--> Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ïðîòåêàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèé. Õèìèÿ 10 êëàññ.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 10 êëàññ. Ïðîôèëüíûé óðîâåíü. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 4. Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû, ìåõàíèçìû è çàêîíîìåðíîñòè ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé

 


Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ïðîòåêàíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèé

Ïðîáëåìà. ×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).

Ñïîñîáíîñòü ñîåäèíåíèÿ è åãî îòäåëüíûõ ôðàãìåíòîâ âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ äðóãèìè âåùåñòâàìè ñ îïðåäåëåííîé ñêîðîñòüþ íàçûâàþò èõ ðåàêöèîííîé ñïîñîáíîñòüþ.

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.

Ñêîðîñòü ãîìîãåííîé ðåàêöèè ìîæíî âûðàçèòü ôîðìóëîé: υãîìîã = ΔÑ/Δt, ãäå Ñ — êîíöåíòðàöèÿ, t — âðåìÿ. Ñêîðîñòü ãåòåðîãåííîé ðåàêöèè âû÷èñëÿåòñÿ ñëîæíåå, òàê êàê îíà îïðåäåëÿåòñÿ ÷èñëîì ìîëåé âåùåñòâà, âñòóïèâøèõ â ðåàêöèþ èëè îáðàçóþùèõñÿ â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè â åäèíèöó âðåìåíè íà åäèíèöó ïîâåðõíîñòè ðàçäåëà ôàçû. Ñêîðîñòü ãåòåðîãåííîé ðåàêöèè υãåòåðîã = Δn/SΔt, ãäå n — êîëè÷åñòâî âåùåñòâà (ìîëü), S — ïëîùàäü ïîâåðõíîñòè, t — âðåìÿ.

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.

Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ îðãàíè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ (U) êàê õèìè÷åñêîé ñèñòåìû ñêëàäûâàåòñÿ èç ýíåðãèé îáðàçóþùèõ åå ñîñòàâíûõ ÷àñòåé, â òîì ÷èñëå ìîëåêóë, àòîìîâ, ýëåêòðîíîâ, ÿäåð, ÿäåðíûõ âçàèìîäåéñòâèé è ò. ä. Îíà îáðàçóåòñÿ ñóììîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè äâèæåíèÿ óêàçàííûõ ÷àñòèö è ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè èõ âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ñîáîé, à òàêæå ýíåðãèè, îòâå÷àþùåé ìàññå ïîêîÿ ÷àñòèö: Å = mîñ2.

Õèìè÷åñêàÿ ðåàêöèÿ è îáðàçîâàíèå ÷àñòèö — ïðîäóêòîâ ðåàêöèè ïðîèñõîäèò â òîì ñëó÷àå, åñëè ÷àñòèöû ðåàãåíòîâ îáëàäàþò äîñòàòî÷íîé ýíåðãèåé (ðèñ. 13).

Ýíåðãèÿ àêòèâàöèè

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).

Òåïëîâîé ýôôåêò õèìè÷åñêîé ðåàêöèè

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.

âàøè çíàíèÿ îá ýíåðãåòèêå õèìè÷åñêîé ðåàêöèè

Èçìåíÿòü ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü è â ïåðâóþ î÷åðåäü ýíåðãåòè÷åñêîå ñîñòîÿíèå êîíêðåòíîãî âåùåñòâà ìîæíî ðàçëè÷íûìè ïóòÿìè:

  • ôèçè÷åñêèì (íàãðåâàíèåì, îõëàæäåíèåì, äåéñòâèåì ñâåòà, ìåõàíè÷åñêèìè îïåðàöèÿìè);
  • õèìè÷åñêèì (ó÷àñòèåì êàòàëèçàòîðà, èíãèáèòîðà, ðàñòâîðèòåëÿ, ñòåíîê ñîñóäîâ);
  • ôèçèêî-õèìè÷åñêèì (óâåëè÷åíèåì êîíöåíòðàöèè ðåàãåíòîâ, ðàñòâîðåíèåì è äð.).

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.

<<< Ê íà÷àëó      Îêîí÷àíèå >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->