当前课程知识点：大学化学 > 第八章 化学动力学基础 > 8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一） > Video
同学们好
这一节我们将继续
浓度和温度
对化学反应速率的影响的讨论
在上一节课当中
我们和大家分享了
碰撞理论以及
碰撞理论的优缺点
在这一节当中
我们将针对在碰撞理论
讨论过程当中遇到的问题
来讨论以碰撞理论为基础
发展起来的一个新的
动力学的理论
我们叫它过渡态理论
过渡态理论
是由美国科学家艾瑞
在量子力学和统计学的基础上
借助碰撞理论讨论过程当中
所建立的物理基础
所提出来的
关于化学反应速率的
新的理论体系
这个理论体系
被后人命名为
过渡态理论体系
过渡态理论的核心
继承了碰撞理论当中的
物理基础
也就是认为
反应物分子要变成产物
必须要经过
足够能量的碰撞
这一点和碰撞理论如出一辙
但是过渡态理论
比碰撞理论
它的认识高度
有所提高的是
过渡态理论认为
这样的碰撞过程
并不是形成新的产物的
直接过程
而是首先通过碰撞
形成了具有高势能的
活化配合物
在有的书上也称为过渡态
同学们要注意
这里的活化配合物和过渡态
与我们前述讨论的活化分子
是完全不同的物理概念
活化分子
在碰撞理论当中
认为是能够发生
有效碰撞的分子
是具有足够高的能量的分子
而活化配合物呢
在过渡态理论当中
是被认为
在反应过程当中
所形成的一个中间的媒介
所以两者之间
是完全不同的概念
同学们在学习过程当中
一定不能把它们相互混淆
通过一个简单的反应的模型
我们可以看到
如果A和B加C
这样的一个反应物
发生反应的时候
在这样的一个反应过程当中
依照过渡态理论的解析
就会形成一个A▪▪▪B▪▪▪C
这里我们用特别用星号来描述
一个特殊的物质结构
我们叫它活化配合物
这个活化配合物
既可以通过分解变为
原来的反应物
也可以转变为新的产物
到底它是转变为产物
还是又回到
原始的反应物呢
决定与反应进程
和反应条件
这就是过渡态理论
和碰撞理论
最大的不同
在过渡态理论描述的
反应机制当中活化配合物
如果从能量的角度来看
从原始的A+BC的反应物
通过彼此的碰撞
而形成了A▪▪▪B▪▪▪C的
这样一个活化配合物
活化配合物的能量是升高的
在处在这样一个高位的时候
它既可以分解成
原来的反应物
也可以分解成新的产物
A▪▪▪B▪▪▪C
既不同与A+BC
也不同于AB+C
所以
这就是我们过渡态理论讨论的
最重要的研究对象
也就是活化配合物
活化配合物的存在
是为过渡态理论
体系建立的物质基础
活化配合物
它所存在的时间
和分解的方式决定于
不同的物质体系的本性和
物质体系的反应条件
我们一个具体的例子来看
在这样一个OH-与
CH3Br的反应过程当中
在反应过程当中
就有可能形成
OH-与CH3和Br-离子之间
共同形成的一个
活化配合物
这个活化配合物
既可以分解成
产物的CH3OH和Br-离子
也可以分解成
原始反应物的
OH-和CH3Br
在这个过程当中
能量的变化和
反应条件的变化
是影响活化配合物走向的
关键的因素
所以过渡态理论是以
活化配合物
作为我们切入研究
化学反应进程的
重要手段的
有关活化配合物的研究呢
也是过渡态理论
讨论的重中之重
通过活化配合物的
物理模型的建立
我们可以发现
对于A+BC这样的反应物
形成活化配合物的过程
在这个过程当中
我们需要的一个活化能
称为Ea1
在过渡态理论的研究当中
Ea1通常被称为
正向反应的活化能
同样对于产物
AB+C
它与活化配合物之间的
能量之差呢
我们定义为Ea2
通常它被描述为
逆向反应的活化能
而正向与逆向反应的
活化能之差
就是决定我们反应的
热效应的物理基础
通过我们研究整个反应的
反应焓变可以发现
如果我们的正向反应Ea1
也就是正向反应的活化能与
逆向反应Ea2
也就是逆向反应的
活化能之差
如果是小于零的话
那么这样一个反应的
摩尔焓变也就是
正向的反应的摩尔焓变
是小于零的
显然正向反应就是
一个放热反应
同时如果我们的
逆向反应的活化能Ea2
与正向反应的活化能Ea1之差
是大于零的
那么对于逆向反应来讲
反应的摩尔焓变是大于零的
自然逆向反应
就是一个吸热反应
所以通过这样的能量变化
通过反应物、产物与
活化配合物之间的
能量变化关系
我们就很容易的
把握正向和逆向反应
它的吸热和放热的本质
而吸热和放热
它们相对量的大小呢
又与我们正逆向的
反应的活化能
相互之间的差异直接相关
所以过渡态理论
为我们建立了一个方便的把握
化学反应过程的
能量变化的一个数学工具
接下来过渡态理论还认为
化学反应
并不完全是简单的碰撞
它的本质是旧键的破坏
和新键的生成
这样一个连续的过程
碰撞只是为旧键破坏
和新键形成
提供了一个媒介
而这样的过程
到底是如何发生的
才是我们了解
化学反应进程的关键
同时
当具有足够能量的分子
以适当的空间
取向相互靠近时
要进行化学键的重排
形成过渡状态的
活化配合物
而这个活化配合物呢
就是我们前面讨论的
这样一种既非反应物
又非产物的中间的过渡态
同时活化配合物的形成
是对反应过程影响最大的
关键因素
活化配合物的浓度越高呢
反应速率就会越快
反应活化能
在过渡态理论当中
我们把它描述成反应的
活化配合物与
分子的平均能量之差
这一点和碰撞理论当中
我们描述的反应的活化能
既有联系
也有差别
因为在碰撞理论当中
反应的活化能呢
描述成活化分子所具有的
最低能量与体系当中的
分子的平均能量之差
而在过渡态理论当中呢
人们把活化配合物的能量与
体系当中分子的
平均能量之差
重新定义为
反应的活化能
所以活化能的取值的
规则不一样
也就意味着
两个理论体系的
建立的基础的不同
所以同学们在后续学习
活化能的相关概念的时候
一定要注意
你所依据的理论模型
是碰撞理论
还是过渡态理论
同时
化学反应的热效应与
正逆向反应的活化能之差
直接相关
如果
我们正向反应的活化能
与逆向反应的活化能
之差是小于零的
那么反应的正向摩尔焓变
是小于零的值
依据热化学方程式的
取值规则
我们知道
正向反应是一个放热反应
与此同时
如果逆向反应的活化能
与正向反应的活化能之差
是大于零的
这时候反应的摩尔焓变
是大于零的数值
依照热化学方程的取值规则
逆向反应
我们就可以直接判断
它一定是一个
吸热的反应
所以
通过过渡态理论的学习
我们就很方便的把握了
反应过程当中的
能量变化规律
同时也找到了温度与
我们的化学反应进程之间的
内在联系
但是这当中有一个疑团
似乎还没有解开
也就是说
我们无论定义活化能
还是讨论我们的
化学反应机制
都离不开一个最基本的工具
就是活化配合物
那么活化配合物
到底是真实存在吗
它以什么样的方式
参与化学反应的进程
这也是困扰人们在理解
和发展过渡态理论时
一个重要的难点
所幸的是
经过半个多世纪的努力
人们真正找到了
突破这一难点的途径
有关这一部分的内容
我们将在下节课当中
为大家展开介绍
这一节
我们就介绍到这
-1.1 不一样的大学化学
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-1.2 化学体系的建立
--Video
-1.3 应该了解的化学
--Video
-1.4 课程学习的必要准备
--Video
-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
--Video
-2.1 物质的聚集状态—液体
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
--Video
-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
--Video
-2.1 物质的聚集状态—等离子体
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-2.1 物质的聚集状态—液晶
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-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
--Video
-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
--Video
-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
--Video
-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
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-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
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-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
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-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
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-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
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-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
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-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
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-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
