إدارة الموسوعة 1: مراجعة واحدة

2013-09-16T14:26:09Z

مراجعة واحدة

صفحة جديدة

[[ملف:Rxn coordinate diagram 5.PNG|thumb| left |360px|يسير التفاعل من اليسار إلى اليمين عن طريق تكوين مركب انتقالي مثار ، ومنها تنتج نواتج التفاعل إلى اليسار .]]

'''نظرية تحول الحالة''' في [[الكيمياء]] {{إنج|Transition state theory}}

هي نظرية تفسر [[معدل التفاعل]] في [[تفاعل كيميائي]] بسيط . وتفترض النظرية نشأة [[توازن كيميائي]] بين المواد الداخلة في التفاعل و حالات انتقالية مثارة للجزيئات .
<ref>[[International Union of Pure and Applied Chemistry]] (IUPAC). Transition State Theory. http://goldbook.iupac.org/T06470.html (accessed November 23, 2008)</ref>

وتستخدم النظرية أساسا لفهم كيفية سير تفاعل كيميائي. ولكنها لم تكن ناجحة كل النجاح لحساب [[ثابت معدل التفاعل]] ، حيث أن حساب ثابت معدل التفاعل يحتاج معرفة دقيقة لأسطح الجهد الكيميائي أو "أسطح [[كمون كيميائي|الكمون الكيميائي]] ".
<ref>Truhlar, D. G.; Garrett, B. C.; Klippenstein, S. J., Current Status of Transition-State Theory. The Journal of physical chemistry 1996, 100, (31), 12771-12800</ref>
ورغما عن ذلك فتنجح النظرية لحساب [[إنتالبي]] التنشيط
(Δ‡''H''⦵), وحساب [[أنتروبيا التنشيط]] (Δ‡''S''⦵), وكذلك حساب [[طاقة جيبس الحرة|طاقة جيبس]] للتنشيط (Δ‡''G''⦵) لتفاعل معين في حالة تعيين ثابت المعدل التفاعل له مسبقا بطريقة عملية.

يتبين من الشكل أن الطاقة الكلية للمواد الداخلة في التفاعل تحتاج إلى طاقة إضافية منشطة وقدرها هنا (Δ‡''G''⦵) لكي تتفاعل . وعند حصولها إلى تلك الطاقة المنشطة تنتج مكونات وسطية مثارة (لأنها تحتوي على الطاقة المنشطة وتصبح فوق الجبل) ، ثم تنزلق إلى أسفل مكونة نواتج التفاعل . من الملاحظ أن الطاقة الداخلية للمواد الداخلة في التفاعل أكبر من الطاقة الداخلية للمواد الناتجة من التفاعل ، ولكنها تحتاج إلى إثارة بالمقدار (Δ‡''G''⦵) لكي تعبر جبل [[طاقة الوضع]] الحائل بين المواد الداخلة والمواد الناتجة من التفاعل.

== استنباطها ==

نستنبطها بافتراص أحد التفاعلات حيث تتفاعل المادتان <math>A</math> و <math>B</math> لإنتاج المادة <math>P</math> . وكما وصفنا من قبل يتكون أولا المركب الانتقالي المثار <math>C^{\ddagger}</math> الذي يفقد الإثارة ويتحول إلى الناتج P .

:<math>\mathrm{A+B \ \overrightarrow{\longleftarrow} \ C^{\ddagger} \ \rightarrow \ P}</math>

وتسير سرعة التفاعل ونعرفها بأنها سرعة تكوين الناتج الناتج P ، طبقا للعلاقة :

:<math>\frac{d\mathrm{[P]}}{dt}=k^{\ddagger} \cdot \mathrm{[C^{\ddagger}]}</math>

و يُعرف [[تركيز]] المركب الانتقالي المثار
<math>\mathrm{[C^{\ddagger}]}</math> عن طريق [[ثابت معدل التفاعل]] لحالة توازن المواد الداخلة في التفاعل ، حيث أن

:<math>K^{\ddagger}=\mathrm{\frac{[C^{\ddagger}]}{[A] \cdot [B]}}</math>

واستبداله بتركيزي A و B .

:<math>\frac{d\mathrm{[P]}}{dt}=k^{\ddagger} \cdot K^{\ddagger} \mathrm{\cdot [A] \cdot [B]}</math>

هذه المعادلة تعطينا معدل ة تكوين الناتج P مع الزمن t ، ويمكننا اختصارها إلى الصيغة:

:<math>\frac{d\mathrm{[P]}}{dt}=k \mathrm{\cdot [A] \cdot [B]}</math>

ونحصل على [[ثابت معدل التفاعل]] <math>k</math> :

:<math>k = k^{\ddagger} \cdot K^{\ddagger} </math>

ونحصل على ثابت معدل التفاعل المثار <math>k^{\ddagger}</math> على الصورة :

:<math>k^{\ddagger}= \frac{k_b \cdot T}{h}</math>

ويلزم تعيين المعامل الانتقالي <math>\kappa</math> عمليا وإضافته إلى المعادلة.

نجد تلك المعادلة في الصيغة التالية في كتب كثيرة :

:<math>k= \frac{k_b \cdot T}{h} \cdot K^{\ddagger}</math>

حيث <math>K^{\ddagger} = \frac{Q^{\ddagger}}{Q_{A} Q_{B}} \cdot e^{- \frac{E_{0}}{k_{b}T}}</math> ، و <math>E_{0}</math> الفرق بين طاقة درجة الصفر للمواد الداخلة في التفاعل وطاقة المركب الانتقالي المثار .

تبلغ قيمة
<math>k^{\ddagger}= \frac{k_b \cdot T}{h}</math> عند درجة حرارة ''T'' = 300 [[كلفن]] نحو <math>6{,}25 \cdot 10^{12} \, \mathrm{s}^{-1}</math>
وهي تسمى معامل التردد ، وهي تعادل تقريبا معدل أصتدام [[جزيئ|الجزيئات]] في السائل.

== اقرأ أيضا ==
*[[تفاعل كيميائي]]
*[[تفاعل ناشر للحرارة]]
*[[تفاعل يمتص الحرارة]]
*[[تفاعل الثرميت]]
*[[تفاعل أكسدة-اختزال]]
*[[اختزال]]
*[[معادلة أرينيوس]]
*[[تفاعل نووي]]
*نظرية تحول الحالة

==المراجع==
{{مراجع}}

{{بذرة كيمياء}}

[[تصنيف:حركية كيميائية]]
[[تصنيف:نظريات كيميائية]]
[[تصنيف:كيمياء]]
[[تصنيف:تفاعلات كيميائية|*]]

نظرية تحول الحالة - تاريخ المراجعة

إدارة الموسوعة 1: مراجعة واحدة