Теория элементарного акта химического превращения в газе
Институт химической физики РАН, г.Москва
Рассматривается качественное представление теории элементарного акта химического превращения в газе. Основное внимание уделено следующим вопросам:
природа поверхностей потенциальной энергии, в поле которых происходит химическое превращение;
физические основы метода переходного состояния, его возможности и ограничения;
статистическая теория бимолекулярных реакций;
роль колебательной энергии в химическом превращении в газе.
Каждая глава завершается задачами с решениями, в которых предлагается либо вывести приведенные в основном тексте результаты, либо провести конкретные, доведенные до числа расчеты, иллюстрирующие материал, изложенный в главе.
В приложениях обсуждаются все использованные единицы физических величин, описываются различные принятые в химической литературе классификации газофазных реакций, даны основные представления теории атома, а также приведены основные соотношения химической термодинамики и формулы статистической термодинамики газов.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ЧАСТЬ 1–2
Предисловие. (1)
Глава 1. Почему именно элементарный процесс химического превращения в газе? (3)
Глава 2. Характеристики элементарных бимолекулярных реакций. (6)
2.1. Упругое рассеяние сферически симметричных частиц. (6)
2.2. Сечения и константы скорости бимолекулярных химических реакций. (10)
2.3. Модель поглощающей сферы (16)
2.4. Экспериментальные данные по равновесным константам скорости и модель поглощающей сферы. (19)
ЧАСТЬ 3
Глава 3. Электронно-адиабатическое приближение и квантовые состояния двухатомной молекулы. (27)
3.1. Исключение электронных степеней свободы – электронно-адиабатическое приближение. (27)
3.2. Потенциальные кривые двухатомной молекулы. Представление о неадиабатических переходах. (30)
3.3. Квантовые числа, характеризующие состояние стабильных двухатомных молекул. (35)
Задачи.(41)
ЧАСТЬ 4
Глава 4. Поверхности потенциальной энергии для систем, в которых имеет место химическая реакция. 45
4.1. Приближение Гайтлера – Лондона. (45)
4.2. Происхождение потенциального барьера – формула Лондона для системы трех атомов водорода. (49)
4.3. Метод Лондона – Эйринга – Поляни – Сато и общая характеристика поверхностей потенциальной энергии. (57)
Задачи. (66)
ЧАСТЬ 5
Глава 5. Метод переходного состояния. Классическая теория. (70)
5.1. Формулировка метода переходного состояния в рамках классической механики. (70)
5.2. Вариационный метод переходного состояния. (81)
Задачи. (84)
ЧАСТЬ 6
Глава 6. Метод переходного состояния. Квантовая теория. (91)
6.1. Типы квантовых эффектов в методе переходного состояния. (91)
6.2. Туннелирование и надбарьерное отражение при прохождении потенциального барьера. (93)
6.3. Квантование уровней энергии переходного комплекса и адиабатический метод переходного состояния. (104)
Задачи. (111)
ЧАСТЬ 7
Глава 7. Применения метода переходного состояния к расчету термических констант скорости конкретных систем. (113)
7.1. Стерический множитель в константах скорости прямых реакций. (113)
7.2. Реакция атома с молекулой двухатомной молекулой, идущая через линейный переходный комплекс. (115)
7.3. Метод переходного состояния и эксперимент для конкретных реакций атома с двухатомной молекулой. (123)
Задачи. (129)
ЧАСТЬ 8
Глава 8. Динамика прямых бимолекулярных реакций. (135)
8.1. Микроскопические константы скорости реакции атома с двухатомной молекулой. (135)
8.2. Колебательные распределения продуктов экзотермической реакции атома с двухатомной молекулой. (137)
8.3. Динамика экзотермических реакций атома с двухатомной молекулой. (144)
8.4. Колебательно-адиабатическая модель прямых термонейтральных реакций на примере реакции H+H2->H2+H. (153)
Задачи. (156)
ЧАСТЬ 9
Глава 9. Статистическая теория бимолекулярных реакций, идущих через промежуточный комплекс. (159)
9.1. Концепция промежуточного комплекса. (159)
9.2. Сечения и константы скорости бимолекулярных реакций, идущих через промежуточный комплекс. (164)
9.3. Расчет микроканонической константы скорости распада промежуточного комплекса методом переходного состояния. (171)
Задачи. (180)
ЧАСТЬ 10
Глава 10. Применения статистической теории к анализу конкретных идущих через промежуточный комплекс реакций. (184)
10.1. Характерные свойства микроканонической константы скорости распада промежуточного комплекса. (184)
10.2. Реакции соединения. (189)
10.3. Процессы химической активации. (198)
Задачи. (205)
Приложение I. Единицы физических величин. (211)
Приложение II. Классификации газофазных химических реакций. (216)
Приложение III. Структура и квантовые числа атома. (220)
Приложение IV. Неадиабатические переходы между пересекающимися электронными термами на примере диссоциации молекулы KCl. (223)
Приложение V. Химическое равновесие в идеальных газах. (227)
Литература. (234)
