30: Dinámica de reacción en fase gaseosa
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- 30.1: La tasa de reacción bimolecular en fase gaseosa se puede estimar usando la teoría de colisión de esfera dura y una sección transversal de reacción dependiente de la energía
- Un modelo simple para reacciones en fase gaseosa considera que la reacción ocurre entre dos partículas duras y esféricas. Aunque es una simplificación excesiva, este modelo nos permite desarrollar una ecuación que describa la cinética de reacción que podemos mejorar con otras modificaciones del modelo.
- 30.2: Una sección transversal de reacción depende del parámetro de impacto
- En el apartado anterior, se asumió que todas las colisiones con suficiente energía conducirían a una reacción entre las partículas Q y B. Esta es una suposición poco realista porque no todas las colisiones ocurren con una alineación adecuada de las partículas.
- 30.3: La constante de velocidad para una reacción química en fase gaseosa puede depender de las orientaciones de las moléculas colisionantes
- En la sección anterior, se modificó el modelo simple de esfera dura para colisiones para tomar en cuenta el hecho de que no todas las colisiones de partículas ocurrieron con suficiente energía para dar lugar a una reacción. El modelo de línea de centros asumió que todas las partículas colisionantes eran esferas, sin embargo sabemos que definitivamente no es así. Por lo tanto, necesitamos modificar el modelo de colisión para tener en cuenta la orientación de las partículas no esféricas.
- 30.4: La energía interna de los reactivos puede afectar la sección transversal de una reacción
- Hasta este punto, hemos desarrollado un modelo de colisión que incorpora considerada la energía cinética de las partículas colisionantes, la sección transversal del impacto de las partículas y la orientación relativa de las partículas. Con cada factor agregado, el modelo ha descrito más de cerca los resultados obtenidos experimentalmente. En esta sección, agregaremos la energía interna de las partículas al modelo.
- 30.5: Una colisión reactiva se puede describir en un sistema de coordenadas de centro de masa
- Aplicaremos un sistema de coordenadas de centro de masa a la reacción bimolecular de gases ideales para desarrollar un modelo mejorado de cinética de reacción que produzca valores teóricos que representen más de cerca los resultados experimentales.
- 30.6: Las colisiones reactivas pueden estudiarse usando máquinas de haz molecular cruzado
- Los experimentos de haz molecular cruzado son experimentos químicos donde dos haces de átomos o moléculas chocan entre sí para estudiar la dinámica de la reacción química. Estos experimentos pueden detectar colisiones reactivas individuales así como determinar la distribución de velocidades y el ángulo de dispersión de los productos de reacción.
- 30.7: Las reacciones pueden producir moléculas excitadas vibracionalmente
- En esta sección se discute la distribución de una energía de colisión total fija entre la energía interna de los productos y la energía traslacional de los productos en la reacción de un átomo F con una molécula de deuterio para formar un átomo D y una molécula DF. En concreto, veremos los estados vibracionales de la molécula DF que puedan estar poblados.
- 30.8: La velocidad y distribución angular de los productos de una colisión reactiva
- Esta sección describe cómo los datos de experimentos de haces moleculares cruzados nos permiten describir la velocidad y distribución angular de las partículas producidas por una simple colisión bi-molecular. Como se señaló en el apartado anterior, la energía vibratoria interna de los productos afectará la velocidad y distribución.
- 30.9: No todas las reacciones químicas en fase gaseosa son reacciones de rebote
- En la sección anterior, estudiamos una reacción de rebote en la que la gran mayoría de las moléculas DF rebotan de la colisión con D2 hacia la dirección general de donde provienen. En esta sección, veremos reacciones en las que la mayoría de las moléculas del producto continúan avanzando después de la colisión en la misma dirección en la que iban las moléculas precursoras reaccionantes, y reacciones en las que los productos se dispersan por igual tanto en dirección directa como inversa.
- 30.10: La superficie de energía potencial se puede calcular usando mecánica cuántica
- En esta sección final sobre dinámica de reacción, incluiremos la energía potencial de las moléculas reaccionantes en nuestro intento de describir el camino de los reactivos a los productos. Este nuevo término energético nos llevará al desarrollo del estado de transición, la barrera energética entre los reactivos y los productos.