Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях
Додано: 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.
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.