에너지 다이어그램, 전환 상태 및 중간체

에너지 다이어그램은 화학 반응에 관여하는 분자에 대한 에너지의 변화를 나타내는 데 사용됩니다.

자유 에너지는 y축을따라 측정되고 반응 좌표는 x-축에플롯됩니다.

반응 좌표는 제품에 대한 반응의 변환의 진행률을 나타냅니다. 에너지 다이어그램의 피크는 전환 상태를 나타내고 계곡은 반응성 중간체를 나타냅니다.

반응이 진행됨에 따라, 반응제는 활성화 된 복합체, 또는 전이 상태라고 하는 최대 자유 에너지의 불안정한 상태를 통과합니다. 그들은 1 개 미만의 피코초 동안 지속되며 고립 될 수 없습니다. 주어진 전환 상태를 달성하는 반응자의 능력은 활성화 에너지의 가치에 따라 달라집니다.

이중 단검 기호는 전환 상태를 설명하는 데 사용됩니다. 전환 상태를 달성하기 쉬운 경우, 관련 델타-G 이중 단검이 작고 반응이 빠릅니다. 반대로, 전환 상태를 달성하기 어려운 경우, 관련 델타-G 이중 단검이 크고 반응 속도가 느립니다.

해먼드의 가정에 따르면, 단일 단계 외형 공정에서 전환 상태의 구조는 제품보다 반응에 에너지가 더 가깝기 때문에 전환 상태의 구조가 반응제의 구조와 매우 유사합니다.

한편, 단일 단계 의 독등 과정에서, 전이 상태의 구조는 반응제보다 제품에 에너지가 더 가깝기 때문에 제품의 구조와 밀접한 유사합니다.

반응성 중간은 두 전환 상태 사이의 에너지 최소값에 해당합니다. 반응성이 높은 중간체는 분리하기 어렵고 수명이 짧으며, 에너지가 낮은 중간체는 수명이 더 깁니다.

유기 화학에서 가장 일반적인 반응성 중간체는 4개의 채권이 없는 탄소 라디칼 또는 탄소 센터를 포함합니다. 예를 들어, 카보양이 전자 수용체역할을 하며 카바니온은 전자 기증자역할을 합니다.