نظرية RRKM

نظرية رايس-رامسبرغر -كاسل-ماركوس (RRKM) هي نظرية في التفاعلية الكيميائية. [1] [2] [3] طُوِّرت هذه النظرية على يد رايس ورامسبرغر عام 1927 [4] وكاسل عام 1928 [ 5 ] ( نظرية RRK [ 6 ] ) ، ثم عُمِّمت ( إلى نظرية RRKM ) عام 1952 على يد ماركوس [ 7 ] الذي أخذ في الاعتبار نظرية الحالة الانتقالية التي طورها إيرينغ عام 1935. تُمكِّن هذه الطرق من حساب تقديرات بسيطة لمعدلات التفاعل أحادي الجزيء انطلاقًا من بعض خصائص سطح طاقة الوضع .

افتراض

افترض أن الجزيء يتكون من مذبذبات توافقية متصلة ببعضها البعض ويمكنها تبادل الطاقة فيما بينها.

  • افترض أن طاقة الإثارة المحتملة للجزيء هي E ، مما يسمح بحدوث التفاعل.
  • معدل توزيع الطاقة داخل الجزيء أسرع بكثير من معدل التفاعل نفسه.
  • وكنتيجة لما سبق، فإن سطح طاقة الوضع لا يحتوي على أي "اختناقات" قد تُحاصر فيها أنماط اهتزازية معينة لفترة أطول من متوسط ​​زمن التفاعل.

الاشتقاق

افترض أن A * جزيء مثار:

أ*ك(هـ)أP{\displaystyle A^{*}{\xrightarrow {k(E)}}A^{\ddagger }\rightarrow P}

حيث يرمز P إلى المنتج، و A إلى التكوين الذري الحرج ذي الطاقة القصوى E 0 على طول إحداثيات التفاعل .

ثابت معدل التفاعل أحادي الجزيءكuنأنا{\displaystyle k_{\mathrm {uni} }}يتم الحصول عليها على النحو التالي: [ 8 ]

كuنأنا=1حسؤالرسؤالvهـ0دهـج=0(2ج+1)جي(هـ،ج)خبرة(-هـكبتي)1+ك(هـ،ج)ω،// \!\left({\frac {-E}{k_{b}T}}\right)}{1+{\frac {k(E,J)}{\omega }}}},}

أينك(هـ،ج){\displaystyle k(E,J)}هو ثابت معدل نظرية حالة الانتقال الميكروكانونية،جي{\displaystyle G^{\ddagger }}هو مجموع الحالات لدرجات الحرية النشطة في الحالة الانتقالية،ج{\displaystyle J}هو العدد الكمي للزخم الزاوي،ω{\displaystyle \omega }هو معدل التصادم بينأ*{\displaystyle A^{*}}جزيئات وجزيئات الحمام،سؤالر{\displaystyle Q_{r}}وسؤالv{\displaystyle Q_{v}}هي دوال التوزيع الاهتزازية الجزيئية والدورانية الخارجية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 ) " نظرية رايس-رامسبرغر-كاسل-ماركوس (RRKM) ". doi : 10.1351/goldbook.R05391
  2. دي جياكومو، ف. (2015). "عرض موجز لنظرية RRKM للتفاعلات أحادية الجزيء ونظرية ماركوس لانتقال الإلكترون من منظور تاريخي". مجلة التعليم الكيميائي . 92 (3): 476-481 . Bibcode : 2015JChEd..92..476D . doi : 10.1021/ed5001312 .
  3. ليندمان، ف. أ.؛ أرهينيوس، س.؛ لانغمير، إ.؛ دار، ن. ر.؛ بيرين، ج.؛ ماك لويس، و. س. (1922). "مناقشة حول نظرية الإشعاع للفعل الكيميائي؟". معاملات جمعية فاراداي . 17 : 598-606 . doi : 10.1039/TF9221700598 .
  4. رايس، أوسكار نيفلر؛ رامسبرغر، هيرمان كارل (1927)، "نظريات تفاعلات الغاز أحادية الجزيء عند الضغوط المنخفضة"، مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، 49 (7): 1617-1629 ، Bibcode : 1927JAChS..49.1617R ، doi : 10.1021/ja01406a001
  5. كاسل، لويس ستيفنسون (1928)، "دراسات في تفاعلات الغاز المتجانسة 1"، مجلة الكيمياء الفيزيائية ، 32 (2): 225-242 ، doi : 10.1021/j150284a007
  6. الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 ) " نظرية رايس-رامسبرغر-كاسل (RRK) ". doi : 10.1351/goldbook.R05390
  7. ماركوس، رودولف أ. (1952)، "تفكك الجزيئات الأحادية وتفاعلات إعادة تركيب الجذور الحرة" (ملف PDF) ، مجلة الفيزياء الكيميائية ، 20 (3): 359-364 ، Bibcode : 1952JChPh..20..359M ، doi : 10.1063/1.1700424
  8. جي آي ستاينفيلد؛ جي إس فرانسيسكو؛ دبليو إل هاس (1998). الحركية الكيميائية والديناميكا ( الطبعة الثانية). برنتيس هول. ISBN  978-0-13737123-5.