Хімія. 10 клас

Для таго каб метан уступіў у рэакцыю замяшчэння з хлорам, неабходна апраменьванне сумесі ўльтрафіялетавым выпраменьваннем. Цікава, што дадзеная рэакцыя працягваецца і пасля спынення апраменьвання.

Якое ж уздзеянне аказвае ўльтрафіялетавае выпраменьванне на сумесь метану з хлорам? Спачатку пад дзеяннем выпраменьвання малекула хлору распадаецца на два атамы хлору, кожны з якіх мае няспараны электрон. Гэта рэакцыя называецца ініцыіраваннем:

Часціцы, якія маюць няспараны электрон, называюцца радыкаламі. Радыкалы пры звычайных умовах надзвычай няўстойлівыя і адразу ж уступаюць ва ўзаемадзеянне з іншымі малекуламі.

Так, радыкал Cl•, які ўтварыўся ў выніку распаду малекулы хлору, узаемадзейнічае з малекулай метану. Пры гэтым утвараецца малекула хлоравадароду і радыкал метыл •CH₃:

Радыкал •CH₃, у сваю чаргу, узаемадзейнічае з наступнай малекулай хлору, утвараючы хлорметан і новы радыкал хлор:

Далей зноў паўтараюцца ператварэнні (1) і (2). Ланцужок гэтых ператварэнняў можа паўтарацца сотні разоў, таму падобныя рэакцыі называюць ланцуговымі.

Рэакцыі (1) і (2) называюцца ростам ланцуга:

Ланцуг можа абарвацца ў выніку ўзаемадзеяння двух радыкалаў. Такая рэакцыя называецца абрывам ланцуга:

Трэба адзначыць, што апраменьванне сумесі ўльтрафіялетавым святлом неабходна толькі для распаду малекулы хлору на атамы — стадыі ініцыіравання. Так як на стадыі росту ланцуга ў рэакцыях удзельнічаюць актыўныя часціцы (радыкалы), то на гэтай стадыі падвядзенне энергіі ўжо не патрабуецца. Таму рэакцыя хларавання метану працягвае працякаць нават пасля спынення апраменьвання.

Па ланцуговаму радыкальнаму механізму працякае рэакцыя паміж вадародам і кіслародам, якая вядома вам з курса неарганічнай хіміі. Такія рэакцыі ідуць з вельмі вялікімі скорасцямі і могуць суправаджацца выбухам.