Реакционная способность веществ

Реакционная способность – склонность веществ вступать с большей или меньшей скоростью в различные реакции. Реакционная способность определяется сравнительно с другими соединениями подобного строения. Качественно о реакционной способности судят по числу и разнообразию превращений, в которые способно вступать вещество. Количественной мерой реакционной способности служит константа скорости реакции, а для обратимых реакций – константы равновесий.

Наиболее реакционноспособными являются частицы, которые имеют неиспользованные валентности. Согласно электронной теории валентности, при образовании химических связей атомы приближаются к достижению наиболее устойчивой (т.е. имеющей наименьшую энергию) электронной конфигурации. Так, атомы благородных газов (гелий, неон, криптон и др.) с трудом образуют химические связи, потому что они имеют устойчивую внешнюю оболочку. Атомы водорода и хлора легко вступают в химические реакции.

Большое влияние на реакционную способность веществ оказывают условия реакции: реакционная среда, наличие или отсутствие катализатора, температура, давление и т.д.

Для того чтобы произошла химическая реакция, молекулы исходных веществ должны столкнуться, т.е. должны обладать достаточной кинетической энергией. Такие молекулы называются активными. Столкновение активных молекул приводит к образованию активированного комплекса. Энергию, необходимую для превращения веществ в состояние активированного комплекса, называют энергией активации. Реакционная способность веществ определяется величиной энергии активации.

Химические превращения протекают с выделением или поглощением энергии (соответственно, экзотермические и эндотермические реакции). Обычно энергия выделяется или поглощается в виде теплоты. При некоторых реакциях наблюдается выделение или поглощение лучистой энергии. При реакциях, протекающих со взрывом, происходит частичное превращение внутренней энергии реагирующих веществ в механическую.

Раздел химии, изучающий скорости химических реакций, называется химической кинетикой. Скоростью гомогенной химической реакции называется количество вещества, вступающего в реакцию или образующегося при реакции в единицу времени в единице объема системы.

Установлено, что важнейшими факторами, от которых зависит скорость химической реакции, являются природа реагирующих веществ, их концентрация, температура, присутствие в системе катализаторов.

Для протекания химической реакции необходимо наличие активных молекул, столкновение которых приводит к образованию активированного комплекса. Число активных молекул возрастает с ростом температуры. Поэтому скорость химических реакций с ростом температуры увеличивается.

Возрастание скорости реакции с ростом температуры принято характеризовать температурным коэффициентом скорости реакции – числом, показывающим, во сколько раз возрастает скорость реакции при повышении температуры на 10 кельвин. Температурный коэффициент большинства реакций при обычных температурах лежит в пределах от 2 до 4.

Скорость реакции может увеличиваться в присутствие катализаторов. Катализаторами называются вещества, не расходующиеся в процессе реакции, но влияющие на ее скорость. В большинстве случаев действие катализаторов объясняется снижением энергии активации. В присутствии катализатора реакции проходит через другие промежуточные стадии, чем без него, причем эти стадии энергетически более доступны. Другими словами, в присутствии катализатора возникают другие активированные комплексы. В химической промышленности катализаторы применяются весьма широко. Под влиянием катализаторов реакции могут ускоряться в миллионы раз.

Лекция 6

Биологический уровень организации материи

1 Сущность живого. Уровни организации живой материи

2 Гипотезы возникновения жизни на Земле

3 Принципы биологической эволюции