Реакции при низких температурах

Ни одна научная теория не может охватить все многообразие фактов, которыми ее пытаются объяснить. Теория активных молекул, имеющая дело с энергией активации, не объясняет причин проявляющегося в некоторых случаев ускорения реакций при понижении температуры.

Обнаружены реакции, проходящие с высокими скоростями при очень низких температурах (ниже температуры кипения азота). Это явление было названо туннельным эффектом, так как частица проходит через потенциальный барьер ниже его вершины. При понижении температуры происходит кажущееся снижение энергии активации, а при сверхнизких температурах Е_л может стать равной нулю и скорость реакции перестает зависеть от температуры.

В процессах при низких температурах особое значение приобретают квантовые эффекты при переходе электронов и протонов.

Одним из примеров этого явления можно назвать полимеризацию формальдегида при 4 К. При сверхнизких температурах в кристаллическом состоянии веществ протекают некоторые цепные реакции.

При сверхнизких температурах изменяются механизмы реакций. Обнаружено, что процесс, идущий при обычной температуре в несколько параллельных стадий, становится одностадийным. Это позволяет получать чистые продукты, и, кроме того, технология становится безотходной. Эти кинетические эффекты обнаружены при проведении органических реакций галогенирования, нитрования, циклизации и др. Туннельный эффект может быть привлечен для объяснения возможности синтеза белков и других важных для возникновения и развития жизни соединений при сверхнизких температурах космического пространства.