Энергія актывацыі

Хімічныя рэакцыі могуць працякаць з рознымі хуткасцямі. Адны з іх завяршаюцца на працягу некалькіх секунд, іншыя могуць цягнуцца гадзінамі, днямі і нават дзесяцігоддзямі. Для таго каб вызначыць прадукцыйнасць і памер неабходнай апаратуры, а таксама колькасць вырабленага прадукту, важна ведаць хуткасць, з якой працякаюць хімічныя рэакцыі. Яна можа мець розныя велічыні, у залежнасці ад:
-концентрации рэагуюць рэчываў;
-температуры сістэмы.

Шведскім навукоўцам С. Арэніусам у канцы дзевятнаццатага стагоддзя было выведзена раўнанне, якое паказвае залежнасць хуткасці хімічнай рэакцыі ад такога паказчыка, як энергія актывацыі. Гэты паказчык з'яўляецца велічынёй сталай і вызначаецца прыродай хімічнага ўзаемадзеяння рэчываў.
Па здагадцы вучонага, у рэакцыю паміж сабой могуць ўступаць толькі тыя малекулы, якія ўтвараюцца са звычайных і знаходзяцца ў руху. Такія часціцы былі названы актыўнымі. Энергія актывацыі - гэта тая сіла, якая патрэбна для пераходу звычайных малекул ў такі стан, пры якім іх рух і рэакцыя становяцца найбольш хуткімі.

У працэсе праходжання хімічных узаемадзеянняў адны часціцы рэчывы руйнуюцца, а іншыя ўзнікаюць. Пры гэтым мяняюцца сувязі паміж імі, гэта значыць пераразмяркоўваецца электронная шчыльнасць. Хуткасць праходжання хімічнай рэакцыі, пры якой старыя ўзаемадзеяння цалкам бы разбураліся, мела б вельмі нізкае значэнне. Пры гэтым колькасць паведамляем энергіі павінна быць высокім. Навуковыя даследаванні паказалі, што ў ходзе ўзаемадзеяння рэчываў любая сістэма ўтварае актываваны комплекс, які з'яўляецца яе пераходным станам. Пры гэтым старыя сувязі саслабляюцца, а новыя толькі вызначаюцца. Дадзены перыяд вельмі невялікі. Ён складае долі секунды. Вынікам распаду дадзенага комплексу з'яўляецца адукацыя зыходных рэчываў, або прадуктаў хімічнага ўзаемадзеяння.

Для таго каб пераходны кампанент паўстаў, неабходна наданне актыўнасці сістэме. Для гэтага і патрэбна энергія актывацыі хімічнай рэакцыі. Адукацыя пераходнага комплексу вызначана сілай, якой валодаюць малекулы. Колькасць у сістэме такіх часціц залежыць ад тэмпературнага рэжыму. Калі ён досыць высокі, то доля актыўных малекул вялікая. Пры гэтым велічыня сілы іх узаемадзеяння вышэй або роўная паказчыку, званаму "энергія актывацыі». Такім чынам, пры досыць высокіх тэмпературах колькасць малекул, здольных ўтвараць пераходны комплекс, высока. З прычыны гэтага хуткасць хімічнай рэакцыі ўзрастае. Наадварот, калі энергія актывацыі мае вялікае значэнне, то доля часціц, здольных да ўзаемадзеяння, невялікая.
Наяўнасць высокага энергетычнага бар'ера з'яўляецца перашкодай працякання хімічных рэакцый пры нізкіх тэмпературах, хоць іх верагоднасць існуе. Экзотермические і эндотермические ўзаемадзеяння маюць розныя характарыстыкі. Першыя з іх працякаюць з найменшай энергіяй актывацыі, а другія - з большай.

Выкарыстоўваецца дадзенае паняцце і ў фізіцы. Энергія актывацыі паўправадніка з'яўляецца той мінімальнай сілай, якая павінна надаць паскарэнне электронам для пераходу ў зону праводнасці. На працягу дадзенага працэсу разрываюцца сувязі паміж атамамі. Акрамя гэтага, электрон павінен перамясціцца з валентнай зоны ў сектар праводнасці. Павелічэнне тэмпературы з'яўляецца прычынай узмацнення цеплавога перамяшчэння часціц. Пры гэтым частка электронаў пераходзіць у стан свабодных носьбітаў зарада. Ўнутраныя сувязі могуць быць таксама разарваныя электрычным полем, святлом і г.д. Энергія актывацыі мае значна вялікія велічыні ва уласных паўправаднікоў ў параўнанні з прымесных.