艾林方程式英文解釋翻譯、艾林方程式的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 Eyring equation
分詞翻譯:
艾的英語翻譯:
moxa
【醫】 Artemisia vulgaris L.; moxa
林的英語翻譯:
circles; forest; woods
方程式的英語翻譯:
equation
【化】 equation
【醫】 equation
專業解析
艾林方程式(Eyring equation),又稱艾林方程或埃林方程,是化學動力學中基于過渡态理論(Transition State Theory, TST)描述化學反應速率常數(k)與熱力學參數之間關系的核心方程。它由物理化學家亨利·艾林(Henry Eyring)于1935年提出,是阿倫尼烏斯方程更深入的理論發展。
1. 方程式的表述與含義
艾林方程式的基本形式為:
$$
k = frac{k_B T}{h} e^{-frac{Delta G^{ddagger}}{RT}}
$$
其中:
- k:化學反應速率常數。
- k_B:玻爾茲曼常數(Boltzmann constant)。
- T:絕對溫度(開爾文,K)。
- h:普朗克常數(Planck constant)。
- R:氣體常數。
- $Delta G^{ddagger}$:反應的吉布斯自由能變(活化吉布斯自由能),即反應物形成過渡态時吉布斯自由能的變化量(單位:J/mol 或 kJ/mol)。
- $e^{-frac{Delta G^{ddagger}}{RT}}$:玻爾茲曼因子,表示在溫度 T 下,反應物分子具有足夠能量克服能壘(即達到過渡态)的概率。
核心物理意義: 該方程表明,反應速率常數k 主要取決于兩個因素:
- 頻率因子 ($frac{k_B T}{h}$):代表反應體系嘗試跨越能壘的基本頻率,具有頻率的量綱(s⁻¹)。它描述了反應坐标上過渡态構型分解為産物的速率上限。
- 活化能壘 ($e^{-frac{Delta G^{ddagger}}{RT}}$):代表克服活化能壘($Delta G^{ddagger}$)的難易程度。$Delta G^{ddagger}$ 越小(能壘越低),指數項越大,反應速率越快。
2. 與阿倫尼烏斯方程的聯繫與區别
- 聯繫: 艾林方程式在形式上與阿倫尼烏斯方程 ($k = A e^{-E_a / RT}$) 相似。活化能 $E_a$ 與 $Delta H^{ddagger}$(活化焓)相關,指前因子 A 與 $Delta S^{ddagger}$(活化熵)相關。
- 區别: 阿倫尼烏斯方程是經驗公式,參數 $E_a$ 和 $A$ 需通過實驗測定。艾林方程式則基于過渡态理論,從分子層面解釋了反應過程,賦予了 $A$ 因子明确的物理意義(與 $Delta S^{ddagger}$ 相關),并将速率常數與熱力學函數 $Delta G^{ddagger}$(進而 $Delta H^{ddagger}$ 和 $Delta S^{ddagger}$)直接聯繫起來。
3. 活化參數的意義
艾林方程式常被擴展為包含活化焓 ($Delta H^{ddagger}$) 和活化熵 ($Delta S^{ddagger}$) 的形式:
$$
k = frac{k_B T}{h} e^{frac{Delta S^{ddagger}}{R}} e^{-frac{Delta H^{ddagger}}{RT}}
$$
- $Delta H^{ddagger}$ (活化焓): 主要反映斷裂或形成化學鍵所需的能量,通常與阿倫尼烏斯活化能 $E_a$ 近似相等($E_a approx Delta H^{ddagger} + RT$)。正值表示吸熱過程。
- $Delta S^{ddagger}$ (活化熵): 反映反應物形成過渡态時有序度的變化。負值表示過渡态比反應物更有序(如雙分子反應中兩個分子結合成一個過渡态),正值表示過渡态更無序(如單分子解離反應)。指前因子 $A$ 的大小主要受 $Delta S^{ddagger}$ 影響。
4. 應用場景
艾林方程式廣泛應用于:
- 計算化學反應的速率常數。
- 通過測量不同溫度下的速率常數,求算反應的 $Delta G^{ddagger}$、$Delta H^{ddagger}$ 和 $Delta S^{ddagger}$,從而深入理解反應機理(如判斷是協同過程還是分步過程,過渡态的結構是緊密還是松散)。
- 預測反應速率隨溫度的變化。
- 在酶催化動力學(Michaelis-Menten 方程的推導基礎之一)、溶液反應、氣相反應等領域均有重要應用。
5. 重要性
艾林方程式是連接宏觀反應動力學與微觀分子過程的橋梁。它超越了阿倫尼烏斯方程的純經驗性,從統計力學和量子力學原理出發,為理解化學反應如何發生以及速率受哪些因素影響提供了深刻的理論基礎。
參考來源:
- 艾林原著論文: Eyring, H. (1935). The Activated Complex in Chemical Reactions. The Journal of Chemical Physics, 3(2), 107–115. (奠定過渡态理論和艾林方程基礎的開創性論文)
- 經典物理化學教材: Atkins, P., & de Paula, J. Physical Chemistry (第11版或更新版). Oxford University Press. (權威教材,對過渡态理論和艾林方程有系統闡述)
- 化學動力學專著: Laidler, K. J. Chemical Kinetics (第3版). HarperCollins. (動力學領域的經典著作,深入講解艾林方程及其應用)
- IUPAC定義: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Gold Book - Transition State Theory. (提供标準術語和定義)
網絡擴展解釋
"艾林方程式"的英文對應詞為"Eyring equation"。該術語在不同領域有不同含義:
-
基礎定義
方程式(equation)指代數學中的等式或化學反應的表達式,如-4所述。數學方程式需滿足等式兩邊未知數的解,化學方程式則需遵循質量守恒定律。
-
艾林方程式的特殊含義
根據名稱推測(需進一步專業資料驗證),可能指化學動力學中的艾林方程(Eyring equation),用于計算化學反應速率與溫度的關系,其公式為:
$$
k = frac{k_B T}{h} e^{-frac{Delta G^ddagger}{RT}}
$$
其中$k$為反應速率常數,$Delta G^ddagger$為活化自由能。該方程結合了過渡态理論,常用于描述反應機理。
由于搜索結果中缺乏直接對應的詳細解釋,建議通過化學動力學專業文獻或權威詞典(如海詞詞典)進一步确認具體定義與應用場景。
分類
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