动量定律在化学过程中的一个应用规律首页
志勰


    动量定律是是牛顿第三定律的进一步扩展,它是实时的物质相互作用规律的一个重要的关系。分子间发生相互作用并产生化学反应,采用这样一个实时的相互作用规律去解释是方便的。

    根据作用力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,可以对化学反应过程的运动状态进行定性,并解决相互反应的两个分子之间在反应时的状态问题。

   根据化学反应过程中吸热和放热的关系,吸热过程后分子运动速度必然降低,放热过程后分子运动速度必然增高。关于在化学反应形成分子速度的变化过程,是可以采用动量定律来判定化学分子的反应过程。

   就拿氢气和氧气的反应过程为例:在化学反应过程中,如果存在放热的过程,必然首先是分子反应过程中,反应后粒子的速度必然升高,如果分子速度升高,必然在反应过程中存在使分子速度增加的反冲的粒子,因此,首先是氢分子或者氧分子在碰撞过程中原子或离子在原子间相互分离的过程,会存在如下几中分离的可能:

              O2+H2=OH+OH

                       O2+H2=O2H+H或者O2+H2=O+H2O

    如上三种可能,根据化学键价结构,第二种情况是无论如何不会发生的,那么就只有第一种和第三种情况可以发生。

    我们在看下一步,第一种情况我们暂时不做考虑,只看第三种情况,在上一过程中,氢原子和氢分子反应的过程是放热过程,但是一个氧原子在和下一个氢分子碰撞时,就必然是吸热过程。这是因为两个粒子不论何种原因化合成一个粒子,若没有反冲的粒子,只会使化合成单个粒子的整个粒子的运动速度降低,从氢的燃烧值非常之高可以判断,第一个反应过程是放热,第二个反应过程是吸热的过程,这样的化学反应过程与化学的实际过程是不符的。

    那么,在氢分子和氧分子的反应过程中,就只有第一种可能了。也就是首先通过碰撞,氢分子和氧原子先变成氢氧离子,这一过过程是放热过程,(判定的方法是在粒子间的碰撞转化过程中,在原子间的作用中,存在使粒子速度提高的其它反冲的粒子,这一部分使粒子速度提高的来源于原子势能)。

    第二个过程则是氢氧离子和氢分子发生碰撞,变成水分子和氢原子。

    第三个过程是一个氢原子和氧分子发生碰撞形成氢氧离子和一个氧原子,这样,我们就必不可免的必然要处理一个氧原子和氢分子之间在碰撞过程中的相互作用了。一个氧原子和氢分子如果结合成水分子,必然是一吸热过程,如果在氧原子和氢分子之间的碰撞过程中是放热过程,那么,只有一种可能,也就是氧原子和氢分子之间不能直接化合成水分子,必须在碰撞过程中首先化合成氢氧离子和氢离子,这样才可能在氧原子和氢分子间的碰撞是放热过程。

  (如上的几种可能是为了更方便的说明如下两条规律而做的可能性的分析,如此只是说明放热过程和吸热过程必须的条件,所举的例子也许不是很合适)

    这样就提供一种对化学反应模式进行判断的原则,也就是放热过程,分子间的碰撞不能存在化合的形式,而必须是一种(或者是存在向相反方向反冲的粒子)分解的形式

    如上是根据动量定律去判断化学反应过程中放热的可行性的一种判断方法。

    此外,还有一种判断吸热过程的一种方法。也就是如果分子间通过碰撞而结合成一个分子,那么,根据动量定律,这一过程必然是吸热过程

       如上的两条规律是根据力学的方法进行判断的。我相信,它必然反映微观物质运动变化过程中的真实作用过程。

      根据如上两条规律去判断传统化学课本中所说的化学反应过程,在一些课本中有一部分对化学反应过程的看法是存在问题的。

2000.4.6