从宏观到微观，温度都影响了电子、原子、分子的哪些微观量？

melotus

本人从事高温（500K以上）实验研究，温度是一个很重要的反应参数，但是温度到底是怎么影响微观世界电子、原子以及分子等粒子及其行为，进而导致一系列反应的发生？温度与光照、过渡金属催化等条件有什么异同？用那些计算化学理论及软件可以研究这些过程？希望大家可以讨论一下，给我点启示。

初始问题问的有点拧巴，实际上要表达的意思是，外界热量传递到一个分子，怎么影响微观世界电子、原子以及分子等粒子及其行为，进而导致一系列反应的发生？

补充问题1：如何理解高温下键的断裂？

milkxx

温度不同，影响分子的振动速率等因素，可以越过的化学反应能垒也有差异。另外从动力学角度上讲，反应速率等也是不同的。这个问题太宽泛了，可能要针对你的研究方向谈才好。另外常用理论化学软件都可以考虑温度因素

liyuanhe211

温度是宏观量！
温度不“影响”“微观世界电子、原子以及分子等粒子及其行为”，因为它本来就是一个大量分子（粒子）行为统计出来的统计量。
温度影响的是处于不同能级的“数量”分布。一般情况下满足玻尔兹曼分布。比如室温下分子一般并不是处于最低的转动能级，最可几（分布数量最多的）可能是第二、第三转动能级等等，而低温下则多处于最低能态。

另外分子间的碰撞应当会随温度增加而增加。

可以用动力学模拟方法研究不同温度的影响。

melotus

milkxx 发表于 2015-11-16 10:27
温度不同，影响分子的振动速率等因素，可以越过的化学反应能垒也有差异。另外从动力学角度上讲，反应速率等 ...

我做的是高温时分子的热分解，单个分子加热后发生裂解。

melotus

liyuanhe211 发表于 2015-11-16 14:45
温度是宏观量！
温度不“影响”“微观世界电子、原子以及分子等粒子及其行为”，因为它本来就是一个大量分 ...

谢谢。“温度不“影响”“微观世界电子、原子以及分子等粒子及其行为””，那如何理解高温下键的断裂？

liyuanhe211

melotus 发表于 2015-11-16 15:29
谢谢。“温度不“影响”“微观世界电子、原子以及分子等粒子及其行为””，那如何理解高温下键的断裂？

温度影响的是处于不同能级下的分子“数量”分布。一方面可能是高温下处于较高振转能级的分子较多（但是对微观的一个分子来说，势能面与低温下是相同的），另一方面，如果过程中不完全是分子内的（如动力学上经常提到的“第三物种M”），需要有物种帮助分子达到更高能级A*，增加温度可能增加碰撞的概率。

sobereva

melotus 发表于 2015-11-16 15:27
我做的是高温时分子的热分解，单个分子加热后发生裂解。

温度越高，对应于分子平动运动越快，通过不断的碰撞分子平动动能也会交换到分子内振动模式上。因此温度越高处于越高振动能级的比例越多，也就有越多的分子在反应坐标方向上分子振动动能超过活化能，从而就有越多的分子能越过势能面上的过渡态区域而到达产物区域（裂解后的状态），所以温度越高热分解越快。