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Potenzialhyperfläche

Energiebetrachtungen

Exoenergetische Reaktionen

attractive surface
Die Energie wird zu einem frühen Zeitpunkt freigesetzt, während sich das Atom A noch annähert. Dies verursacht eine Abweichung vom "minimum energy path", die Abstoßung verwandelt die Energie in Schwingungsenergie der Produkte.
repulsive surface
Die Reaktion folgt dem "minimum energy path", die Energie wird als Translationsenergie frei (Bobfahreffekt).
Abb.1

Reaktionen mit Barriere

Für alle exoenergetischen Reaktionen mit Barriere und für alle endo-energetischen Reaktionen gilt:

Um Produkte zu erhalten, benötigt man eine Gesamtenergie E, die größer ist als die Barriere. Je nach Ort der Barriere ist die eine oder andere Energieart besser geeignet, um die Reaktion voranzutreiben.

  • Liegt die Barriere im Eingangstal (früh; exo), braucht man die kinetische Energie als Impuls in A-B-Richtung; Translationsenergie ist also geeigneter.
Abb.2
Abb.3
  • Eine späte Barriere muss in B-C-Richtung überschritten werden, d.h. hier ist Schwingungsenergie besser geeignet.
Abb.4
Abb.5

Diese Energieforderungen sind vor allem bei niedrigen Temperaturen, also niedriger Stoßenergie, von Bedeutung.

Physikalisch-chemische Aspekte

Exoenergetische Reaktionen geben Energie ab durch

  • Bildung von elektronisch angeregten Produkten, die sichtbares oder UV-Licht emittieren.
  • Bildung von schwingungsangeregten Produkten (IR-Chemielumineszenz)
  • relative Translation der Produkte

Endoenergetische Reaktionen werden vorangetrieben durch

  • Lichtabsorption
  • Elektronenangeregte Reaktanden dienen als 'energy carrier', d.h. sie stellen während der Reaktion die Energie zur Verfügung.
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