
【化】 collision theory
碰撞理論(Collision Theory)是從微觀角度解釋化學反應速率的核心理論,主要探讨分子間發生有效碰撞的條件與規律。以下是漢英詞典視角的詳細解釋:
碰撞理論認為,化學反應發生的必要條件是反應物分子必須相互碰撞,且隻有具備足夠能量和合適取向的碰撞(即“有效碰撞”)才能導緻舊鍵斷裂與新鍵形成。
Collision theory states that chemical reactions occur when reactant molecules collide with sufficient energy and proper orientation, leading to bond breaking and formation.
碰撞頻率(Collision Frequency)
單位時間内分子間的碰撞次數。濃度和溫度升高會顯著增加碰撞頻率 。
公式:
$$ Z = sigma sqrt{frac{8k_B T}{pi mu}} cdot N_A [A][B] $$
其中 ( Z ) 為碰撞頻率,( sigma ) 為碰撞截面,( k_B ) 為玻爾茲曼常數,( mu ) 為約化質量。
活化能(Activation Energy, ( E_a ))
分子發生有效碰撞所需的最低能量阈值。隻有動能高于 ( E_a ) 的分子碰撞才能引發反應 。
阿倫尼烏斯公式:
$$ k = A e^{-E_a / RT} $$
取向因子(Orientation Factor)
分子空間構型需滿足反應路徑要求(如親核反應中進攻角度)。例如,( text{CH}_3text{Br} + text{OH}^- ) 反應中,( text{OH}^- ) 需碰撞 C-Br 鍵的反側 。
第10版第22章詳述碰撞理論與速率方程推導 。
可視化演示能量與取向對反應概率的影響 。
第3章分析分子取向的定量模型 。
Glossary of Terms Used in Physical Organic Chemistry 定義活化能标準 。
注:因搜索結果未提供直接鍊接,參考文獻僅标注來源名稱。建議通過學術數據庫(如ScienceDirect、JSTOR)檢索完整文獻。
碰撞理論是用于解釋分子或粒子間相互作用如何引發化學反應或物理碰撞過程的理論,主要分為化學和物理兩個領域的應用:
基本定義
該理論認為,化學反應的發生需要反應物分子發生有效碰撞,即同時滿足兩個條件:
影響因素
理論模型
采用“硬球模型”,假設分子為剛性球體,碰撞瞬間無内部能量損失。
主要研究粒子(如原子、等離子體)碰撞時的動量與能量守恒,例如:
領域 | 典型場景 | 參考來源 |
---|---|---|
化學反應 | 預測反應速率、優化催化劑 | |
粒子物理 | 分析核反應、等離子體行為 |
注意:不同學科對碰撞理論的具體假設不同,需結合具體情境理解。
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