-->
|
|
|
Ãëàâà 4. Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû, ìåõàíèçìû è çàêîíîìåðíîñòè ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ïðîòåêàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèéÏðîáëåìà. ×òî ïðîèñõîäèò ñ îðãàíè÷åñêèìè ñîåäèíåíèÿìè â õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ? Ñòðåìëåíèå ê îáðàçîâàíèþ íîâûõ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé, îáëàäàþùèõ áîëüøåé ýíåðãèåé, è, ñëåäîâàòåëüíî, áîëåå ñòàáèëüíûõ õèìè÷åñêèõ ñèñòåì ÿâëÿåòñÿ ñóùíîñòüþ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé. Äëÿ óñòàíîâëåíèÿ çàâèñèìîñòè ñòðîåíèÿ è ñâîéñòâ âåùåñòâ, äëÿ õàðàêòåðèñòèêè èõ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé âàæíî èñïîëüçîâàòü ïîíÿòèå «ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü».  îðãàíè÷åñêîé õèìèè ïðèíÿòî ðàññìàòðèâàòü ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü íå òîëüêî ñîåäèíåíèÿ â öåëîì, íî è îòäåëüíûõ åãî ÷àñòèö (àòîìîâ, ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï, ðàäèêàëîâ, à òàêæå îòäåëüíûõ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé).
Ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü âåùåñòâ, ó÷àñòâóþùèõ â õèìè÷åñêîé ðåàêöèè, èçìåðÿåòñÿ ñêîðîñòüþ äàííîé õèìè÷åñêîé ðåàêöèè. Êàê âû çíàåòå èç êóðñà îñíîâíîé øêîëû, ñêîðîñòü õèìè÷åñêîé ðåàêöèè (υ) îïðåäåëÿåòñÿ èçìåíåíèåì êîíöåíòðàöèè îäíîãî èç âñòóïèâøèõ â ðåàêöèþ èëè îáðàçóþùèõñÿ â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè âåùåñòâ â åäèíèöó âðåìåíè è âûðàæàåòñÿ â ìîëÿõ íà ëèòð â ñåêóíäó (ìîëü/ë • ñ). Íà ñêîðîñòü õèìè÷åñêîé ðåàêöèè âëèÿþò ìíîãèå ôàêòîðû: êàòàëèçàòîð, ïîâåðõíîñòü ñîïðèêîñíîâåíèÿ âåùåñòâ, òåìïåðàòóðà, äàâëåíèå, ïðèðîäà ðåàãåíòîâ, èõ ýíåðãåòè÷åñêîå ñîñòîÿíèå, ìåõàíèçì ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèè. Äàæå â êàêîé-ëèáî êîíêðåòíîé ðåàêöèè ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü îäíîãî èç ðåàãåíòîâ ìîæåò øèðîêî âàðüèðîâàòüñÿ ïîä âëèÿíèåì äðóãîãî.
Ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü çàâèñèò òàêæå îò ïðèðîäû âåùåñòâà — ñîñòàâà, ñòðîåíèÿ, âíóòðåííåé ýíåðãèè è îò ïðèðîäû äðóãîãî ðåàãåíòà. Ïîýòîìó ðåàêöèîííàÿ ñïîñîáíîñòü êîíêðåòíîãî ñîåäèíåíèÿ âñåãäà äîëæíà ðàññìàòðèâàòüñÿ òîëüêî ïî îòíîøåíèþ ê ðåàêöèîííîìó ïàðòíåðó.
Õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ è îáðàçîâàíèå ÷àñòèö — ïðîäóêòîâ ðåàêöèè ïðîèñõîäèò â òîì ñëó÷àå, åñëè ÷àñòèöû ðåàãåíòîâ îáëàäàþò äîñòàòî÷íîé ýíåðãèåé (ðèñ. 13).
Ýíåðãèÿ, íåîáõîäèìàÿ äëÿ íà÷àëà õèìè÷åñêîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, íàçûâàåòñÿ ýíåðãèåé àêòèâàöèè (ðèñ. 14). Îíà íåîáõîäèìà äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ýôôåêòèâíîãî ñòîëêíîâåíèÿ ìîëåêóë, ïðèâîäÿùåãî ê âçàèìîäåéñòâèþ. Ýíåðãèþ àêòèâàöèè ìîæíî îïðåäåëèòü òàêæå êàê ýíåðãèþ, íåîáõîäèìóþ äëÿ äîñòèæåíèÿ õèìè÷åñêîé ñèñòåìîé ïåðåõîäíîãî ñîñòîÿíèÿ, íàçûâàåìîãî àêòèâèðîâàííûì êîìïëåêñîì. ×åì ìåíüøå âåëè÷èíà ýíåðãèè àêòèâàöèè, òåì âûøå ñêîðîñòü ðåàêöèè. Âñå îðãàíè÷åñêèå ðåàêöèè (êàê è íåîðãàíè÷åñêèå) ñîïðîâîæäàþòñÿ èçìåíåíèåì ýíåðãèè õèìè÷åñêîé ñèñòåìû. Ýíåðãèÿ õèìè÷åñêîé ðåàêöèè â öåëîì — ýòî ýíåðãèÿ, êîòîðàÿ âûäåëÿåòñÿ èëè ïîãëîùàåòñÿ â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè. Èç êóðñà 8 êëàññà âû óæå çíàåòå, ÷òî êîëè÷åñòâî âûäåëåííîãî èëè ïîãëîùåííîãî â õîäå ðåàêöèè òåïëà íàçûâàåòñÿ òåïëîâûì ýôôåêòîì õèìè÷åñêîé ðåàêöèè (ðèñ. 15).
Âû çíàåòå òàêæå, ÷òî ðåàêöèè, ïðîòåêàþùèå ñ âûäåëåíèåì òåïëîòû, íàçûâàþòñÿ ýêçîòåðìè÷åñêèìè (+Q), à ðåàêöèè, ïðîòåêàþùèå ñ ïîãëîùåíèåì òåïëîòû, — ýíäîòåðìè÷åñêèìè (-Q). Õèìè÷åñêîå óðàâíåíèå, â êîòîðîì óêàçûâàåòñÿ òåïëîâîé ýôôåêò, íàçûâàåòñÿ òåðìîõèìè÷åñêèì. Çàäàíèå. Ðàññìîòðèòå ñõåìó (ðèñ. 16) è ïðîêîììåíòèðóéòå åå ñîäåðæàíèå, èñïîëüçóÿ âàøè çíàíèÿ îá ýíåðãåòèêå õèìè÷åñêîé ðåàêöèè.
Èçìåíÿòü ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü è â ïåðâóþ î÷åðåäü ýíåðãåòè÷åñêîå ñîñòîÿíèå êîíêðåòíîãî âåùåñòâà ìîæíî ðàçëè÷íûìè ïóòÿìè:
Ìíîãèå îðãàíè÷åñêèå ðåàêöèè ÿâëÿþòñÿ êàòàëèòè÷åñêèìè, ò. å. ïðîòåêàþò â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðîâ. Çàäàíèå. Çàäàíèÿ. Ïðèâåäèòå ïðèìåðû ðàçëè÷íûõ âèäîâ êàòàëèçà è ðàñêðîéòå èõ ðàçëè÷èÿ. Êàêèå âåùåñòâà íàçûâàþò èíãèáèòîðàìè? Ïðèâåäèòå ïðèìåð ðåàêöèè ñ èõ ó÷àñòèåì.
|
|
|