2.9
Химическая реакция часто представляется в виде общего сбалансированного химического уравнения с указанием реагентов и продуктов.
Однако фактическая реакция часто бывает более сложной и протекает в несколько этапов. Например, эта реакция оксида азота с образованием водорода газообразного азота и воды происходит в три отдельных последовательных этапа. Эти этапы называются механизмом реакции.
Каждый шаг в механизме реакции называется элементарной реакцией и представляет собой взаимодействие, такое как разрыв или образование связи, между реагирующими веществами.
Специфические молекулы, такие как диоксид азота и закись азота, образуются на одном элементарном этапе и потребляются на другом. Такие виды называются промежуточными продуктами реакции.
Промежуточные продукты реакции – это не то же самое, что переходные состояния, которые существуют только при превращении реагентов в продукты.
Механизмы реакций выдвигаются на основе их сбалансированных химических уравнений и экспериментально определяемых законов скорости каждого элементарного шага.
Каждый шаг имеет определенную скорость реакции, постоянную скорость и энергию активации. Самый медленный шаг называется шагом, определяющим скорость, и влияет на чистую скорость реакции. Он может быть использован для проверки закона скорости для общей реакции и для валидации предложенного механизма реакции.
Рассмотрим разложение закиси азота до азота и кислорода. Экспериментально установленный закон скорости не соответствует скоростному выражению одностадийной реакции, что подтверждается наблюдаемым присутствием атомов кислорода — промежуточного продукта реакции.
Следовательно, предложен механизм реакции, в котором все этапы накапливаются, чтобы получить общую реакцию.
Во-первых, константы скорости указывают на то, что первый шаг является шагом ограничения скорости. Он самый медленный, и тем самым влияет на общую скорость реакции. Закон тарифов, предложенный на этом шаге, может быть установлен равным общему закону тарифов.
Этот предполагаемый закон скорости, непосредственно выведенный из молекулярной концентрации элементарного реагента, согласуется с экспериментальным законом скорости и проверяет предсказанный механизм реакции.
Этот текст адаптирован из Openstax, Chemistry 2e, 12.6: Reaction Mechanism.
Химические реакции часто протекают ступенчато, включая две или более различных реакции, протекающие последовательно. Сбалансированное уравнение указыв…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.