Năng lượng kích hoạt

Phản ứng hóa học có thể xảy ra với các tốc độ khác nhau. Một số người trong số họ kết thúc trong một vài giây, những người khác có thể kéo ngày, hàng ngày và thậm chí cả thập kỷ. Để xác định năng suất và kích cỡ của thiết bị cần thiết, cũng như lượng sản phẩm được sản xuất, điều quan trọng là biết tỷ lệ phản ứng hóa học xảy ra. Nó có thể có các giá trị khác nhau, tùy thuộc vào:
-sự tập trung các chất phản ứng;
-nhiệt độ của hệ thống.

Nhà khoa học Thụy Điển S. Arrhenius vào cuối thế kỷ XIX đã phát minh ra phương trình cho thấy sự phụ thuộc của tỷ lệ phản ứng hóa học đối với chỉ thị như năng lượng kích hoạt. Chỉ tiêu này là một giá trị không đổi và được xác định bởi bản chất của tương tác hóa học của các chất.
Theo gợi ý của nhà khoa học, chỉ những phân tử được hình thành từ các phân tử thông thường và đang chuyển động có thể tiến hành phản ứng giữa chúng. Những hạt này được gọi là hoạt động. Năng lượng kích hoạt là lực cần thiết cho việc chuyển đổi các phân tử thông thường sang trạng thái chuyển động và phản ứng nhanh nhất.

Trong quá trình tương tác hóa học, một số hạt vật chất bị phá hủy, trong khi một số hạt khác phát sinh. Trong trường hợp này, các kết nối giữa chúng thay đổi, nghĩa là, mật độ electron được phân phối lại. Tỷ lệ phản ứng hóa học, trong đó các tương tác cũ sẽ bị phá huỷ hoàn toàn, sẽ có giá trị rất thấp. Đồng thời, lượng cung cấp năng lượng phải cao. Các nghiên cứu khoa học đã chỉ ra rằng trong quá trình tương tác của chất, bất kỳ hệ thống nào tạo thành một phức hợp kích hoạt, đó là trạng thái chuyển tiếp của nó. Đồng thời, mối quan hệ cũ bị suy yếu, và những mối quan hệ cũ chỉ bị phác thảo. Giai đoạn này rất nhỏ. Đó là một phần của một giây. Kết quả của sự phân rã của phức hợp này là sự hình thành các chất ban đầu, hoặc các sản phẩm tương tác hóa học.

Để cho các thành phần thoáng qua phát sinh, nó là cần thiết để truyền đạt hoạt động cho hệ thống. Đối với điều này, năng lượng kích hoạt của phản ứng hóa học cũng cần thiết. Sự hình thành phức hợp chuyển tiếp được xác định bởi sức mạnh mà các phân tử chứa. Lượng các hạt này trong hệ thống phụ thuộc vào chế độ nhiệt độ. Nếu nó đủ cao, phân số của các phân tử hoạt động rất lớn. Trong trường hợp này, cường độ của lực tương tác của chúng cao hơn hoặc bằng chỉ số, được gọi là "năng lượng kích hoạt". Do đó, ở nhiệt độ đủ cao, số lượng các phân tử có khả năng hình thành một phức hợp chuyển tiếp là cao. Kết quả là tỷ lệ phản ứng hóa học tăng lên. Ngược lại, nếu năng lượng kích hoạt là rất quan trọng, phần nhỏ của các hạt có khả năng tương tác nhỏ.
Sự có mặt của một rào cản năng lượng cao là một trở ngại cho sự xuất hiện của các phản ứng hóa học ở nhiệt độ thấp, mặc dù xác suất của họ tồn tại. Các tương tác ngoại kín và nhiệt đới có đặc điểm khác nhau. Đầu tiên chúng tiến hành với năng lượng kích hoạt thấp nhất, và thứ hai với năng lượng kích hoạt lớn hơn.

Khái niệm này cũng được sử dụng trong vật lý. Năng lượng kích hoạt của chất bán dẫn là lực tối thiểu để tăng tốc cho các điện tử để chuyển tiếp sang dải dẫn. Trong quá trình này, các liên kết giữa các nguyên tử bị phá vỡ. Ngoài ra, điện tử phải di chuyển từ băng giá trị đến vùng dẫn. Sự gia tăng nhiệt độ là lý do để tăng cường chuyển động nhiệt của các hạt. Trong trường hợp này, một số electron đi qua trạng thái của các tàu chở hàng miễn phí. Các kết nối nội bộ cũng có thể bị phá vỡ bằng điện trường, ánh sáng, vv Năng lượng kích hoạt lớn hơn nhiều trong chất bán dẫn bên trong hơn so với các tạp chất tạp chất.