1. Рассчитаем вероятность переноса (1 эВ = 1.6×10–19 Дж, m(e) = 9.1×10–31 кг). (1)
Рассчитаем разность энергий, для которой вероятность туннелирования равна 1 % (2)
Выразим эту энергию из расчета на 1 моль (3)
2. Если проанализировать данные приведенные в таблице, то можно заметить, что при переходе от 273 К к 200 К скорость реакции падает почти на 3 порядка, а при переходе от 200 К к 78 К всего на одну четверть. Из этого можно сделать вывод, что активационная часть затухает быстро, и при 78 К практически равна 0: (4)
Зная величину туннельной составляющей в скорости реакции, можем найти активационную: (5)
Тогда энергия активации будет равна: (6), EA=46.1кДж/моль
Найдем вероятность туннелирования: (7)
3. Для резонансного случая вероятность переноса будет равна произведению вероятностей переноса через два отдельных барьера, то есть можно говорить, что происходит туннелирование через барьер, ширина которого равна суммарной ширине двух барьеров: l1 + l3 = 1 нм. (8)
Для случая нерезонансного туннелирования толщина общего барьера будет больше в три раза: l = l1 + l2 + l3 = 3 нм, поэтому предыдущая вероятность возводится в куб: (9).
Вероятность нерезонансного туннелирования практически равна 0.
Ответы.
1. 36%; 0.2 эВ = 19.3 кДж/моль.
2. 1.0×10–12.
3. 0.07%; 3.4×10–10.
Автор – асп. И.О.Глебов