Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях

статті і замітки зі старих журналів і книг
Відповісти
Techemy
Site Admin
Повідомлень: 46
З нами з: 17 березня 2019, 14:12
Контактна інформація:

Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях

Повідомлення Techemy » 09 червня 2019, 09:36

Можно ли управлять химическими превращениями при помощи магнитного поля? Еще 50 лет тому, ответ специалистов на этот вопрос был категорически отрицательным. Правда, в научной литературе время от времени появлялись сообщения о влиянии магнитных полей на химические реакции, но каждый раз при тщательной проверке не подтверждались.

На чем же основывалось отрицание возможности влиять на химические превращения при помощи магнитных полей? Дело в том, что все практически важные химические превращения - это сложные процессы, состоящие из набора более простых, элементарных химических реакций, их скорость всегда лимитируется самой медленной из этих элементарных реакций. Но известно, что в такие реакции способны вступать только те химические частицы (атомы, молекулы, ионы и др.), которые предварительно приобрели достаточно большой запас энергии. Энергию они чаще всего запасают в процессе теплового движения (именно этим путем образуются богатые энергией частицы для подавляющего большинства промышленно важных химических реакций), но необходимая энергия может приобретаться также и в результате поглощения квантов света (по этому пути идет, например, ряд важных химических превращений в атмосфере Земли).

Хорошо известно, что энергия взаимодействия химических частиц с магнитными полями очень мала и составляет обычно всего от одной десятитысячной до одной миллионной доли по отношению к тепловой энергии частиц. Поэтому считали, что магнитные поля практически не должны влиять на химические реакции.

Однако, исследователи из института химической кинетики и горения, серией экспериментов и теоретическими расчетами доказали, что магнитные поля могут влиять на химические реакции и действительно влияют на них. Природа этого явления не может быть понятна в рамках классических представлений, но естественным образом объясняется квантовой теорией химических реакций.

Дело в том, что, согласно квантовой маханике, химические превращения должны зависеть от электронного спина химических частиц. Магнитное поле влияет именно на поведение электронных спинов, а через него на протекание реакции.

Это открытие - влияние магнитного поля на химические превращения - одно из наиболее серьезных достижений физической химии за последнюю четверть века. Оно позволяет объяснить целый ряд непонятных до этого явлений и одновременно открывает новые пути к управлению некоторыми важными химическими и биохимическими процессами. Среди совершенно новых явлений, обнаруженных исследователями следует особо отметить так называемый магнитный изотопный эффект. На основе этого эффекта предложен новый метод разделения изотопов.

Вклад в развитие рассматриваемого нового направления современной химии внесли работы академика Ю.Н. Молина, докторов наук А.Л. Бучаченко, Р.З. Сагдеева, К.М. Салихова, Е.Л. Франкевича.

Відповісти