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关于微波化学反应机理的探讨
苏跃增孙晓娟刘萍(江苏石油化工学院化工系常州213016)
微波在化学过程中的功效,愈来愈引起人们的关注；并已将微波用于化学中更多的领域。微波具有比激光低得多的能级，却能在相同的温度甚至更低的温度下，、有方向地应用微波,从理论出发设计出适应微波条件的化学反应来,并对反应目标进行预测。这样就有可能将微波这一新型能源用于更多方向的化学研究。
而上面这些工作的关键,就在于制备出具有不同辐射频率的反应装置（或者是若干个不同辐射频率的微波炉）。
设想,如能制作加工出4-5个各具不同频率点的微波辐射装置,然后进行对照实验。不难得出上面所述问题的结论。微波的频率与磁控管、波导管、炉腔等物理状态有关；制作一个具有连续辐射频率的装置（国家标准GB4706。21-1996中规定了家用微波炉的微波频率范围在300MHz〜30GHz），在目前技术问题尚未解决，这也是研究工作最大的难点。
微波化学反应机理探讨的依据
,我们从量子力学的角度可以进行解释。假定是双原子分子并且是刚性转子,其分子的总转动能为:
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而由量子力学含有时间的微扰理论可知：只有偶极矩部为零的分
子才能在外界电磁辐射的可变电磁场作用下,发生转动运动能级的跃迁,而分子的纯转动光谱恰在远红外和微波波段。但是应该注意的是：不同分子的偶极矩不相同,转动惯量自然不同,,其热效应最好,固定频率的微波对不同偶极矩分子的影响不会相同。从分子光谱学的角度来看,分子的振动、转动、电子自旋共振都能发生在微波波段（当然主要是转动和电子自旋ESR）［13］,而分子内部的总能量为:E=E转+E振+E电子，那么，不同频率的微波对同一分子的总能量的影响不会一样，显然引起不同分子达到反应的最佳能量状态的电磁场频率不应该相同,由此推知:不同化学反应要达到最
佳反应效果,都应对映一个最佳的微波频率。另外,从分子光谱分布来看,提高微波场的频率,有利于加强分子振动，提高E振，而E振的能级比E转能级高得多，也就是说，提高微波场频率,有利于提高热效应。
（非极性）分子的作用从分子的电性角度来看,在外电场不存在时,不管分子有无极性,对大量分子来说,分子平均偶极矩总是为零的（极性分子虽然有永久偶极矩,但是由于分子的热运动,偶极矩的各个取向机会均等）。但是在外电场存在的情况下,不管是极性分子还是非极性分子（包括原子）,它们的平均偶极矩都不等于零,即极化现象［14］；非极性分子被极化后,其化学性质应有所变化。简单地来看,微波对物质的作用在于电磁波对带电粒子产生的一种作用力,其中最简单的作用是物质在外加电磁场作用下内部介质的极化产生的极化强度矢量滞后于电场,从而导致与电场同相的电流产生,构成了材料内部的功率耗散［15］,这显然是与微波频率有密切关系的。
（或化学键）振动的关系
可以看出,如果上面的推论正确，那么微波只引起分子振动，不会引起分子内部结构变化的观点（热效应理论观点）可能就要修改，因为，微波引起分子振动，是否可能存在一能引起化学键共振（或由于剧烈共振而断键）的频率？
当然，一般认为:由于原子