ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Диссоциация молекул под действием электронного или ионного удара из "Курс физической химии Том 2 Издание 2" Количество энергии, которыми обмениваются частицы, могут быть легко рассчитаны на основании закона сохранения количества движения и энергии. В результате столкновения может происходить ионизация атомов и молекул, а также диссоциация молекул на атомы. [c.68] Рассмотрим сначала обмен кинетическими энергиями упругих частиц при центральном ударе. Пусть пг1 — масса первой частицы, — скорость ее до удара, щ — скорость после удара тиг — масса второй частицы, 2 — скорость ее до удара, Нг — после удар. Согласно закону сохранения энергии сумма кинетических энергий частиц до удара равна сумме кинетических энергий частиц после удара, т. е. [c.68] количество переданной энергии при этом будет очень мало. Электрон после удара переменит направление движения, почти полностью сохранив прежнюю скорость. [c.69] Исходя из классических представлений, переход кинетической энергии поступательного движения электрона в энергию электронного возбуждения атома или молекулы можно рассматривать как неупругий удар. Удар, при котором энергия поступательного движения будет переходить во внутреннюю энергию, является неупру-гим. При неупругом ударе деформация соударяющихся тел увеличивается до тех пор, пока скорости их не станут одинаковыми (т. е. щ = и2= и), после чего шары перестанут давить друг на друга и будут двигаться вместе. [c.70] И если при этом первая частица — электрон, а вторая — молекула, то гп1 тг и, следовательно, при неупругом ударе р = 1, т. е. вся энергия электрона может целиком перейти в энергию электронного возбуждения атома или молекулы. Опыт показывает, что такой переход подчинен квантовым законам. Он возможен только тогда, когда энергия ударяющего электрона равна той энергии, которая необходима для перевода электрона в молекуле из заданного в любое другое состояние, разрешенное квантовыми условиями отбора. Столкновения между электронами и атомами или молекулами, которые ведут к возбуждению атомов или молекул за счет кинетической энергии электронов, называются ударами первого рода. Франк и Герц исследовали столкновения электронов с атомами и на основании результатов исследований разработали удобные методы определения резонансных, критических и ионизационных потенциалов атомов. [c.71] Эта энергия равна сумме энергии разрываемой химической связи, энергии диссоциации образовавшегося ионизированного осколка молекулы, кинетической энергии и энергии возбуждения всех образовавшихся осколков молекулы. Выраженная в электрон-вольтах, она численио равна потенциалу появления, выра женному в вольтах. [c.72] Диссоциация молекулы под действием удара электрона обычно следует непосредственно за возбуждением и похожа на рассмотренный уже процесс фотодйссоциации. В обоих случаях происходит переход молекулы или на кривую отталкивания, или в такую область кривой устойчивого возбуждения, в которой энергия молекулы оказывается больше энергии диссоциации на соответствующие продукты. [c.73] Интересно, что введение в молекулу изотопных атомов часто приводит к значительному изменению вероятности расщепления связи при бомбардировке электронами. Например, связь С—О в метане, этане и пропане слабее, чем связь С—Н в тех же молекулах. Кроме того, изотопное замещение вообще приводит к ослаблению соседних со связью С—О связей С—Н. Вероятность расщепления связи — С оказывается на 20% больше, чем вероятность расщепления связи — С. [c.73] Полученное значение энергии связи С—Н достоверно с точностью до 0,2 за и соответствует величине 101 4,5 ккал/моль. Эта величина близка к величине 103 ккал/моль, вычисленной теоретически, а также приблизительно совпадает со средним значением энергии связи, найденным кинетическим и фотохимическим методами, которые дают значения соответственно 108 и 94,8 ккал/моль. [c.74] При столкновении электронов с возбужденными молекулами возможна передача энергии возбуждения молекулы электрону, в результате чего переход молекулы в нормальное состояние не сопровождается излучением (удар второго рода). [c.74] Вернуться к основной статье