Элементарная реакция - Elementary reaction

Элементарная реакция является химической реакцией , в которой один или более химических виды реагируют непосредственно с образованием продуктов в одной стадии реакции , и с помощью одного переходного состояния . На практике предполагается, что реакция является элементарной, если промежуточные продукты реакции не были обнаружены или их необходимо постулировать для описания реакции в молекулярном масштабе. Очевидно, элементарная реакция на самом деле может быть ступенчатой ​​реакцией , то есть сложной последовательностью химических реакций с промежуточными продуктами реакции с различным временем жизни.

В мономолекулярной элементарной реакции молекула А диссоциирует или изомеризуется с образованием продуктов (ов)

При постоянной температуре скорость такой реакции пропорциональна концентрации вещества A

В бимолекулярной элементарной реакции два атома , молекулы , ионы или радикалы , A и B, взаимодействуют вместе с образованием продукта (ов).

Скорость такой реакции при постоянной температуре пропорциональна произведению концентраций компонентов A и B.

Выражение скорости элементарной бимолекулярной реакции иногда называют законом действия масс, поскольку оно было впервые предложено Гульдбергом и Вааге в 1864 году. Примером такого типа реакции является реакция циклоприсоединения . Это скоростное выражение может быть получено из первых принципов, используя теорию столкновений для идеальных газов. Для случая разбавленных жидкостей эквивалентные результаты были получены на основе простых вероятностных аргументов.

Согласно теории столкновений, вероятность того, что три химических соединения одновременно вступят в реакцию друг с другом в термолекулярной элементарной реакции, ничтожно мала. Следовательно, такие термолекулярные реакции обычно называют неэлементарными реакциями, и их можно разбить на более фундаментальный набор бимолекулярных реакций в соответствии с законом действия масс . Не всегда возможно получить общие схемы реакций, но решения, основанные на уравнениях скорости , часто возможны в терминах стационарного или приближений Михаэлиса-Ментен .

Ноты

  1. ^ IUPAC , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Онлайн исправленная версия: (2006–) « Элементарная реакция ». DOI : 10,1351 / goldbook.E02035
  2. ^ Гиллеспи, Д.Т., Функция диффузионной бимолекулярной склонности, Журнал химической физики 131 , 164109 (2009)
  3. ^ Кук, GB и Грей, П. и Кнапп, DG и Скотт, SK, Бимолекулярные маршруты в кубическом автокатализом, Журнал физической химии 93 , 2749--2755 (1989)
  4. ^ Арис, Р., Грей, П., Скотт, С.К., Моделирование кубического автокатализа последовательными бимолекулярными стадиями, Химическая инженерия, 43 ' , 207-211 (1988)