکروسکوپی بررسی کردیم. اکنون به بررسی واکنش ها در مقیاس مولکولی یا میکروسکوپی با ارائه نظریات سینتیک خواهیم پرداخت.

 

نظریه های سینتیک شیمیایی:

برای بررسی واکنش ها در مقیاس مولکولی دو نظریه مهم مطرح شده که می توان از آنها بهره گرفت.

1- نظریه برخورد

 2- نظریه حالت گذار

گرچه اساس هر دو نظریه، برخورد بین ذرات واکنش دهنده است ولی میان آنها تفاوت های بنیادی وجود دارد.

 

نظریه برخورد:

در نظریه برخورد ذره های واکنش دهنده به صورت گوی های سخت در نظر گرفته می شوند و یک واکنش شیمیایی زمانی صورت می گیرد که بین ذره های واکنش دهنده برخورد مناسب و موثری صورت پذیرد. یک برخورد موثر سه ویژگی دارد:

 1- تعداد برخوردها

 2- جهت گیری مناسب ذره ها هنگام برخورد

 3- انرژی مناسب ذره ها هنگام برخورد

 

تعداد برخوردها:

بر اساس نظریه برخورد سرعت واکنش به تعداد برخوردهای بین ذرات واکنش دهنده در واحد حجم و در واحد زمان بستگی دارد. این یعنی با افزایش غلظت ذرات واکنش دهنده، تعداد برخوردها در واحد حجم و در واحد زمان زیادتر شده و در نتیجه سرعت واکنش هم افزایش می یابد. همان طور که قبلا گفته شد یکای سرعت mol.l-1.s-1  است که مول مصرفی واکنش دهنده ها در اینجا نشان دهنده تعداد برخوردهاست.

 

جهت گیری مناسب ذره ها هنگام برخورد:

در صورتی که ذرات واکنش دهنده از جهت مناسبی به یکدیگر نزدیک شوند، برخورد صورت می گیرد. برای تشخیص جهت برخورد مناسب باید ابتدا فرمول ها و ساختار لوویس واکنش دهنده ها و فراورده ها را بررسی کنیم تا ببینیم چه پیوندهایی باید شکسته و یا تشکیل شوند. برخورد باید بین اتم هایی از واکنش دهنده ها انجام شود که قرار است با هم تشکیل پیوند بدهند. برای مثال در واکنش زیر تولید فراورده ی Cl2  نشان می دهد برخورد باید بین رادیکال کلر و اتم کلر در مولکول NO2Cl  انجام پذیرد. ( در مطالب بعدی راجع به رادیکال توضیح داده خواهد شد.)

 

 

 

 

انرژی مناسب ذره ها هنگام برخورد:

در زمان برخورد ذرات واکنش دهنده باید انرژی کافی داشته باشند تا پیوندهای اولیه شکسته شوند. حداقل میزان انرژی لازم برای شروع یک واکنش را انرژی فعالسازی یا اکتیواسیون می گویند. در صورتی برخورد با جهت گیری مناسب نتیجه بخش خواهد بود که ذرات واکنش دهنده از این حداقل انرژی برخوردار باشند.

 

نتیجه گیری: از میان همه برخوردها فقط تعداد معدودی منجر به انجام واکنش می شوند. این تعداد باید دو ویژگی داشته باشند: 1- جهت گیری مناسب 2- انرژی کافی

 

ایرادهای نظریه برخورد:

نظریه برخورد ذرات را جدا و مستقل از هم فرض می کند و این فرض در واقع فقط در فاز گازی صادق است. لذا نظریه برخورد در سایر فازها ( محلول، جامد یا مایع) قابل استفاده نیست. همان طور که گفته شد در نظریه برخورد، ذرات واکنش دهنده به صورت گوی های سخت در نظر گرفته می شوند که برخوردی کشسان دارند، منظور از برخورد کشسان برخوردی است که در آن هیچ انرژی صرف تغییر شکل ساختار گوی ها نمی شود.

 

 امروزه می دانیم که برخورد بین اتم ها کشسان نیست زیرا اتم ها بر یکدیگر اثر می گذارند مانند هم پوشانی در پیوند کووالانسی. در این نظریه تنها حرکت انتقالی ذرات در نظر گرفته شده و به تاثیر حرکات چرخشی و ارتعاشی در واکنش توجهی نشده است. هم چنین با استفاده از نظریه برخورد می توان گفت انرژی فعال سازی وجود دارد اما مقدارش را نمی توان محاسبه کرد.

 

تمرین: با توجه به نظریه برخورد در توجیه واکنش زیر، برخورد مناسب باید چگونه انجام شود؟

 

 

 

1)      برخورد همزمان اتم های Cl با هم و اتم های O با هم

2)      برخورد اتم O با O

3)      برخورد اتم Cl با O

4)      برخورد اتم Cl با Cl

 

در این واکنش باید پیوند Cl-Cl و پیوند O=O تشکیل گردد پس لازم است همزمان برخورد دو اتم O و دو اتم Cl صورت گیرد.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مهسا شاه حسینی

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین