अभिक्रिया K + Br2 → KBr + Br, जो हारपून क्रियाविधि का अनुसरण करती है, के लिए अभिक्रियाशील अनुप्रस्थ परिच्छेद जिसके निकटतम है, वह है

(प्रयोग कीजिए \(\rm\frac{e^2}{4 \pi \varepsilon_0}\) = 2.3 x 10−28 J m, K की आयनन ऊर्जा = 422.5 kJ mol−1, Br2 की इलेक्ट्रान बंधुता = 250 kJ mol−1 तथा N_A = 6 x 1023 mol−1)

संप्रत्यय:

हार्पून क्रियाविधि:-

जब दो अभिकारक अणु—एक धातु और एक अधातु—एक दूसरे के पास R (अनुप्रस्थ काट की त्रिज्या जहाँ टक्कर होती है) की दूरी पर आते हैं, तो धातु परमाणु से एक इलेक्ट्रॉन अधातु परमाणु में कूद जाता है। इस प्रक्रिया को हार्पून क्रियाविधि के रूप में जाना जाता है, और उस इलेक्ट्रॉन को हार्पून के रूप में जाना जाता है। इसके बाद, अधातु ऋणात्मक रूप से आवेशित आयन बन जाते हैं, जबकि धातु धनात्मक रूप से आवेशित आयन बन जाते हैं।

K + Br2 → KBr + Br

जब K, Br के पास पहुँचता है तो K का संयोजी इलेक्ट्रॉन (हार्पून) Br में चला जाता है।

इस क्रियाविधि में निम्नलिखित अंतःक्रियाएँ शामिल हैं;

• आयनन ऊर्जा (\(K\rightarrow K^{+} + e^{-}\) )
• इलेक्ट्रॉन बंधुता (\(Br + e^{-}\rightarrow Br^{-}\) )
• कूलॉमिक अंतःक्रिया (\(-\frac{e^2}{4\pi \epsilon _0 R}\) , R= K⁺ और Br^- के बीच पृथक्करण)

इसलिए अभिक्रिया ऊर्जावान रूप से अनुकूल होगी जब

\(I.E-E.A-\frac{e^2}{4\pi\epsilon _0 R}=0\)

उदाहरण:

K + Br2 → KBr + Br

\(K\rightarrow K^+ \Rightarrow I.E\)

\(Br_2\rightarrow 2Br^-\Rightarrow E.A\)

सिद्धांत के अनुसार,

\(I.E.-E.A.=\frac{e^2}{4\pi \epsilon _0 R}\) , (जहाँ R= अनुप्रस्थ काट की त्रिज्या जिसमें अभिक्रिया होती है, r₁ और r₂ = प्रत्येक अभिकारक अणु की त्रिज्या

\(R> r_1+r_2\) )

व्याख्या:-

\(\Rightarrow R= \frac{e^2}{4\pi \epsilon _0} \times\frac{1}{I.E-E.A.}\)

=\(2.3\times 10^{-28}Jm\: \times\frac{1}{(422.5-250){KJ.mol^{-1}}}\)

=\(2.3\times 10^{-28}Jm\: \times\frac{1\times6.023\times 10^{23}}{(422.5-250) \times10^{3}J}\)

= \(8.03\times10^{-10}\)

अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल

= \(\pi R^2\)

= \(\pi (8.03\times10^{-10})^{2}\)

= 2 x 10−18 m2

निष्कर्ष:-

इसलिए सही उत्तर 2 x 10−18 m2 है।