
【化】 collision theory
碰撞理论(Collision Theory)是从微观角度解释化学反应速率的核心理论,主要探讨分子间发生有效碰撞的条件与规律。以下是汉英词典视角的详细解释:
碰撞理论认为,化学反应发生的必要条件是反应物分子必须相互碰撞,且只有具备足够能量和合适取向的碰撞(即“有效碰撞”)才能导致旧键断裂与新键形成。
Collision theory states that chemical reactions occur when reactant molecules collide with sufficient energy and proper orientation, leading to bond breaking and formation.
碰撞频率(Collision Frequency)
单位时间内分子间的碰撞次数。浓度和温度升高会显著增加碰撞频率 。
公式:
$$ Z = sigma sqrt{frac{8k_B T}{pi mu}} cdot N_A [A][B] $$
其中 ( Z ) 为碰撞频率,( sigma ) 为碰撞截面,( k_B ) 为玻尔兹曼常数,( mu ) 为约化质量。
活化能(Activation Energy, ( E_a ))
分子发生有效碰撞所需的最低能量阈值。只有动能高于 ( E_a ) 的分子碰撞才能引发反应 。
阿伦尼乌斯公式:
$$ k = A e^{-E_a / RT} $$
取向因子(Orientation Factor)
分子空间构型需满足反应路径要求(如亲核反应中进攻角度)。例如,( text{CH}_3text{Br} + text{OH}^- ) 反应中,( text{OH}^- ) 需碰撞 C-Br 键的反侧 。
第10版第22章详述碰撞理论与速率方程推导 。
可视化演示能量与取向对反应概率的影响 。
第3章分析分子取向的定量模型 。
Glossary of Terms Used in Physical Organic Chemistry 定义活化能标准 。
注:因搜索结果未提供直接链接,参考文献仅标注来源名称。建议通过学术数据库(如ScienceDirect、JSTOR)检索完整文献。
碰撞理论是用于解释分子或粒子间相互作用如何引发化学反应或物理碰撞过程的理论,主要分为化学和物理两个领域的应用:
基本定义
该理论认为,化学反应的发生需要反应物分子发生有效碰撞,即同时满足两个条件:
影响因素
理论模型
采用“硬球模型”,假设分子为刚性球体,碰撞瞬间无内部能量损失。
主要研究粒子(如原子、等离子体)碰撞时的动量与能量守恒,例如:
领域 | 典型场景 | 参考来源 |
---|---|---|
化学反应 | 预测反应速率、优化催化剂 | |
粒子物理 | 分析核反应、等离子体行为 |
注意:不同学科对碰撞理论的具体假设不同,需结合具体情境理解。
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