微波化学反应中的物质结构特点

微波化学反应中的物质结构特点

在微波化学中，化学反应温度的提高程度和提高速度与 反应物所用溶剂分子的极性有关，分子的极性则和分子的瞬 间偶极有关，分子的瞬间偶极又是和分子中的电荷分布情况 有关。当分子中一端带有负电荷而另一端带有正电荷，即分 子中的电荷分布不平衡时产生了分子的瞬间偶极。这种电荷 分布不平衡的分子在微波作用下将微波能量吸入，分子的内

能、运动速度和反应的温度激剧提高，导致了化学反应速度 的加快。极性分子的反应物在非极性分子溶剂中，由于反应 物吸收微波能量后，其热能通过分子碰撞而被转移到了非极 性溶剂内，微波加热这类反应体系较慢甚至到没有作用，所 以用微波加热不能显著提高在非极性溶剂中的反应温度。另 外，微波能作用于极性分子（反应物，溶剂）能加剧分子运 动，大大增加了反应物的碰撞频率，即加快了化学反应速度； 而在非极性分子溶剂中，尽管微波也能加快极性分子反应物 的运动，但由于非极性溶剂不但不吸收微波能而加速运动，并 且缓冲了极性分子的反应物的加速运动，即不能显著提高反 应的碰撞频率。所以，用微波进行化学反应，选择合适的反 应物和溶剂是非常重要的。

    溶剂介电常数对反应速率的影响 在极性溶剂中，用微波法进行有机反应可以显著提高反 应速率。将介电常数各不相同的几种溶剂分别置于敞口的反 应器中，输入徼波（功率10界八…），加热1014，测定各种 溶剂的升温情况，可以得到介电常数不同的溶剂吸收微波能 的情况，结果见表3-2。实验表明，高介电常数溶剂吸收微波 能的速度显著大于低介电常数溶剂，而且极性小、分子量大 的溶剂，相同条件下吸收微波能量较少，四氣化碳、苯和正 己烷化合物等非极性分子几乎不吸收微波能量。所以，应用 微波炉进行化学反应，选用极性溶剂作为反应介质是至关重 要的。在干法微波反应中，电介质对微波能量的吸收率更为 重要，因为在干法反应中许多介质是被作为有加热作用的填 充料，它们先应良好地被微波加热再传导给反应物〈这样不 论反应物料极性如何都可以进行反应，如果这类介质对反应 有催化作用则效果更佳.