求自由基传递反应演示小游戏或小实验一个
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发布时间：2022-04-20 07:22
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时间：2022-07-12 08:15
反应历程就是反应所经历的过程,是建立在实验事实基础上的假设.
一,链引发步骤(以甲烷的氯化为例)
氯分子吸收一个光子均裂成两个高能氯原
子——链引发步骤:
_____
_ Cl:Cl–—–→ Cl·+ Cl·
二,_链增长反应
Cl·游离基非常活泼,它有强烈的获得
一个电子而成为完整的八偶体倾向,
于是有下列碰撞:
CH4 + Cl·–—–→·CH3 + HCl
__
同样,·CH3也非常活泼,
______
·CH3 + Cl:Cl –—–→ CH3Cl + Cl·
__
Cl·再继续重复以上反应.这一步称为链增长反应.
三,链终止反应
这一反应无限的传递下去,直至反应物已
完全消耗或游离基相互结合而失去活性,
使链增长不能继续,我们称之为链终止反应.
Cl·+ Cl·–—–→ Cl:Cl
________
_ ·CH3 + ·CH3 –—–→ CH3CH3
_________
·CH3 + Cl·–—–→ CH3Cl
__ 所有的游离基反应通常都在气相或非极性溶剂中进行.游离基反应都有共同的特征,它们在反应过程中都经历以上三个阶段 .
通常，一个化学反应的平衡式，只显示最初反应物与最终产物之间的计量关系，而没有提供任何反应中间过程的信息。其实一个看似简单的化学反应式，事实上却可能必须经历极为复杂的中间过程。例如，像氢气的燃烧：
1.8.a
这样看似简单的反应，其实却有着复杂的过程，其中至少包括了下列的反应步骤 ：
1.8.a1
1.8.a2
1.8.a3
1.8.a4
1.8.a5
1.8.a6
上列诸式中，元素符号旁之小黑点(•)代表未配对的电子，具有未配对电子的原子或原子团称作自由基free radical。自由基是一种不稳定的结构，存在的时间极短，很快的就跟其它的自由基或分子反应，形成稳定的键结。因为自由基存在的时间极短，以致虽是一连串复杂的步骤，却很容易让我们误以为只是单纯的反应。再怎样复杂的反应机制也可以拆解成一步步单纯的反应，像上列1.8.a1~1.8a6这样一个个简单的反应，每个反应步骤只有一两、三个粒子参与反应，而且其间再也没有可侦测的中间物，就称作基本反应elementary reaction。
我们提过，反应之发生，分子间必须行有效之碰撞。在分子间发生有效碰撞后的一瞬间，碰撞在一起的分子形成一种极不稳定的状态，称作活化复合物或过渡态。例如式1.8a1~1.8a6就可以描述成：
1.8.a1
1.8.a2
1.8.a3
1.8.a4
1.8.a5
1.8.a6
式中，箭号上方以虚线相连之原子团，就代表活化复合体。必须澄清的是，活化复合体并不是中间产物，因为它只存在于有效碰撞后的一瞬间。
催化剂与催化作用Catalyst and Catalysis
凡是能影响化学反应速率，而自身的化学结构于反应终了却没有改变的物质，就称为催化剂catalyst。化学反应速率受催化剂影响，或加速，或减缓的现象，即为催化作用catalysis。值得提醒的是，催化剂虽然影响反应速率，但却不影响化学平衡，这表示催化剂对正、逆反应速率都有影响。同时，催化剂也不会改变反应的自由能?Gº。
催化剂的存在可以改变反应速率，这个现象除了增进工业生产之外，也与我们的生活息息相关。为了降低污染物的排放，现在的汽机车都加装了触媒转化器。电冰箱的白金除臭装置也是一种触媒。牛腱子不容易煮烂，如果炖煮的时候加两片生木瓜会很快就熟烂了，那是因为木瓜酵素Papain的催化。尿液会发臭是因为微生物释出尿素脢Urease，催化尿素水解成NH3及CO2：
1.8.b
氟氯碳化物Freons破坏大气臭氧层的反应也是催化作用的结果。平流层的臭氧原本就会光分解变成氧气，但是氧气也因紫外光的照射而形成臭氧，两者达成平衡因而维持稳定的臭氧浓度：
1.8.c
1.8.d
臭氧之光解与生成的净反应为：
1.8.e
当氟氯碳化物上升到平流层遭遇强烈的紫外光，因而光分解产生氯原子自由基：
1.8.f
氯原子自由基随即扮演催化剂的角色，加速臭氧的分解反应：
1.8.g
各位应该注意到，上两式的净反应也是：
氯原子自由基在整个反应中只扮演媒介的功能，最后毫发无伤全身而退，这也正是氟氯碳化物破坏力强大的原因，因为只要少量就可以使局势全面改观。
催化剂影响反应速率的方式可分为两种，一是与反应物形成活化能较低的中间物，因而改变反应途径，称为均相催化homogeneous catalysis，木瓜酵素、尿素脢、氯原子自由基等，属之。例如式1.8.g中氯原子自由基与臭氧反应的活化能，就比式1.8.c臭氧之光解反应的活化能低得许多，所以在相同温度下，反应要容易进行的多。另一是将反应物吸附到特殊表面，称为异相催化heterogeneous catalysis ，触媒转化器、白金除臭等，属之。触媒吸附可能造成两种效果，一是拉近反应物分子间的距离，造成局部浓度陡增。二是被吸附的分子受表面引力的牵扯造成结构弱化，变得容易发生反应。图1.8.1说明催化剂改变反应途径降低反应活化能的作用方式。在有一个奇特的现象，没有男友的年轻女孩总是两人一组，其中一个可爱，另一个则超可爱，镇日地形影不离，男士们很难下手。现代的触媒就是机车联谊，把女孩们拆散，弱化她们的防线，然后一男配一女坐在机车座上，这样要出事情就容易的多了。
烟道及污染的大气中就有许多均相催化的反应，例如源自汽机车废气排放的NO就可催化烟道及大气中许多反应的进行：
NO也会催化臭氧的分解 ：
利用触媒转化器以降低废气的污染物是最典型的异相催化，分成还原性触媒及氧化性触媒两种，也有二合一的。常用的氧化性触媒包括贵金属钯Pd、铂Pt、钌Ru等之粉末，及金属氧化物Fe2O3、CoO、Cr2O3等，可加速碳氢化物以及CO的氧化。还原性触媒可促进NO还原成N2的反应，包括贵金属钯Pd、铂Pt、钌Ru、铑Rh，碱性金属铜Cu、钴Co、镍Ni，氧化剂CuO、CuCrO4等。
在水溶液中，氢离子及氢氧根离子是非常重要的催化剂。有许多反应只被氢离子催化，称作特异性氢离子催化作用specific hydrogen ion catalysis，例如酯esters、酰胺amides、磺胺酸sulfamic acid、乙缩醛acetals、焦磷酸盐pyrophosphates等之水解反应。也有只被氢氧根离子催化的反应，如亚硝基三丙酮胺nitroso-triacetone-amine以及三丙酮醇triacetone alcohol之分解反应，还有丙酮acetone转化成三丙酮醇的反应等，则称作特异性氢氧根离子催化作用specific hydroxyl ion catalysis。
水质分析测定COD时必须加入少量的硫酸银Ag2SO4或硫酸汞HgSO4，也是作为催化剂使用。电镀厂以及炼焦厂的废水中往往含有高毒性的氰酸根CN-，可用臭氧氧化的高级处理程序去除毒性，加入少量的铜离子Cu+2则可以使反应速率加倍。
在测定曝气装置的传氧率的时候，水槽中需先注满了水，开始曝气之前必须先将水中溶氧去除，通常借着加入亚硫酸盐来达成目的：
这个反应相当缓慢，通常需花费数个小时的反应时间。但是，如果加入少量的钴离子Co+2作催化剂，那么只要十几秒钟就可以将水中溶氧完全去除。
反应机制与反应级次Reaction Mechanism and Order
如果我们知道一个复杂反应的反应动力学级次，那么我们就可以据以推论反应的机制如何。譬如我们如下这么一个反应：
我们实验发现，反应速率对反应物A2为一级，对反应物B为零级：
那们我们就可以推论，这个反应至少经历两个步骤，一个慢反应步骤只有反应物A2涉及，反应物B则参与另一个快反应步骤。于是我们可以写下我们猜想的反应机制：
慢反应步骤
快反应步骤
事情还没完，接下来必须想办法设计实验，证明我们所猜想的反应机制是正确的。不过通常不劳各位费心了，这差事多半落在化学家的头上。
链锁反应Chain Reaction
二十世纪初，化学家们 发现有些化学反应具有特殊复杂的动力学方程式，无法从简单的基础原理导出。这个机关，经十几年的努力方才被破解 ，人们也才认识链锁反应的奥秘，这对有机合成的控制奠下稳固的基础，使化学工业成为二十世纪最主要的产业 。链锁反应在臭氧层的破坏及光化学反应都扮演了极为重要角色。
链锁反应包括三种反应步骤，首先是起始反应initiation reaction，也译作诱发反应，这个步骤会产生高活性的自由基free radical。第二是延续反应propagation reaction，起始反应所产生的自由基促使一系列迅速的反应发生，在这系列反应中扮演催化剂的角色，不断生灭。第三是终止反应termination reaction，在这个反应步骤中自由基只灭不生，因自由基的消耗而造成整个反应锁链断裂终止。我们以氟氯碳化物破坏臭氧层的反应为例：
起始反应，产生自由基
延续反应，自由基反复生灭
终止反应，自由基消灭
上例反应中，每一个氯原子自由基在被消灭之前，可以促成好几千个臭氧分子的分解，威力十分惊人。在大气中有好几个重要的反应会产生自由基，诱发复杂的链锁反应。其中最重要的是，源自氧气或臭氧光分解所产生的氧原子自由基（式1.8.c和1.8.d）与水反应产生氢氧自由基：
氢氧自由基的活性极高，在大气各种光化学链锁反应中，几乎无役不与，打遍天下无敌手
