化學(xué)分子運(yùn)動變化的解釋方法

時間：2023-10-14 16:39:58 澤彪論文范文

　　化學(xué)反應(yīng)存在確定的溫度，并且，根據(jù)分子運(yùn)動論，物質(zhì)確定的溫度對應(yīng)確定的分子的運(yùn)動速度。以下是小編收集整理的化學(xué)分子運(yùn)動變化的解釋方法，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。

化學(xué)分子運(yùn)動變化的解釋方法

　　形成化學(xué)反應(yīng)的原因

　　如果我們精確的描述化學(xué)分子分解與組合過程中的原子和分子的狀態(tài)并描述形成化學(xué)反應(yīng)的原因，從分子和原子間的相互碰撞去解釋，是唯一可行的方法。實(shí)際上，我們對化學(xué)分子的反應(yīng)過程進(jìn)行考察，我們不能發(fā)現(xiàn)除原子和分子間相互碰撞之外的其它原因。不論是氣體、固體、還是液體。

　　首先化學(xué)反應(yīng)存在確定的溫度，并且，根據(jù)分子運(yùn)動論，物質(zhì)確定的溫度對應(yīng)確定的分子的運(yùn)動速度。我們必須確定的是，化學(xué)反應(yīng)過程中，使兩種分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的最直接的原因。

　　傳統(tǒng)物理中對溫度的定義是將分子的平均動能和物質(zhì)的溫度成正比。這樣，依據(jù)傳統(tǒng)物理學(xué)中的觀念，化學(xué)反應(yīng)依賴于分子的平均動能。在這種關(guān)系里，并沒有分子間相互作用的直接的力的關(guān)系。換句話說，形成化學(xué)物質(zhì)間相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的不是兩個原子或分子間力的作用。

　　我個人認(rèn)為，兩種物質(zhì)間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)依賴于兩種化學(xué)分子間的相互作用力。我對能量與物質(zhì)量之間的關(guān)系物質(zhì)確定溫度所擁有的熱能是同分子的平均震動動量成正比，對于氣體來說，氣體分子的平均運(yùn)動速度同氣體的溫度成正比。這樣，在處理化學(xué)問題時，物質(zhì)分子間的相互作用來源于化學(xué)分子間的相對動量。這樣，兩種分子間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)最直接的原因來源于分子間力的作用。

　　化學(xué)反應(yīng)過程的描述

　　化學(xué)反應(yīng)過程中我認(rèn)為經(jīng)歷如下兩個過程：

　　1、分子中原子間的分解。

　　通常確定的化學(xué)物質(zhì)在某種條件下都可以獨(dú)立存在，即以確定的分子結(jié)構(gòu)存在。如果這種物質(zhì)和別的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，首先是物質(zhì)的分解。這需要外來的作用打破分子的這種穩(wěn)定的結(jié)合狀態(tài)。對于化學(xué)反應(yīng)，大家可以看到，采用動量描述是方便的。

　　我們不能對分子的結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行確定的描述，這來源于化學(xué)分子中電子的結(jié)合狀態(tài)時未知的。但是根據(jù)力學(xué)中的碰撞，有如下的兩種狀態(tài)。一種是，在碰撞過程中的形變，如果是彈性碰撞的話，那這一形變會產(chǎn)生彈性勢能。另一種是決定在碰撞過程中的加速度的物理量，通常叫它彈性系數(shù)。我們不知道化學(xué)分子確定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，但是在碰撞過程中，彈性系數(shù)一定是和化學(xué)分子中原子和電子的結(jié)構(gòu)狀態(tài)相關(guān)的物理量，并由這種結(jié)構(gòu)狀態(tài)決定。

　　2、分子的分解與組合

　　分子中原子間的結(jié)合狀態(tài)是由原子和電子在空間中的分布狀態(tài)決定。如果分子的穩(wěn)定狀態(tài)被打破之后，并有和打破的分子中的原子或原子團(tuán)更穩(wěn)定的結(jié)合狀態(tài)，那么，就會形成新的化學(xué)物質(zhì)，但同時，更穩(wěn)定的新的化學(xué)物質(zhì)會給與分解出去的原子一個力的作用。這個作用是由原子核外層的電子產(chǎn)生的，給與分解出去的原子作用力一直到這一新的原子的穩(wěn)定的空間區(qū)域之外。

　　如果新物質(zhì)分子給與分解的原子的推斥的力使兩個新個體的運(yùn)動速度大于碰撞前的速度，那么，此過程是放熱過程，如果小于碰撞前的速度，則是吸熱過程。

　　兩種物質(zhì)分子是否會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就依賴于這樣兩個條件；一是兩種物質(zhì)分子的相對動量是否大于使分子發(fā)生分解的相對動量值。二是兩種相互碰撞的物質(zhì)分子中是否存在相互交換成更穩(wěn)定的結(jié)合狀態(tài)。前者依賴于分子間的動量。后者依賴于分子中原子間的相互結(jié)合狀態(tài)。

　　對于化學(xué)反應(yīng)過程狀態(tài)的描述

　　從如上對化學(xué)反應(yīng)過程的分析中，我們看到，化學(xué)反應(yīng)中重要的兩方面的分子的分解與組合，都是與原子核外層的電子分布狀態(tài)直接有關(guān)的。

　　在原子論中我將原子的靜止的存在狀態(tài)歸因于原子中原子和核外電子之間的相互作用。并且原子中電子的分布狀態(tài)依賴于和核外電子的作用，多原子分子中電子在空間中的分布狀態(tài)將會比原子更為復(fù)雜。這樣會給與我們描述分子的存在狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)從力學(xué)角度的計算，存在一定的困難。原則上來說，我們知道確定的分子的確定的存在狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)從力學(xué)角度對化學(xué)分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和屬性的計算。

　　另一方面，精確的電子在原子核外層空間的存在狀態(tài)我們現(xiàn)在是不知道的。但是，我們通過對化學(xué)分子的化學(xué)反應(yīng)過程及在化學(xué)反應(yīng)過程中屬性，同樣也可以得到原子核與核外電子的信息。

　　目前，統(tǒng)計物理學(xué)和其它的處理微觀物質(zhì)的處理方法給我們一種借鑒。是否存在一種中介的描述方法。

　　利用化學(xué)反應(yīng)過程中分子間的相對動量去處理化學(xué)分子穩(wěn)定的結(jié)合狀態(tài)分介點(diǎn)。這樣可以提供給我們一些關(guān)于分子結(jié)構(gòu)的信息。

　　此外，近似對化學(xué)分子存在狀態(tài)進(jìn)行描述的量可以通過等量關(guān)系進(jìn)行替換。在化學(xué)反應(yīng)過程中，決定化學(xué)反應(yīng)過程的是分子間的相對動量。碰撞過程中化學(xué)分子的任意一個相對動量大小的碰撞，都會對應(yīng)于化學(xué)分子的某種狀態(tài)，相對動量不同，分子的相互作用狀態(tài)也是不同的。這樣，在化學(xué)反應(yīng)過程中，我認(rèn)為，可以采用分子間的相對動量對化學(xué)分子的碰撞狀態(tài)進(jìn)行相似的描述。

　　物理變化和化學(xué)變化

　　(1)物理變化：沒有新物質(zhì)生成的變化。

　�、俸暧^上沒有新物質(zhì)生成，微觀上沒有新分子生成。

　　②常指物質(zhì)狀態(tài)的變化、形狀的改變、位置的移動等。

　　例如：水的三態(tài)變化、汽油揮發(fā)、干冰的升華、木材做成桌椅、玻璃碎了等等。

　　(2)化學(xué)變化：有新物質(zhì)生成的變化，也叫化學(xué)反應(yīng)。

　�、俸暧^上有新物質(zhì)生成，微觀上有新分子生成。

　　②化學(xué)變化常常伴隨一些反應(yīng)現(xiàn)象，例如：發(fā)光、發(fā)熱、產(chǎn)生氣體、改變顏色、生成沉淀等。

　　有時可通過反應(yīng)現(xiàn)象來判斷是否發(fā)生了化學(xué)變化或者產(chǎn)物是什么物質(zhì)。

　　物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)

　　(1)物理性質(zhì)：物質(zhì)不需要發(fā)生化學(xué)變化就能表現(xiàn)出來的.性質(zhì)。

　�、傥锢硇再|(zhì)也并不是只有物質(zhì)發(fā)生物理變化時才表現(xiàn)出來的性質(zhì);例如：木材具有密度的性質(zhì)，并不要求其改變形狀時才表現(xiàn)出來。