Реферат: Химия структура

ХИМИЯ


Структура:

1. Фотохимические преобразования.

2. Фотоэффект и радиационная теория катализа А.Эйнштейна.

3. Не является ли кинетическая энергия молекул лишь проявлением поглощенных ФОТОНОВ?

4. «Плененное» излучение.

5. Формы проявления фотона.

6. Механизм взаимодействия фотонов с молекулой (атомом).

7. Эффект нагревания и химическая реакция.

8. Резонансные частоты фотоэффекта.

9. Энергия активации.

10. О митогенетическом излучении и сохранении мощности.


Как меры химии связаны с мерами LT?


Теперь, мы можем говорить о ХИМИИ, которая должна принять «эстафетную палочку» от физики.

Известно, что в химии существуют следующие меры:



Рассмотрим теперь физико-химический фундамент для объяснения явлений неустойчивого равновесия.

Речь пойдет о фотохимических преобразованиях, о фотонике, основой которой является фотон — световой квант.


^ 1. Фотохимические преобразования




Известно, что первый шаг в этом направлении сделал в 1905 г. А. Эйнштейн. Однако введенное им понятие квантов энергии было встречено с недоверием ведущими физиками того времени. В работе М. Д. Клейна, опубликованной в «Эйнштейновском сборнике» за 1966 год под названием «Первая работа Эйнштейна по квантам», сказано:

«Даже в 1913 г. Макс Планк мог включить следующее замечание в письмо, в котором он предлагал избрать Эйнштейна членом Прусской академии наук и всячески превозносил его труды и дарования: “То, что он иногда бьет мимо цели в своих соображениях, как, например, в связи с гипотезой световых квантов, не может быть поставлено ему в минус”».


^ Альбе́рт Эйнште́йн Albert Einstein

(1879—1955)

Более того, именно ^ Эйнштейн и был тем человеком, который связал фотоэффект с химической реакцией. Так появилась радиационная теория катализа. Теория фотоэффекта получила свое подтверждение только в 1916 году после работ Милликена. Таким образом, в момент становления квантовой статистики многие положения радиационной теории катализа казались весьма спорными.


^ 2. Фотоэффект и радиационная теория катализа А. Эйнштейна


Радиационная теория катализа встретилась с ОДНИМ противоречием — скорости химических реакций оказались ВЫШЕ, чем требовалось от теории, которая действовала в то время. Вычисляя плотность лучистой энергии в сфере химической реакции, приходили к выводу, что такая плотность фотонов в сфере реакции НЕДОСТАТОЧНА для наблюдаемых скоростей реакции.

Теория была «опровергнута» «экспериментально». Опровержение выглядело так. Определяем энергию активации для некоторой химической реакции. Делим полученное выражение на число молекул и вычисляем энергию активации отдельной молекулы. Считаем, что для каждой молекулы требуется излучение с частотой или длиной волны, равной энергии активации. Частота излучения, полученная этим вычислением, оказалась фотохимически неактивной. На таком опровержении и закончилась история радиационной теории катализа.

В настоящее время, когда мы знаем, что резонансная частота должна задаваться с точностью до 1010, а точность вычисления энергии активации не превосходит 5%, мы понимаем, что никакой проверки «экспериментально» не могло производиться вообще!

Если для вакуума скорость света зависит ТОЛЬКО от длины волны и частоты:

c = l ,

где c — скорость света, l — длина волны,  — частота; то с учетом показателя преломления n — либо длина волны, либо частота имеет своим сомножителем этот показатель преломления.

c = n l .

Чтобы получить плотность энергии, согласованную со скоростью реакции, достаточно, чтобы показатель преломления имел значение порядка 102.

Поскольку речь идет о РЕЗОНАНСНОМ поглощении, то есть поглощении света, совпадающего с собственной частотой, то на собственных частотах, как известно, показатель преломления стремится к бесконечности (формально из математической формулы), а реально может заметно превосходить величину 102. Таким образом, как теоретически (плотность излучения), так и «экспериментально» — радиационная теория катализа Эйнштейна — выдержала испытание временем.

В настоящее время нет ни одного явления в кинетической теории газов, которое не следовало бы из моделей молекул с квантованием кинетической энергии.

^ 3. Не является ли кинетическая энергия молекул

лишь проявлением поглощенных ФОТОНОВ?


Простой мысленный эксперимент подтверждает эту гипотезу. Если закрыть Землю оболочкой, которая изолирует ее от действия лучистой энергии Солнца, и охладить Землю до абсолютного нуля температур, то вся газовая оболочка нашей планеты превратится в твердое тело с лужицами гелия. Естественно, что в этом мысленном эксперименте мы пренебрегаем теплотой, которая идет из глубинных слоев земного шара.

Этот эксперимент снимает мысленный штамп, связанный со статистическим описанием газа атмосферы как «бильярдных шаров, находящихся в состоянии хаотического беспорядочного движения». При абсолютном нуле этого хаотического беспорядочного движения молекул не наблюдается, то есть такое движение не является СОБСТВЕННЫМ СВОЙСТВОМ молекул. Однако достаточно убрать преграду к доступу солнечного света, и довольно быстро восстановится наблюдаемая нами атмосфера, где над каждым квадратным сантиметром поверхности находится столб, весом в килограмм.

^ 4. «Плененное» излучение


Это позволяет сделать следующий вывод: кинетическая энергия молекул есть ничто иное, как энергия фотонов, поглощенная атмосферой и другими веществами поверхности планеты. Теперь существует термин для этого излучения — «плененное излучение».

Именно признание факта, что кинетическая энергия молекул НЕ ЕСТЬ собственное свойство молекул, а есть результат поглощенных фотонов — позволяет рассматривать кинетическую энергию молекул как энергию «плененного излучения» — этот термин введен в теории лазеров по отношению к накапливаемому излучению.


^ 5. Формы проявления фотона


Во всех квантово-энергетических процессах участвует ФОТОН. Однако он может проявляться в различных формах:

1. В форме электромагнитного излучения в свободном пространстве (в вакууме) с той или иной длиной волны или с той или иной частотой.

2. В форме теплоты, когда эти фотоны претерпели эффект превращения в ТЕПЛОТУ, но только после поглощения их тем или иным ВЕЩЕСТВОМ.

3. В форме химической потенциальной энергии, когда эти фотоны вызвали фотоэффект или фотодиссоциацию. В последнем случае реизлучение уже не следует закону Стефана—Больцмана.

4. В форме кинетической энергии молекул и атомов.

^ 6. Механизм взаимодействия фотонов с молекулой (атомом)


Все эти формы образуются в результате химических взаимодействий на микроуровне. По этой причине требуется рассмотреть механизм взаимодействия фотонов с молекулой (атомом) и ответить на вопросы:

1)^ Почему некоторые фотоны поглощаются, а некоторы