|
Mexanizmga misollar va reaksiya intermediatlari (oraliq mahsulotlar)
Endi azot dioksidi va uglerod monooksidi oʻrtasidagi reaksiya elementar reaksiya emasligini bilamiz. Shu sababli biz ikki bosqichli reaksiya sifatida muqobil mexanizmni topishga harakat qilishimiz mumkin:
2NO2(g)NO3(g)+CO(g)NO2(g)+CO(g)sekinNO(g)+NO3(g)1-elementar bosqich tezNO2(g)+CO2(g)2-elementar bosqichNO(g)+CO2(g) Umumiy reaksiya tenglamasi
Umumiy reaksiya tenglamasini hosil qilishda elementar bosqichlarning hammasi qoʻshib chiqilishiga eʼtibor qarating. Bunday qilish har doim toʻgʻri boʻlishi kerak! Aslida, taklif qilingan reaksiya mexanizmi bu elementar bosqichlar umumiy reaksiyaga har doim ham qoʻshilmasligini koʻrsatishning eng oson usullaridan biridir.
Kimyoviy mexanizm - bu umumiy kimyoviy reaktsiyaning har bir bosqichida sodir bo'ladigan narsalarni batafsil tavsiflashga harakat qiladigan nazariy taxmin. Ko'pgina hollarda reaktsiyaning batafsil bosqichlari kuzatilmaydi. Gipoteza mexanizmi tanlangan, chunki u termodinamik jihatdan mumkin va izolyatsiyalangan oraliq mahsulotlarda eksperimental yordamga ega (keyingi qismga qarang) yoki reaktsiyaning boshqa miqdoriy va sifat xususiyatlari. Shuningdek, u har birini tavsiflaydi reaktiv oraliq, faollashtirilgan kompleksva o'tish holati, va qaysi bog'lanishlar uziladi (va qanday tartibda), va qaysi bog'lanishlar hosil bo'ladi (va qanday tartibda). To'liq mexanizm ham sababini tushuntirishi kerak reaktiv moddalar va katalizator ishlatilgan, stereokimyo reaktiv moddalar va mahsulotlarda kuzatilgan, barchasi mahsulotlar shakllangan va har birining miqdori.
Reaktsiya oraliq moddalari - bu kimyoviy turlar, ko'pincha beqaror va qisqa muddatli (ammo ba'zida ularni ajratib olish mumkin), ular reaktiv moddalar yoki umumiy kimyoviy reaksiya mahsuloti emas, balki mexanizmning reaktsiya bosqichlarida vaqtinchalik mahsulotlar va / yoki reaktivlardir. Reaktsiya qidiruvi ko'pincha bo'ladi erkin radikallar yoki ionlari.
Kinetikasi (reaktsiya bosqichlarining nisbiy tezligi va tezlik tenglamasi umumiy reaksiya uchun) reaktivlarni tavsiya etilgan o'tish holatlariga (molekulyar holatlarga mos keladigan molekulyar holatlarga) aylantirish uchun zarur bo'lgan energiya nuqtai nazaridan tushuntiriladi. reaktsiya koordinatalariva to egar nuqtalari ustida potentsial energiya yuzasi reaktsiya uchun)
Reaksiya mexanizmi haqida ma'lumot ko'pincha foydalanish orqali ta'minlanadi kimyoviy kinetika ni aniqlash uchun tezlik tenglamasi va reaktsiya tartibi har bir reaktivda.[2]
Masalan, quyidagi reaktsiyani ko'rib chiqing:
CO + YO'Q2 → CO2 + YO'Q
Bunday holda, tajribalar shuni aniqladiki, bu reaktsiya stavka qonuni . Ushbu shakl stavkani belgilovchi qadam bu NO ning ikki molekulasi orasidagi reaktsiya2. Umumiy reaksiya uchun stavka qonunini tushuntiradigan mumkin bo'lgan mexanizm:
2 YO'Q2 → YO‘Q3 + YO'Q (sekin)
YOQ3 + CO → YO'Q2 + CO2 (tez)
Har bir qadam elementar qadam deb nomlanadi va ularning har biri o'z-o'zidan bor stavka qonuni va molekulyarlik. Boshlang'ich bosqichlar asl reaktsiyaga qo'shilishi kerak. (Demak, agar biz reaktsiyaning ikkala tomonida paydo bo'ladigan barcha molekulalarni bekor qilsak, biz asl reaksiya bilan qolamiz.)
Reaksiya uchun umumiy tezlik qonunini aniqlashda eng sekin qadam reaktsiya tezligini belgilovchi qadamdir. Birinchi qadam (yuqoridagi reaktsiyada) eng sekin qadam bo'lgani uchun, bu stavkani belgilovchi qadam. Chunki bu ikkita NO ning to'qnashuvini o'z ichiga oladi2 molekulalar, bu tezlik bilan bimolekulyar reaktsiya bu stavka qonuniga bo'ysunadi .
Boshqa reaktsiyalar ketma-ket bir necha bosqich mexanizmlariga ega bo'lishi mumkin. Yilda organik kimyo, uchun reaktsiya mexanizmi benzoin kondensatsiyasitomonidan 1903 yilda ilgari surilgan A. J. Lapvort, birinchi taklif qilingan reaktsiya mexanizmlaridan biri edi.
Benzoin kondensatsiyasi reaktsiya mexanizmi. Siyanid ion (CN−) a vazifasini bajaradi katalizator bu erda, birinchi qadamda kirib, oxirgi bosqichda chiqib ketish. Proton (H+) o'tkazmalar (i) va (ii) da sodir bo'ladi. The o'qni itarish usuli elektron juftlari qaerga borishini ko'rsatish uchun ba'zi bosqichlarda qo'llaniladi.
Mexanizmni aniqlashning boshqa eksperimental usullari
Ko'pchilik tajribalar reaktsiya mexanizmidagi mumkin bo'lgan qadamlar ketma-ketligini taklif qiladigan, shu jumladan:
harorat ta'sirini o'lchash (Arreniy tenglamasi) ni aniqlash uchun faollashtirish energiyasi
spektroskopik kuzatish reaksiya qidiruvi vositalar
ni aniqlash stereokimyo mahsulotlar, masalan nukleofil almashtirish reaktsiyalar
ta'sirini o'lchash izotopik almashtirish reaktsiya tezligi bo'yicha eritmadagi reaktsiyalar uchun bosimning reaktsiya tezligiga ta'sirini o'lchash, faollashtirilgan kompleks hosil bo'lishida hajm o'zgarishini aniqlash
ionlarning eritmadagi reaktsiyalari uchun, ta'sirini o'lchash ion kuchi reaktsiya tezligi bo'yicha
to'g'ridan-to'g'ri kuzatuv faollashtirilgan kompleks tomonidan nasos-zond spektroskopiyasi
infraqizil xemilyuminesans mahsulotlarda tebranish qo'zg'alishini aniqlash
elektrosprey ionlash massa spektrometriyasi.
krossover tajribalari
Nazariy modellashtirish
To'g'ri reaktsiya mexanizmi aniqlikning muhim qismidir bashoratli modellashtirish. Ko'pgina yonish va plazma tizimlari uchun batafsil mexanizmlar mavjud emas yoki rivojlanishni talab qiladi.
Ma'lumot mavjud bo'lganda ham, turli xil manbalardan tegishli ma'lumotlarni aniqlash va yig'ish, mos kelmaydigan qiymatlarni solishtirish va turli xil sharoitlarda ekstrapolyatsiya qilish mutaxassis yordamisiz qiyin jarayon bo'lishi mumkin. Tezlik stavkalari yoki termokimyoviy ma'lumotlar ko'pincha adabiyotda mavjud emas, shuning uchun hisoblash kimyosi texnikasi yoki qo'shilishning guruh usullari kerakli parametrlarni olish uchun ishlatilishi kerak.
Hisoblash uchun hisoblash kimyosi usullaridan ham foydalanish mumkin potentsial energiya sirtlari reaktsiyalar uchun va mumkin bo'lgan mexanizmlarni aniqlang.
Do'stlaringiz bilan baham: |
