Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (РЕ)"

Реакции химические

Реа'кции хими'ческие, превращения одних веществ в другие, отличные от исходных по химическому составу или строению. Общее число атомов каждого данного элемента, а также сами химические элементы, составляющие вещества, остаются в Р. х. неизмененными; этим Р. х. отличаются от ядерных реакций. Р. х. осуществляются при взаимодействии веществ между собой или при внешних воздействиях на них температуры, давления, электрического и магнитного полей и т.п. В ходе Р. х. одни вещества (реагенты) превращаются в другие (продукты реакции), что записывается в виде уравнений химических. Реагенты и продукты реакции часто носят общее название реактанты. Каждая Р. х. характеризуется стехиометрическим соотношением реактантов и скоростью химической реакции. Совокупность отдельных стадий Р. х., установленная экспериментально или предложенная на основе теоретических представлений, называется механизмом реакции.

  Любая Р. х. обратима, хотя скорости прямой и обратной реакций могут при этом существенно отличаться. Когда скорости прямой и обратной реакций равны, система находится в равновесии химическом. В положении равновесия или вблизи него поведение системы описывается законами и соотношениями термодинамики химической. В целом изучение механизмов и скоростей как обратимых, так и практически необратимых Р. х. составляет предмет химической кинетики, а при учёте также и физических процессов в системе (диффузия, теплопередача и др.) – предмет макрокинетики. При изучении Р. х. на молекулярном уровне используют представления о взаимодействии атомов и молекул при их столкновениях друг с другом, с электронами и др. частицами, о превращениях молекул при поглощении и испускании фотонов и т.п. Этот подход базируется, как правило, на квантовой теории и связан в основном с изучением элементарного акта Р. х., т. е. отдельного процесса столкновения молекул реактантов. Квантовомеханическое описание элементарного акта базируется на одном из двух подходов. При временном подходе элементарный акт рассматривается как процесс рассеяния подсистем (атомов, молекул, ионов) при их столкновении. Согласно стационарному подходу, исследуется движение конфигурационной точки (изображающей ядерную конфигурацию всей системы реактантов) по потенциальной поверхности, определяемой взаимодействием подсистем реактантов, в частности ядер молекул в усреднённом поле электронов. Начало стационарному подходу было положено введением представления об активированном комплексе. При сравнительном рассмотрении реакций, особенно в органической химии, пользуются обычно представлениями о наиболее вероятных механизмах реакций и об активности реагентов в определённых классах реакций, такими как реакционная способность,ориентации правила,нуклеофильные и электрофильные реагенты, принцип сохранения орбитальной симметрии (см. Симметрия в химии) и т.п.

  Р. х. существенно зависят как от природы реактантов, так и от внешних условий реакции. Многие Р. х. возможны только под воздействием внешних источников энергии: тепловой, электромагнитной (фотохимические реакции), электрической (электрохимические реакции). При этом сама Р. х. может служить источником энергии. Количественное экспериментальное изучение Р. х. привело к установлению ряда основных законов химии, отражающих как стехиометрию, так и энергетику реакций. К таким законам относятся постоянства состава закон,Гесса закон и др. Классификация Р. х. проводится по различным признакам и различается в зависимости от того, в какой области химии они исследуются. Термодинамическая классификация использует в качестве таких признаков: энергетику реакций (экзотермические, т. е. идущие с выделением тепла, и эндотермические, т. е. идущие с поглощением тепла); количество фаз реактантов (гомогенные и гетерогенные реакции). Различают Р. х., идущие в объёме, на поверхности раздела фаз и т.д. Кинетическая классификация выделяет следующие признаки: скорость прямой и обратной реакций (обратимые и необратимые реакции); число взаимосвязанных реакций в системе (простая реакция, т. е. только одна, практически необратимая реакция, и сложная реакция, которую можно подразделить на несколько простых); молекулярность реакции (число молекул, одновременным взаимодействием между которыми осуществляется элементарный акт химического превращения); порядок реакции по каждому реагенту и в целом (см. Кинетика химическая). Сложные Р. х. по форме связи простых реакций подразделяются на параллельные, последовательные, сопряжённые, обратимые и т.д. В отдельную группу выделяется обширный класс каталитических реакций (см. Катализ). В зависимости от того, какие частицы участвуют в элементарном акте, реакции подразделяются на молекулярные, ионные, фотохимические и т.д., а также радикальные или цепные реакции. Детальное подразделение реакций проводится и по их механизму.

  В неорганической химии широко используется классификация Р. х. по типам участвующих в них соединений и по характеру их взаимодействия: реакции образования и разложения, гидролиза, нейтрализации реакции, реакции окисления-восстановления. Большую группу Р. х. составляют различные реакции комплексообразования.

  Органические реакции подразделяют на две большие группы: гетеролитические, при которых разрыв связи в молекуле происходит несимметрично и электроны остаются спаренными, и гомолитичные, в которых происходит симметричный разрыв связи, в результате чего образуются радикалы. В зависимости от типа атакующего реагента гетеролитические реакции могут быть нуклеофильными (обозначаются символом N) и электрофильными (символ Е). Основные три класса органических реакций включают замещения (обозначаются символом S с индексами N или Е), присоединения (символ А) и отщепления (элиминирования, символ Е). Каждая из этих реакций в зависимости от механизма может осуществляться как нуклеофильный, электрофильный или радикальный процесс. Особый класс реакций составляют реакции циклоприсосдинения. С учётом молекулярности лимитирующей стадии различают мономолекулярные (например, S_E 1) и бимолекулярные (например, S_E 2) реакции. Помимо указанных механизмов, присоединения и замещения реакциимогут происходить в результате окислительно-восстановительного взаимодействия реагентов. Многие органические реакции включают ряд последовательных стадий, в том числе обратимых. Общая обратимость характерна для таких, например, реакций, как реакции металлирования и ароматического сульфирования. Возможны реакции, в которых промежуточные соединения вступают в параллельные реакции, что приводит к образованию смеси продуктов. Многочисленные превращения органических молекул включают процессы, происходящие без изменения состава, но приводящие к изменению химического строения (структуры) соединения, например различного типа изомеризации, молекулярные перегруппировки и таутомерные превращения (см. Органическая химия).

  Понятие Р. х. является в известной степени условным. Так, к числу Р. х. обычно не относят образование ассоциатов в растворах, электронные возбуждения молекул (даже при существенном изменении равновесной геометрической конфигурации) и ряд др. процессов.

  Лит.: Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г., Курс химической кинетики, 2 изд., М., 1969; Курс физической химии, под общ. ред. Я. И. Герасимова, 2 изд., т. 2, М., 1973; Матье Ж., Панико Р., Курс теоретических основ органической химии, пер. с франц., М., 1975.

  Н. Ф. Степанов.

Реакционная плавка

Реакцио'нная пла'вка, способ получения металлов, в основе которого лежит взаимодействие между сульфидом и окислом извлекаемого металла (MeS + 2MeO = 3Ме + SO₂) или между сульфатом и окислом (Me + MeSO₄ = 2Me + 2SO₂). В металлургии свинца Р. п. называют также горновой. Процесс осуществляется в специальном горне, куда загружают богатый свинцовый концентрат и кокс. Шихту продувают сжатым воздухом. За счёт горения кокса и тепла, выделяющегося при окислении сульфидов, температура в горне поднимается до 700—900 °С; при этой температуре протекают основные взаимодействия Р. п., приводящие к вытапливанию чернового свинца. Шихта во время реакции должна находиться в рыхлом состоянии; контакт между компонентами достигается непрерывным перегребанием с помощью механического перегребателя. В черновой свинец переходит 70% металла из шихты, в т. н. серые шлаки 10—15%, в пыль 15—20%. Серые шлаки для доизвлечения свинца перерабатываются в шахтной печи, пыль возвращается в шихту Р. п. Принципы Р. п. используются в новых процессах получения свинца из частично обожжённых сульфидных концентратов: электроплавкой (Швеция), плавкой во взвешенном состоянии (Швеция, Финляндия), вдуванием концентратов в жидкую ванну конвертера (США). Взаимодействия, характерные для Р. п., используются в металлургии сурьмы при плавке окисленных и сульфидных концентратов, а также при конвертировании медных штейнов.

  В. Я. Зайцев.

Реакционная способность

Реакцио'нная спосо'бность, характеристика химической активности веществ, учитывающая как разнообразие реакций, возможных для данного вещества, так и их скорость. Например, благородные металлы (Au, Pt) и инертные газы (Не, Ar, Kr, Xe) химически инертны, т. е. у них низкая Р. с.; щелочные металлы (Li, Na, К, Cs) и галогены (F, Cl, Вг, I) химически активны, т. е. обладают высокой Р. с. В органической химии насыщенные углеводороды характеризуются низкой Р. с., для них возможны немногочисленные реакции (радикальное галогенирование и нитрование, дегидрирование, деструкция с разрывом С—С-связей и некоторые др.), происходящие в жёстких условиях (высокая температура, ультрафиолетовое облучение). Для галогенопроизводных насыщенных углеводородов уже возможны, кроме того, реакции дегидрогалогенирования, нуклеофильного замещения галогена, образования магнийорганических соединений и др., происходящие в мягких условиях. Наличие в молекуле двойных и тройных связей, функциональных групп (гидроксильной —ОН, карбоксильной —СООН, аминогруппы —NH₂ и др.) приводит к дальнейшему увеличению Р. с. Количественно Р. с. выражают константами скоростей реакций (см. Кинетика химическая) или константами равновесия в случае обратимых процессов (см. Равновесие химическое). Современные представления о Р. с. основаны на электронной теории валентности (см. Валентность) и на рассмотрении распределения (и смещения под действием реагента) электронной плотности в молекуле. Электронные смещения качественно описываются в терминах индуктивных и мезомерных эффектов (см. Мезомерия), количественно – с применением квантовомеханических расчётов (см. Квантовая химия). Главный фактор, определяющий относительную Р. с. в ряду родственных соединений, – строение молекулы: характер заместителей, их электронное и пространственное влияние на реакционный центр (см. Пространственные затруднения), геометрия молекул (см. Конфигурация молекул, Конформация). Р. с. зависит и от условий реакции (природы среды, присутствия катализаторов или ингибиторов, давления, температуры, облучения и т.п.). Все эти факторы оказывают на скорость реакций различное, а иногда противоположное влияние в зависимости от механизма данной реакции. Количественная связь между константами скорости (или равновесия) в пределах одной реакционной серии может быть представлена корреляционными уравнениями, описывающими изменения констант в зависимости от изменения какого-либо параметра (например, эффекта заместителя – уравнение Гаммета – Тафта, полярности растворителя – уравнение Брёнстеда и т.п.). См. также Реакции химические,Обратимые и необратимые реакции,Скорость химической реакции,Активированный комплекс,Катализ,Ориентации правила,Электронные теории в органической химии,Радикалы свободные.

Реакция (в психологии)

Реа'кция в психологии, акт поведения, возникающий в ответ на определенное воздействие, стимул; произвольное движение, опосредованное задачей и возникающее в ответ на предъявление сигнала. Необходимость исследования произвольной Р. возникла после того, как обнаружили, что астрономы, засекающие момент прохождения звезды через меридиан, дают разные показания, Ф. Бессель, открывший этот феномен, провёл эксперимент (1823), в котором измерил время Р. человека на раздражители. Измерение скорости, интенсивности, формы протекания Р. создало психометрию как отрасль психологии со специальным методом исследования – методом Р. (Ф. Дондерс, Дания; В. Вундт, Л. Ланге, Н. Н. Ланге). В советской психологии изучением реакций занимался К. Н. Корнилов, основатель реактологии. Выделяют два основных типа реакций: простые, когда на один, заранее известный сигнал, человек немедленно отвечает движением (моторная и сенсорная Р.), и сложные, когда при случайном предъявлении разных сигналов человек отвечает только на один из них (Р. различения) или на все, но разными движениями (Р. выбора). Изучение Р. позволило сформулировать ряд закономерностей для прикладной психологии, например закон Хика: время Р. увеличивается с увеличением числа стимулов, предлагаемых для различения.

  Лит.: Вундт В., Основы физиологической психологии, в. 1—16, СПБ. 1908—14; Инженерная психология за рубежом. Сб. ст., пер. с англ., М., 1967, с. 408—24. См. также лит. при ст. Реактология.

  В. И. Максименко.

Реакция (действие)

Реа'кция (от pe... и лат. actio – действие),

  1) действие, состояние, процесс, возникающие в ответ на какое-либо воздействие, раздражитель, впечатление (например, реакция в психологии, реакции химические,ядерные реакции).

  2) Экспериментальное исследование путём химического, физического или биологического воздействия, создания определённых условий (например, Реакция оседания эритроцитов).

Реакция излучения

Реа'кция излуче'ния, радиационное трение, торможение излучением, сила, действующая на электрон (или др. заряженную частицу) со стороны вызванного им поля электромагнитного излучения.

  Всякое движение заряда с ускорением приводит к излучению электромагнитных волн. Поэтому система движущихся с ускорением зарядов не является замкнутой: в ней не сохраняются энергия и импульс. Такая система ведёт себя как механическая система при наличии сил трения (диссипативная система), которые вводятся для описания факта несохранения энергии в системе вследствие её взаимодействия со средой. Совершенно так же передачу энергии (и импульса) заряженной частицей электромагнитному полю излучения можно описать как «лучистое трение». Зная теряемую в единицу времени энергию (т. е. интенсивность излучения; см. Излучение), можно определить силу трения. Для электрона, движущегося в ограниченной области пространства со средней скоростью, малой по сравнению со скоростью света с, сила трения выражается формулой, полученной впервые Х. Лоренцем:

,

где а — ускорение электрона. Р. и. приводит к затуханию колебаний заряда, что проявляется в уширении спектральной линии излучения (т. н. естественная ширина линии).

  Р. и. представляет собой часть силы, действующей на заряд со стороны созданного им самим электромагнитного поля («самодействие»). Необходимость её учёта приводит к принципиальным трудностям, тесно связанным с проблемой структуры электрона, природы его массы и др. (см. Квантовая теория поля).

  При строгой постановке задачи следует рассматривать динамическую систему из зарядов и электромагнитного поля, которая описывается двумя системами уравнений: уравнениями движения частиц в поле и уравнениями поля, определяемого расположением и движением заряженных частиц. Однако практически имеет смысл лишь приближённая постановка задачи: методом последовательных приближений. Например, сначала находится движение электрона в заданном поле (т. е. без учёта собственного поля), затем – поле заряда по его заданному движению и далее, в качестве поправки, – влияние этого поля на движение заряда, т. е. Р. и. Такой метод даёт хорошие результаты для излучения с длиной волны l >> r₀ = е²/mc2 (где m — масса, r _{» 2×10^-13см–  «классический радиус» электрона). Реально уже при длине волны порядка комптоновской длины волныэлектрона h/mc (h — постоянная Планка), l ~ 10^-10см, необходимо учитывать квантовые эффекты. Поэтому приближённый метод учёта Р. и. справедлив во всей области применимости классической электродинамики.}

  Квантовая электродинамика в принципиальном отношении сохранила тот же подход к проблеме, основанный на методе последовательного приближении (т. н. методе теории возмущений). Но её методы позволяют учесть Р. и., т. е. действие на электрон собственного поля, практически с любой степенью точности причём не только «диссипативную» часть Р. и. (обусловливающую уширение спектральных линий), но и «потенциальную» часть, т. е. эффективное изменение внешнего поля, в котором движется электрон. Это проявляется в изменении энергетических уровней и эффективных сечений процессов столкновений (см. Сдвиг уровней,Радиационные поправки).

  Лит.: Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Теория поля, 4 изд., М., 1962 (Теоретическая физика, т. 2); Беккер Р., Электронная теория, пер. с нем., Л. – М., 1936.

  В. Б. Берестецкий.

Реакция оседания эритроцитов

Реа'кция оседа'ния эритроци'тов (РОЭ), правильнее скорость оседания эритроцитов (СОЭ), диагностический показатель, выявляющий изменения в соотношении белковых компонентов плазмы крови, а также числа и объёма эритроцитов при различных патологических состояниях. Механизм РОЭ состоит в адсорбции эритроцитами белковых частиц плазмы с образованием агломератов (скоплений эритроцитов), смещающихся в нижние слои при отстаивании крови.

  Нормой РОЭ для мужчин считается её скорость в 3—10 мм/ч, для женщин – 3—14 мм/ч. Ускорение РОЭ чаще всего отмечается при увеличении содержания грубодисперсных белков плазмы крови (гамма-глобулинов, фибриногена и др.), что наблюдается при воспалительных процессах (например, пневмония, туберкулёз, ревматизм, сепсис), а также при заболеваниях, сопровождающихся распадом тканей (инфаркт миокарда, опухоли и др.). Наивысшие цифры РОЭ (до 90 мм/ч) наблюдаются при миеломной болезни. Ускорение РОЭ может наблюдаться также при беременности и после вакцинаций. РОЭ замедляется при эритремии,гепатите вирусном, белковой недостаточности, сердечной недостаточности.

Реакция (политич.)

Реа'кция политическая, сопротивление общественному прогрессу; политический режим, установленный для сохранения и укрепления отживших общественных порядков. Р. обычно проявляется в борьбе с революционным движением, в подавлении демократических прав и свобод, в преследовании прогрессивных политических и общественных деятелей, представителей культуры, массовом терроре и насилии, в расовой и национальной дискриминации, в агрессивной внешней политике. Крайняя форма Р. – фашизм. Реакционер – приверженец политической Р., ретроград, враг общественного, культурного, научного прогресса.

Назад к карточке книги "Большая Советская Энциклопедия (РЕ)"