Kimyoviy kinetika, reaksiyalarning tartibi va molekulyarligi Reja Kirish

Zanjirli kimyoviy reaksiyalar.

Kimyoviy reaksiyaga kirishayotgan moddalar tabiatiga va sharoitiga qarab reaksiyaga atomlar, molekulalar, radikallar yoki ionlar ishtirok etishi mumkin. Shuning uchun reaksiyalarning borish mexanizmiga qarab, ularni oddiy, ionli va radikalli reaksiyalarga bo’lish mumkin. To’g’ridan to’g’ri molekulalar orasida boradigan reaksiyalar oddiy reaksiyalar deyiladi.
M: H₂+J₂=2HJ 2NO+Cl₂=2NOCl
Bunday reaksiyalarning o’tishi uchun yuqori aktivlanish energiyasi talab qilinadi.(20 - 60 kkal/mol). Ko’pincha kimyoviy reaksiyalar ion yoki radikallarning ishtirokida sodir bo’ladi. Shu sababli ularning umumiy reaksiyasi, xakikiy reaksiya mexanizmini ochib bera olmaydi. Ionli reaksiyalarda zaryadlangan zarrachalar ishtirok etganligi uchun aktivlanish energiyasi kichiq bo’ladi (0 - 18 kkal/mol). Erkin radikallar ishtirokida boradigan reaksiyalarda aktivlanish energiyasi undan ham kichiq (0 - 9kkal\mol) bo’lishi mumkin. Q’arama-qarshi zaryadlangan (+ va -) zarrachalar ionlar deyiladi. Ionlar-moddalar faqat eritilganda yoki suyuqlantirilganda emas, balki moddalarga elektr zaryadlari, kuchli qizdirish, yuqori energiyali nurlanish ta’sirida ham bo’lishi mumkin. Bu vaqtda molekulalar elektronlar yo’qotib yoki qabul qilib molekulyar ionlarga aylanadi.M:
 - nurlari ta’sirida: H₂O +  H₂O⁺+e^-
CH₄ +  CH₄⁺+ e^-
Molekulyar ionlar juftlashmagan elektronga va zaryadga ega bo’lganliklari uchun, reaksiyaga kirishish qobiliyatlari juda va ularning yashash davrlari ham kichiq (sek\mln.dan bir ulushi) bo’ladi. Erkin radikal va atomlar orasida sodir bo’ladigan kimeviy reaksiyalar radikal reaksiyalar deyiladi. To’yinmagan valentlikka ega bo’lgan zarrachalar erkin radikallar deyiladi.
Masalan: ON^* - suv molekulasi oskolkasi, NH₂^* - NH₃ molekulasi, NS^* - H₂S molekulasi oskolkalari. Erkin radikallar katoriga erkin atomlar: N*, sl* O*,
... ham kiradi. reaksiyaga kirishish kobiliyati juda kuchli bo’lib, ular moddalar qizdirilganda parchalanishi natijasija, yoruglik ta’sirida, va kuchli mexaniq ta’sirlar natijasida bo’ladi.
Oddiy mexanizmlar bilan boradigan bir, 1 va ko’p molekulyar reaksiyalardan tashqari, zanjir mexanizm bilan boradigan murakkab ham movjuddir.
Radikal reaksiyalar odatda zanj ir mexanizm orqali sodir bo’ladi.
Zanjir reaksiyalar nazariyasi asoslari quyidagilardan iborat (N. N. Semyonov va boshqalar):

1. 
   Zanjir reaksiya sodir bo’lishi uchun birinchi shart aktiv markazlar vujudga kelishidir. Aktiv markazlar bo’lish reaksiyasi zanjirning vujudga kelishi yoki zanjirning boshlanishi deyiladi.
   
2. 
   Zanjirlar moddiy tabiatga ega - zanjir reaksiyalar atom va radikallar orqali davom etadi.
   
3. 
   Aktiv markazlar atomlar va radikallar:
   

1. 
   zanjirning uzilishi reaksiyasiga;
   
2. 
   zanjirning davom etish reaksiyasiga;
   

v) zanjirning tarmoklanish reaksiyasiga kirishuvi mumkin.

1. 
   Zanjirning uzilishi reaksiyasi - reaksiya natijasida aktiv markazlarning yo’qolishi, ular barqaror molekulaga aylanishi mumkin:
   

(H + H = N₂, Br + Br = Br₂, H + Br = HBr ...)

2. 
   Zanjirning davom etish reaksiyasida - sistemada aktiv markazlarning soni o’zgarmay koladi. Masalan:
   

bitta Br* o’rniga bitta H* radikali bo’ladi va h.k.
v) Zanjirning tarmoklanish reaksiyasi natijasida sistemada reaksiya borgan sari juda aktiv markazlar soni ko’payadi, har qaysi yo’qolgan aktiv markaz o’rniga birdan ko’p aktiv markazlar bo’ladi.
Masalan: H* + O₂ ^--> OH* + O*
O* + H₂ > OH* + H* va x.k.zo.
Zanjir reaksiyalar tarmoqlanmagan va tarmoqlangan zanjir reaksiyalarga bo’linadi.
Zanjirning har bir bug’imida yo’qolgan har qaysi aktiv markaz o’rniga boshqa bitta yangi aktiv markaz bo’lishi bilan boradigan zanjir reaksiyalar tarmoklanmagan zanjir reaksiyalar deyiladi.
Masalan: Br₂ + H₂ = 2 Hbr reaksiya mexanizmini ko’raylik: 1) Vr₂^---> Br^*
+Br^* aktiv markazlarning bo’lishi.

2. 
   Br^* + H₂ ^----> HBr + H^* zanjirning davom etishi
   
3. 
   H^* + Br₂ ^--->HBr + Br^* zanjirning bug’imlari.
   
4. 
   Br^* + H₂ > HBr + H^*
   

Bug’imlarning soni ya’ni - dastlab bo’lgan aktiv markazlar vujudga keltiradigan elementar reaktivlarning soni zanjirning uzunligi deyiladi. (yuqoridagi misolimizda 3 ga teng, 1, 2, 3, 4 reaksiyalar).
Zanjirning har bir bug’imida yo’qolgan har qaysi aktiv markaz o’rniga boshqa 2 ta yoki bir nechta aktiv markazlarning bo’lishi bilan boradigan zanjir reaksiyalar tarmoqlangan zanjir reaksiyalar deyiladi.
Masalan: Suvning sintez reaksiyasi tarmoklangan zanjir mexanizmi asosida sodir bo’ladi:
H₂ + O₂ > OH^* + OH^* zanjirning davom etishi
H^* + O₂ > OH^* +O^*
O^* + H₂^---> OH^* + H^* zanjirning tarmoqlanishi.
Odatda tarmoqlangan zanjir reaksiyalar portlash bilan sodir bo’ladi.
Bitta aktiv markaz ikkita, ikkitasi 4 tani, 4 tasi esa 8 tani, 8 tasi esa 16 tani qiladi va h.k.