Elementær reaksjon - Elementary reaction

En elementær reaksjon er en kjemisk reaksjon der en eller flere kjemiske arter reagerer direkte på å danne produkter i et enkelt reaksjonstrinn og med en enkel overgangstilstand . I praksis antas en reaksjon å være elementær hvis ingen reaksjonsmellomprodukter er blitt påvist eller trenger å bli postulert for å beskrive reaksjonen i molekylær skala. En tilsynelatende elementær reaksjon kan faktisk være en trinnvis reaksjon , dvs. en komplisert sekvens av kjemiske reaksjoner, med reaksjonsmellomprodukter med variabel levetid.

I en unimolekylær elementær reaksjon, dissosierer eller isomeriserer et molekyl A seg for å danne produktene

${\ displaystyle {\ mbox {A}} \ høyre mark {\ mbox {products.}}}$

Ved konstant temperatur er hastigheten for en slik reaksjon proporsjonal med konsentrasjonen av arten A

${\ displaystyle {\ frac {d [{\ mbox {A}}]} {dt}} = - k [{\ mbox {A}}].}$

I en bimolekylær elementær reaksjon reagerer to atomer , molekyler , ioner eller radikaler , A og B, sammen for å danne produkt (er)

${\ displaystyle {\ mbox {A + B}} \ høyre høyre {\ mbox {produkter.}}}$

Hastigheten for en slik reaksjon, ved konstant temperatur, er proporsjonal med produktet av konsentrasjonene av artene A og B

${\ displaystyle {\ frac {d [{\ mbox {A}}]} {dt}} = {\ frac {d [{\ mbox {B}}]} {dt}} = - k [{\ mbox { A}}] [{\ mbox {B}}].}$

Hastighetsuttrykket for en elementær bimolekylær reaksjon blir noen ganger referert til som loven om masseaksjon slik den først ble foreslått av Guldberg og Waage i 1864. Et eksempel på denne typen reaksjoner er en cycloaddition- reaksjon. Dette hastighetsuttrykket kan avledes fra første prinsipper ved å bruke kollisjonsteori for ideelle gasser. For tilfelle av fortynnede væsker er det oppnådd ekvivalente resultater fra enkle sannsynlighets argumenter.

I følge kollisjonsteori er sannsynligheten for at tre kjemiske arter reagerer samtidig med hverandre i en termolekylær elementær reaksjon, ubetydelig. Derfor blir slike termolekylære reaksjoner ofte referert til som ikke-elementære reaksjoner og kan deles inn i et mer grunnleggende sett med bimolekylære reaksjoner, i samsvar med masseaksjonens lov . Imidlertid er det ikke alltid mulig å utlede generelle reaksjonsskjemaer, men løsninger basert på hastighetslikninger er mulige når det gjelder jevnstilstand eller Michaelis-Menten- tilnærminger.

Merknader