Что значит "сложные реакции"

химические реакции, в которых конечные продукты получаются из исходных через промежуточные вещества. Образование каждого из промежуточных веществ называется элементарной стадией сложной реакции. К сложным реакциям относятся, напр., цепные реакции, большинство органических реакций.

такие реакции химические , элементарные акты которых различны. В противоположность С. р. элементарные акты простых реакций не отличаются один от другого природой участвующих в них веществ, а лишь, возможно, ≈ направлением превращения, если реакция обратима (в последнем случае некоторые авторы реакцию также называют сложной). С. р. можно рассматривать как совокупность простых реакций, которые в этом случае называются стадиями сложной реакции. Иногда все образующиеся в ходе С. р. вещества являются её продуктами в том смысле, что они могут быть получены в количествах, сравнимых с затраченными количествами исходных веществ. Таковы, в частности, последовательные реакции и параллельные реакции . Более распространён, однако, тип химических реакций, иллюстрируемый примером гомогенного распада закиси азота N2O. Эта реакция происходит в две стадии:

1. N2O ╝ N2 + O══2

2. 2O╝O2════════════1

   2N2O = 2N2 +O

   Под чертой приведено итоговое уравнение реакции, выражающее её конечный результат, устанавливаемый с помощью химического анализа или каким-либо иным сравнительно грубым методом, например по изменению давления, если реакцию проводят в замкнутой системе. Чтобы получить итоговое уравнение суммированием химических уравнений стадий 1 и 2, эти уравнения надо предварительно умножить на числа, написанные справа от них. Такие числа называются стехиометрическими числами. Вещества, образующиеся и расходующиеся на разных стадиях, но не входящие в итоговые уравнения, называются промежуточными веществами (атомный кислород, например, ≈ промежуточное вещество распада N2O).

   Наиболее важные типы С. р. ≈ каталитические реакции (см. Катализ ) и цепные реакции . Особенность тех и других ≈ циклическое образование и расходование промежуточных веществ; основное различие состоит в характере этих промежуточных веществ. При катализе промежуточные вещества ≈ устойчивые образования, способные сами по себе, в отсутствие реакции, существовать неопределенно долго. Промежуточные вещества цепных реакций ≈ атомы, свободные радикалы или возбуждённые молекулы ≈ могут существовать только короткое время.

   Если С. р. происходит в открытой системе, при непрерывной подаче с постоянной скоростью исходных веществ и с непрерывным удалением продуктов реакции, то реакция может происходить стационарно. Каждое промежуточное вещество тогда образуется и расходуется с одинаковой скоростью, так что его количество в системе не изменяется со временем. Реакция в замкнутой системе может происходить квазистационарно, если среднее время жизни промежуточных веществ мало по сравнению со временем, за которое происходит существенное изменение состава реагирующей смеси. При этом течение реакции в каждый момент практически не отличается от стационарного.

   Важнейшим случаем нестационарных реакций являются реакции с разветвляющимися цепями, теория которых была создана Н. Н. Семеновым .

   Скорость отдельных стадий С. р. определяется действующих масс законом , на основе которого можно получить уравнения, описывающие течение С. р. Задача значительно упрощается, если реакция стационарна или квазистационарна.

   Лит.: Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г., Курс химической кинетики, 3 изд., М., 1974; Механизм и кинетика сложных каталитических реакций, М., 1970.

   М. И. Тёмкин.