Verbum

КІНЕ́ТЫКА ХІМІ́ЧНАЯ,

вучэнне аб скарасцях і механізмах хім. рэакцый; раздзел фізічнай хіміі.

К.х. вызначае часавыя заканамернасці працякання рэакцый хімічных, эмпірычную сувязь паміж скорасцю рэакцый і ўмовамі іх правядзення (канцэнтрацыяй рэагентаў, т-рай, ціскам, фазавым станам і інш.), выяўляе фактары, што ўплываюць на скорасць і напрамак рэакцыі (каталізатары, ініцыятары, інгібітары і інш.). К.х. вывучае таксама механізмы складаных хім. працэсаў: высвятляе, з якіх простых хім. рэакцый (элементарных стадый) складаецца хім. працэс, як гэтыя рэакцыі звязаны адна з адной, якія прамежкавыя прадукты ўтвараюцца і ўдзельнічаюць у хім. працэсе, устанаўлівае ролю лабільных прамежкавых часціц (атамаў, свабодных радыкалаў, іонаў, актыўных комплексаў і інш.) у элементарных рэакцыях. Для рашэння гэтых задач у К.х. выкарыстоўваюць хім. і фіз.-хім. метады аналізу зыходных рэчываў і прадуктаў пераўтварэнняў, матэм. метады для тэарэт. абагульненняў, а таксама дасягненні хім. тэрмадынамікі, атамнай і малекулярнай фізікі, аналіт. хіміі, квантавай механікі.

Першыя даследаванні скорасці хім. рэакцый у 1870-я г. праведзены М.А.Мяншуткіным. У 1930-я г. фізікахімікі амер. Г.​Эйрынг і англ. М.​Паляні на базе квантавай механікі і статыст. фізікі стварылі тэорыю абс. скарасцей рэакцый, М.М.Сямёнаў і С.Н.Хіншэлвуд — тэорыю ланцуговых працэсаў. Значны ўклад у развіццё кінетыкі ланцуговых рэакцый зрабілі сав. фізікахімікі В.​М.​Кандрацьеў, М.М.Эмануэль. Тэарэт. канцэпцыі і кінетычныя даныя К.х. выкарыстоўваюць пры стварэнні схем складаных хім. працэсаў, аналізе пытанняў будовы хім. злучэнняў і іх рэакцыйнай здольнасці, для вырашэння тэхнал. і тэхн. задач.

Літ.:

Эйринг Г., Лин С.Г., Лин С.М. Основы химической кинетики.: Пер. с англ. М., 1983;

Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций. 2 изд. М., 1988;

Химическая кинетика и цепные реакции. М., 1966.

Дз.​І.​Мяцеліца.

т. 8, с. 269

МАГНІ́ТНАЕ ПО́ЛЕ,

адна з форм існавання электрамагнітнага поля, якая выяўляецца ў сілавым уздзеянні на рухомыя эл. зарады (эл. токі) і магніты. Асн. характарыстыкі М.п. — магнітная індукцыя і напружанасць магнітнага поля. Паводле Максвела ўраўненняў крыніцамі М.п. могуць быць эл. токі, целы з ненулявым магнітным момантам і пераменныя эл. палі.

Адсутнасць у прыродзе адасобленых магн. полюсаў (гл. Манаполь магнітны) прыводзіць да таго, што М.п. саленаідальнае (лініі поля заўсёды замкнёныя) у адрозненне ад электрастатычнага поля, якое з’яўляецца патэнцыяльным (лініі поля бяруць пачатак на дадатных эл. зарадах). Пры вывучэнні ўласцівасцей М.п. пробным элементам (індыкатарам поля) служыць магн. дыполь — замкнёны плоскі контур з эл. токам або пастаянны магніт невялікіх памераў, што дае магчымасць вызначыць напрамак вектара магнітнай індукцыі ў кожным пункце поля. М.п., створанае правадніком адвольнай формы з эл. токам, вызначаецца паводле Біо—Савара закону. Наяўнасць М.п. ў касм. аб’ектаў (Сонца, зорак, некат. планет, міжпланетнай прасторы) прыводзіць да спецыфічных геамагн. і астрафіз. з’яў (напр., магнітныя буры, сінхратроннае выпрамяненне, сонечны вецер), а наяўнасць уласнага магн. моманту ў элементарных часціц — да праяўлення магн. уласцівасцей рэчыва (напр., дыямагнетызм, парамагнетызм, ферамагнетызм). Напружанасць М.п. міжпланетнай прасторы 10​⁻³—10​⁻⁴ А/м, Зямлі ~40 А/м, зорак да 10​⁹—10​¹⁰ А/м; звышправодныя саленоіды могуць ствараць М.п. напружанасцю да 10​⁶ А/м. М.п. выкарыстоўваецца ў паскаральніках зараджаных часціц, для ўтрымання гарачай плазмы ва ўстаноўках кіравальнага тэрмаядз. сінтэзу, ва ўсіх канструкцыях і прыстасаваннях электра- і радыётэхнікі, выліч. тэхнікі і электронікі.

А.​І.​Болсун.

т. 9, с. 480

А́ТАМ (ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67∙10​⁻²⁷ да 4∙10​⁻²⁵ кг. Памеры ядра (парадку 10​⁻¹⁴—10​⁻¹⁵ м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​⁻¹⁰ м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\displaystyle {\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.​А.​Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66