Складання хімічних рівнянь
яется тим, що зв'язок між атомами, що утворюють складні іони, неіоногенні (ковалентний).
Заряд іонів позначається арабськими цифрами зі знаком плюс або мінус після цифри, а ступінь окислення в з'єднаннях - арабськими цифрами зі знаком плюс або мінус перед цифрою. При цьому цифра зі знаком (плюс або мінус) ставиться над символом
елемента. Наприклад, HN02, КСЮ3, К2Сг04, КМп04.
Вільні радикали. Вільними або хімічними радикалами називають частинки, що володіють вільними (ненасичені) валентності, т. Е. Непарними електронами на зовнішньому енергетичному рівні. Завдяки наявності вільної валентності вільні радикали характеризуються високою реакційною здатністю і грають велику роль в хімічних процесах, так як багато реакції не протікають без їх участі. Вільні радикали можуть бути отримані з молекул органічних сполук в результаті відщеплення від них окремих атомів або груп. У радикалах атоми вуглецю, кисню або інших елементів знаходяться в незвичайному валентних станів. Наприклад, СН * 3, СН3СЩ,
С6Н6 (Про. (QH5) 2NРадікали, як правило, мають велику вільної енергією і не можуть існувати тривалий час. Відомі й відносно стійкі, або стабільні, радикали. Так, наприклад, при нагріванні тетраметілсвінец оборотно розпадається на свинець і радикал метил:
Спектроскопическим і мас-спектрометрії методами в різних реакціях виявлені такі вільні радикали, як CN-, NH "" PHj, C6H5S- і ін.
Крім реакційної активності значення вільних радикалів полягає також і в тому, що при взаємодії радикала з насиченою молекулою в кожному акті реакції радикала з молекулою з'являється новий радикал, який продовжує процес. Так, наприклад, при взаємодії хлору з воднем атоми хлору, реагуючи з молекулами водню, породжують атоми водню CI -J- Н2 = НС1 + Н ', а атоми водню з молекулами хлору снбва утворюють атоми хлору Н' + С12 = НС1 + СГ. Таким чином виникає ланцюгова реакція, в результаті якої відбувається безперервна регенерація активних атомів СГ і Н ".
Для створення активних центрів реакції вільних радикалів нерідко використовують каталізатори, молекули яких, взаємодіючи з молекулами вихідних речовин або розпадаючись, дають вільні радикали. Так, наприклад, легкість розпаду молекул перекису бензоїлу (QH5COO) 2 -> С6Н5СОО "+ QH6 '+ С02 використовують для збудження ланцюгової реакції полімеризації.
Енергія активації. Щоб відбулася хімічна реакція між частинками (атомами, молекулами, іонами), необхідно їх зіткнення. Але не кожне зіткнення частинок призводить до взаємодії. Воно має місце лише в разі, коли частинки зближуються на таку відстань, при якому відбувається перекривання їх електронних хмар, а отже, і перерозподіл електронної щільності; при цьому одні зв'язки руйнуються, а інші утворюються.
При утворенні хімічного зв'язку електронна структура одержані частинок приймає таку конфігурацію, яка відповідає найбільшою енергії зв'язку. Це може статися за умови подолання сил відштовхування (або так званого «енергетичного - бар'єру») між реагують частками. Сили відштовхування можуть бути подолані частками, що володіють підвищеним запасом енергії. Такі реакційно здатні частинки, що володіють певним надлишком енергії (в порівнянні з середньою величиною енергії всіх частинок, характерною для даної температури), називаються активними. Такими молекулами можуть бути: найбільш «швидкі», т. Е. Мають в момент зіткнення велику кінетичну енергію, порушені - у яких деякі електрони перебувають на більш високому енергетичному рівні (а не на нормальному); молекули, внутрішню будову яких (наприклад, відстань між атомними ядрами) відрізняється від найбільш стійкого стану. Ці частинки мають велику кінетичну енергію, збільшеною відстанню між атомними ядрами і ін.
Найменша енергія активації початкових частинок, необхідна для того, щоб могла статися реакція, називається енергією активації. Вона є основним фактором, що визначає швидкість тієї чи іншої реакції, а саме: чим більше енергія активації, тим повільніше протікає реакція, і навпаки, чим менше енергія активації, тим швидше при даній температурі буде протікати процес.
При зіткненні частинок спочатку вони можуть зблизитися настільки, що на короткий час їх зв'язку делокалізуются (зміщуються) і виникає так зване перехідний стан. Потім відбувається нова локалізація зв'язків і утворення нових частинок.
Якщо з вступають в реакцію частинок одна - молекула, а друга - одновалентних атом або радикал, то для подолання сил відштовхування потрібна невелика енергія активації. Тому молекула може реагувати з атомом або радикалом при порівняно невисоких температурах. Навпаки, якщо стикаються дві молекули, у яких спини електронів компенсовані (т. Е. Вони міцні), то для подолання сил відштовхування і проведення реакції необхідна значно бо