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活化能的概念是什么

化学反应产生的先决条件,是反应物分子之间必须相互接触,然后才能互相作用,否则就不可能引起反应。不过反应物分子之间,并不是每一次碰撞都能产生反应的。以气体间的反应来说,我们知道,气体分子是以极大的速率向各个方向运动着,分子之间不断地相互碰撞,倘若每一次碰撞都能引起反应,那么一切气体反应都能在瞬间完成,而且反应速率应相当接近,可是事实并不是这样。

据研究,在一定温度下,气体分子具有一定的平均能量,但不是所有分子都具有这样大的能量的,有的分子能量高些,有的分子能量低些。只有极少数具有能量比平均值高得多的分子,它们才能发生有效的碰撞;也就是说,碰撞后才能引起反应,这样的分子叫做活化分子。

活化分子具有的最低能量,与同温度下分子的平均能量之差叫做活化能,这是反应物分子在一定条件下进行反应,所必须具备的能量。不同的反应,具有不同的活化能,反应的活化能越低,活化分子的百分数就越大,反应就越快。活化能的单位通常是KJ/mol。

活化分子和活化能的概念,可用来解释浓度、温度等因素对反应速率的影响。对某一反应来说,在一定温度下,活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的。因此,单位体积内活化分子的数目,是和单位体积内反应物分子的总数成正比,也就是和反应物的浓度成正比。显然,当反应物的浓度增大时,单位体积内活化分子的数目也相应地增多,这样也就增加了单位时间内有效碰撞的次数,因此反应速率加快。另外,如果升高反应温度,则分子运动加快,从而增加了单位时间内分子间的碰撞次数;更重要的是由于一些分子获得了能量,增加了活化分子的百分数,因而加快了反应速率。

至于催化剂加快反应速率的原因,乃是由于降低了反应的活化能,增加了活化分子的百分数的缘故。

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