Động hóa học - Chương 7

Tuyệt đại đa số phản ứng là phản ứng của hợp chất hữu cơ diễn ra trong dung dịch. Do vậy, nghiên cứuảnh hưởng của dung môi lên tốc độ phản ứng có ý nghĩa lý thuyết cũng như thực tiển quan trọng.Ở pha lỏng phân tử chất phản ứng và dung môi tiếp xúc với nhau một cách khăng khít, lực tương táctương hổ giữa chúng tương đối lớn. Bản chất của các lực này rất khác nhau và bao gồm: lực phân tán(khuếch tán) London, đó là lực tương tác giữa các đám mây electron của các phân...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Động hóa học - Chương 7 CHƯƠNG VII ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI LÊN TỐC ÐỘ PHẢN ỨNG I. ÁP DỤNG CÁC QUY LUẬT CỦA THUYẾT VA CHẠM HOẠT ĐỘNG VÀ PHỨC HOẠT ĐỘNG CHO PHẢN ỨNG TRONG DUNG DỊCH. II. SỰ SOLVAT HÓA. 1. Lực giữa các phân tử 2. Cấu trúc chất lỏng 3. Sự Solvat hóa phân tử trung hòa và ion 4. Mẫu Solvat hóa tĩnh điện. III. PHẢN ỨNG CỦA PHÂN TỬ TRUNG HÒA DIỄN RA QUA TRẠNG THÁI CHUYỂN TIẾP KHÔNG PHÂN CỰC. IV. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ PHÂN CỰC LÊN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG PHÂN CỰC. 1. Phản ứng của phân tử trung hoà diễn ra qua trạng thái chuyển tiếp cho phân cực 2. Phản ứng giữa các ion 3. Phản ứng giữa ion và phân tử trung hòa. V. ẢNH HƯỞNG CỦA SOLVAT HÓA RIÊNG LÊN TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG 1. Ảnh hưởng của Solvat hóa ion lên tốc độ phản ứng phân cực 2. Sự điện ly của ion, Solval hóa các cation và tốc độ phản ứng CHƯƠNG VII ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI LÊN TỐC ÐỘ PHẢN ỨNG Tuyệt đại đa số phản ứng là phản ứng của hợp chất hữu cơ diễn ra trong dung dịch. Do vậy, nghiên cứuảnh hưởng của dung môi lên tốc độ phản ứng có ý nghĩa lý thuyết cũng như thực tiển quan trọng. Ở pha lỏng phân tử chất phản ứng và dung môi tiếp xúc với nhau một cách khăng khít, lực tương táctương hổ giữa chúng tương đối lớn. Bản chất của các lực này rất khác nhau và bao gồm: lực phân tán(khuếch tán) London, đó là lực tương tác giữa các đám mây electron của các phân tử riêng rẻ qua tương táctĩnh điện; lực Culong của các phân tử phân cực, hoặc bị phân cực tạo ra liên kết hydro và các liên kết hóa họcriêng rẻ khác. Cho đến nay, chưa có khả năng mô tả một cách đầy đủ các tương tác này. Vì vậy, chúng ta chỉcó mẫu (mô hình) và sự phụ thuộc bán thực nghiệm đặt cơ sở cho việc giải động học các phản ứng diễn ratrong dung dịch. Nội dung cơ bản về ảnh hưởng của dung môi lên tốc độ phản ứng gồm mấy vấn đề sau: I. Áp dụng các quy luật của thuyết va chạm hoạt động và phức hoạt động cho phản ứng trong dung dịch. II. Sự solvat hóa. III. Phản ứng của phân tử trung hòa diễn ra qua trạng thái chuyển tiếp không phân cực. IV. Ảnh hưởng của độ phân cực lên tốc độ phản ứng phân cực. V. Ảnh hưởng của solvat hóa riêng lên tốc độ phản ứng.I. ÁP DỤNG CÁC QUY LUẬT CỦA THUYẾT VA CHẠM HOẠT ĐỘNG VÀ PHỨCHOẠT ĐỘNG CHO PHẢN ỨNG TRONG DUNG DỊCH (Xem mục 5.3.10).II. SỰ SOLVAT HOÁ TOP1 Lực giữa các phân tử Hiện tượng solvat hóa gây ra do tác dụng của lực Vander Vaals. Lực này có nguồn gốc của lực hóa trị,được sinh ra do tương tác giữa electron và hạt nhân nguyên tử trong các phân tử, được mô tả bằng phươngpháp cơ học lượng tử. a) Lực sinh ra do tương tác giữa các nguyên tử mang điện tích với phân tử, cũng như giữa các phân tửcó điện tích bất đối xứng (phân tử lưỡng cực). Trong sự gần đúng có thể giải thích bản chất của lực bằngtương tác tĩnh điện. Lực lưỡng cực này (tương tác ion - lưỡng cực, lưỡng cực - lưỡng cực) là một hàm số củađiện tích ion và momen lưỡng cực của phân tử, lưỡng cực giảm khi tăng số phân tử. b) Tương tác giữa các phân tử không phân cực hoặc phân tử phân cực bị chiếm đoạt điện tích với cácion hoặc phân tử có momen lưỡng cực. Cũng có thể mô tả lực này bằng mẫu tĩnh điện. Lực này phụ thuộcvào độ phân cực của phân tử và điện tích, momen lưỡng cực của các phân tử cảm ứng. c) Lực khuếch tán (hoặc lực London) sinh ra do tương tác giữa các nguyên tử và phân tử bị tước đoạtđiện tích có momen lưỡng cực bền. Có thể giải thích lực này hình thành do kết quả của sự chuyển động củacác electron trong nguyên tử và phân tử, và được mô tả như một hàm số của độ phân cực và thế ion hóa phântử. Tương tác này liệt vào tương tác giữa các phân tử. Lực tương tác giữa các phân tử loại này là lực yếu dướitác dụng của nó không dẫn đến sự hình thành liên kết giữa các phân tử. Ngược lại, lực tương tác giữa các ionhoặc các phân tử lưỡng cực có trị số lớn. Ngoài ra, còn có lực tương tác đặc biệt. Ðó là lực liên kết hydrô,liên kết cho nhận. d) Lực liên kết hydro: Lực gây ra sự hình thành liên kết hydro giữa hai phân tử cho, nhận. Ví dụ, liênkết giữa phân tử axit cacboxyl với hợp chất có nhóm OH thì axit là phân tử (chất) cho, còn rượu là chất nhận.Liên kết này là liên kết yếu, năng lượng liên kết trong khoảng 4 - 8 Kcal/mol. Khả năng tạo ra liên kết hydrolà do tính chất đặc trưng của các dung môi dễ bị proton hóa như: nước, ancol, amit, axit cacboxyl và hợp chấtkhác. e) Tương tác cho nhân electron Liên kết cho nhận electron xảy ra giữa ...