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势能面 碰撞动能怎样转化为反应分子内部的势能? 怎样达到新旧 交替的活化状态, 以及怎样翻越反应能峰? 下面先介绍三原子 系统的势能面. 分析原子A与双原子分子B-C沿B-C联线方向碰撞生成分 子A-B和原子C的过程: ≠ A + B-C →A…B…C →[A…B…C] ≠ →A…B…C →A-B + C A + B-C →A…B…C →[A…B…C] →A…B…C →A-B + C 上述过程实质是随A, B, C 间距离的改变, 碰撞动能逐渐变 为原子间势能, 反应后又逐渐变为动能的过程. 若A, B, C在同一 直线上, 则势能E 可表示为rAB, rBC 的函数: E= f (rAB, rBC ) “势能面” 动画 将该函数作成立体图, 即得到一个曲面, 称为势能面. 00-7-27 1 势能面 左图等势能线上的数字大小 代表势能的高低. • d点rAB和rBC都较远, A, B, C都 处于原子状态, 势能较高; • 由d 向a 移动, rBC缩短而rAB保 持较远, 即原子B与C靠近, 因未 配对电子的吸引而势能降低; • 到a 点时势能最低, 此时的rBC 即稳定的BC分子的键长; • 由a 至e, BC 间斥力迅速增大而 势能激增. f 的过程与上类似. 可知势能面上有ac 和bc 两条相 由d 至 连的山谷, 其两侧是较陡的山坡; 谷底也是斜坡式的, c 点为谷 底的最高点, 叫做马鞍点. 00-7-27 2 反应途径 势能面上的谷底路线acb 为势能最小和可能性最大的 反应途径. 假如沿adb路线, 就 要翻越高得多的能峰, 一般情 况下显然是不大可能的. 这也 就解释了为什么活化能总是 小于各反应物键能之和. acb反应途径中存在一个势能能峰. 只有碰撞动能足够高的 反应物才可能得到足够的势能登上马鞍点, 翻越能峰生成产物. “活化能峰” 动画 过渡状态( 活化络合物) [A…B…C]≠ : 在马鞍点c上, ABC三原 子以较弱的键结合在一起的不稳定状态, 原子间距比正常化学 键大得多, 很容易分解为为产物或反应物. 00-7-27 3 活化络合物 活化络合物原子间距较正常化学键大, 如反应D +