化學動力學的研究與應用.doc

  1. 1、本文檔共5頁,可閱讀全部內容。
  2. 2、本文檔內容版權歸屬內容提供方,所產生的收益全部歸內容提供方所有。如果您對本文有版權爭議,可選擇認領,認領后既往收益都歸您。
  3. 3、本文檔由用戶上傳,本站不保證質量和數量令人滿意,可能有諸多瑕疵,付費之前,請仔細先通過免費閱讀內容等途徑辨別內容交易風險。如存在嚴重掛羊頭賣狗肉之情形,可聯系本站下載客服投訴處理。
  4. 文檔侵權舉報電話:19940600175。
化學動力學的研究與應用.doc

化學動力學的研究及其應用 1110712 胡景皓 摘要: 化學動力學研究的對象包括化學反應進行的條件(溫度、壓強、濃度、介質)對化學過程速率的影響,反應的歷程(反應機理),物質的結構與化學反應能力之間的關系。 關鍵詞:放射性測定,蛻變速率,半衰期,放射性同位素 1.化學動力學的研究領域 化學動力學作為物理化學學科的一個分支已有很久的歷史,并概括為研究化學反應的機理與速率的科學?;瘜W動力學的發展經歷了從現象的觀察到理論的分析,從宏觀的測量到微觀的探索,因而它又分為宏觀化學動力學和微觀反應動力學,后者又稱分子反應動力學。1928年M. Polanyi研究Na_2+Cl_2反應的機理,相繼建立了多維勢能面來研究反應的進程,被譽為微觀反應動力學誕生的里程碑。七十年代以來,分子束和激光技術的發展并在動力學研究中廣泛應用,促使反應動力學的研究得到長足進步。1986年諾貝爾化等獎授予這個領域的三位著名化學家D. R. Herschbach,Y. T. Lee和J. C. Polanyi,標志著化學反應動力學的重要性,以及目前已經取得的進展和達到的水平。2.化學動力學的研究方法 2.1.唯象動力學研究方法 也稱經典化學動力學研究方法,它是從化學動力學的原始實驗數據──濃度c與時間t的關系──出發,經過分析獲得某些反應動力學參數──反應速率常數 k、活化能Ea、指前因子A。用這些參數可以表征反應體系的速率特征,常用的關系式有: 式中r為反應速率;A、B、C、D為各物質的濃度;α、β、γ、δ稱為相對于物質A、B、C、D的級數;R為氣體常數;T 為熱力學溫度。 化學動力學參數是探討反應機理的有效數據。20世紀前半葉,大量的研究工作都是對這些參數的測定、理論分析以及利用參數來研究反應機理。但是,反應機理的確認主要依賴于檢出和分析反應中間物的能力。20世紀后期,自由基鏈式反應動力學研究的普遍開展,給化學動力學帶來兩個發展趨向:一是對元反應動力學的廣泛研究;二是迫切要求建立檢測活性中間物的方法,這個要求和電子學、激光技術的發展促進了快速反應動力學的發展。對暫態活性中間物檢測的時間分辨率已從50年代的毫秒級變為皮秒級。 2.1.1分子反應動力學研究方法 從微觀的分子水平來看,一個元化學反應是具有一定量子態的反應物分子間的互相碰撞,進行原子重排,產生一定量子態的產物分子以至互相分離的單次反應碰撞行為。用過渡態理論解釋,它是在反應體系的超勢能面上一個代表體系的質點越過反應勢壘的一次行為。原則上,如果能從量子化學理論計算出反應體系的正確的勢能面,并應用力學定律計算具有代表性的點在其上的運動軌跡,就能計算反應速率和化學動力學的參數。 分子勢能面 但是,除了少數很簡單的化學反應以外,量子化學的計算至今還不能得到反應體系的可靠的完整的勢能面。因此,現行的反應速率理論(如雙分子反應碰撞理論、過渡態理論)仍不得不借用經典統計力學的處理方法。這樣的處理必須作出某種形式的平衡假設,因而使這些速率理論不適用于非??斓姆磻?。盡管對平衡假設的適用性研究已經很多,但完全用非平衡態理論處理反應速率問題尚不成熟。 在60年代,對化學反應進行分子水平的實驗研究還難以做到。經典的化學動力學實驗方法不能制備單一量子態的反應物,也不能檢測由單次反應碰撞所產生的初生態產物。分子束(即分子散射),特別是交叉分子束方法對研究化學元反應動力學的應用,使在實驗上研究單次反應碰撞成為可能。分子束實驗已經獲得了許多經典化學動力學無法取得的關于化學元反應的微觀信息,分子反應動力學是現代化學動力學的一個前沿陣地。 它應用現代物理化學的先進分析方法,在原子、分子的層次上研究不同狀態下和不同分子體系中單分子的基元化學反應的動態結構,反應過程和反應機理。它從分子的微觀層次出發研究基元反應過程的速率和機理,著重于從分子的內部運動和分子因碰撞而引起的相互作用來觀察化學基元過程的動態學行為。中科院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室在這方面研究有突出的貢獻。 3.化學動力學的應用 化學動力學是一個應用非常廣泛的科學領域,如何較準確地測定考古挖掘物的年代,是考古學家們需要解決的重要課題。自20世紀中葉以來,科學家用先進技術解決了這一問題,即用放射性碳測定年代的技術。 碳的同位素主要是穩定同位素12C,13C及具有放射性的14C。 地球上的大氣永恒地承受著穿透能力極強的宇宙線照射。這些射線來自于外層空間,它是由電子、中子和原子核組成的。大氣與宇宙線間的重要反心之一是中子被大氣中的氮-14捕獲產生了放射性的碳-14和氫: 放射性的碳原子最終生成了14CO2,它與普通的二氧化碳12CO2(12C在自然界的豐度占碳總量的98.89%)在空氣中混合。同位素碳-14蛻變放射出粒子(電子),其蛻變速率由每秒放射出的電子數

文檔評論(0)

docindoc
該用戶很懶,什么也沒介紹

相關文檔

相關課程推薦

日本丰满熟妇高清av_免费观看男女性高视频_欧美末成年av在线播放