活性化エネルギー詳細

活性化エネルギーの詳細

 

電子移動が起こるには、活性化エネルギーを超える必要があります。

 

このぺーじでは、活性化エネルギーを超えるとは具体的にどういう現象が起きているのか、解説します。

 

活性化エネルギーを電子が超える条件としまして、以下の条件が必要です。

 

 

活性化エネルギーを電子が超える条件

 

①電子を与える分子と電子を受け取る分子が閾値より近くにいること

 

下図のように電子を与える分子はもちろん電子の占めた軌道(占有起動)があり、電子を受け取る分子には電子を受け取ることのできる軌道(非占有起動)を有している必要があります。

 

どちらのエネルギー準位も井戸型ポテンシャル内にあるとし、下図のように波動関数の重なり合っていれば
電子が移動できる可能性があります。

 

 

②電子の移動が起こる各々の分子の軌道のエネルギーが等しくなること

 

分子やイオンのエネルギーが、溶媒分子の配向や本体の骨格の影響により、変化することを解説しました。

 

よってとても単純なのですが、エネルギー順位が上下するから軌道のエネルギーが一致する瞬間があり、その瞬間に非常に速く、電子移動が起こるのです。

 

また井戸の壁を突き抜けて電子移動が起こることからトンネル効果とも呼ばれています。

 

移った後はお互いがより安定な状態に向かっていきます。

 

 

③確率

 

①、②の条件がそろったとしても、電子が必ず移動するわけではないのです。また、この移動する確率の大小を、反応の断熱性の度合いと呼びます。

 

この反応の断熱性は、①で解説した波動関数の重なりにより、変化します。

 

より重なっている方が移動しやすいことが想像つくでしょう。

 

まとめ

 

このように、電子の反応速度定数Kは上記①~③で解説したものをまとめた
Z(衝突頻度(分子が近づく)×活性化因子(一度の衝突で活性化状態になる確率)×A(非断熱因子(活性化状態で実際に電子移動が起こる確率)で決まっています。

 

各々の項目を大きくすることで、活性化エネルギーを超えやすくなり、反応速度も上がります。

 

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