Reaksiyon Mekanizmaları

Bir kimyasal reaksiyon genellikle reaktanları ve ürünleri gösteren genel olarak dengeli bir kimyasal denklem ile temsil edilir. Bununla birlikte, gerçek tepki genellikle daha karmaşıktır ve birden çok adımda ortaya çıkar. Örneğin, nitrik oksidin hidrojen oluşturan nitrojen gazı ve su ile bu reaksiyonu, birbirini takip eden üç ayrı adımda gerçekleşir.

Bu adımlara reaksiyon mekanizması denir. Reaksiyon mekanizmasındaki her adım, temel reaksiyon olarak adlandırılır ve reaksiyona giren türler arasındaki bağ kırılması veya oluşumu gibi etkileşimi temsil eder. Dinitrojen dioksit ve azot oksit gibi belirli moleküller, bir temel adımda oluşur ve diğerinde tüketilir.

Bu türlere reaksiyon ara ürünleri denir. Reaksiyon ara ürünleri, temel bir reaksiyonun düşük enerjili ürünleridir. Genellikle kısa ömürlüdürler, bu da ürün karışımındaki yokluklarını açıklar.

Reaksiyon ara ürünleri, aktive edilmiş komplekslerle aynı değildir. Aktifleştirilmiş kompleksler, yalnızca reaktanların ürünlere dönüşümü sırasında var olan yüksek enerjili geçiş durumlarıdır. Temel adımları birleştirmek, genel kimyasal reaksiyon denklemini verir.

Burada, reaksiyon ara ürünleri elimine edilir ve dolayısıyla genel kimyasal denklemde görünmez. Farklı temel reaksiyonlar değişen hızlarda ilerleyebilir. En yavaş temel adım genel reaksiyon oranını belirler.

Burada dinitrojen dioksitin hidrojen gazı ile reaksiyonu hız sınırlayıcı adımdır. Temel reaksiyonlar, reaksiyona giren moleküllerin sayısına veya molekülerliğe bağlı olarak genel olarak üç tip olarak karakterize edilebilir. Tek moleküllü bir reaksiyonda, tek bir reaktan molekülü bir veya daha fazla ürüne dönüşür.

Bimoleküler bir reaksiyonda, iki farklı molekül reaksiyona girer. Termoleküler bir reaksiyon, çok nadir olmakla birlikte, ara ürünler veya ürünler vermek üzere reaksiyona giren üç ayrı molekül içerir. Deneysel olarak belirlenen genel bir kimyasal reaksiyon için hız kanunundan farklı olarak, temel reaksiyonlar için hız kanunları, reaktanlarının stokiyometrik katsayılarından tahmin edilebilir.

Kısaca, bir temel reaksiyonun molekülerliği, temel adımın genel reaksiyon derecesine karşılık gelir. Bu nedenle, tek moleküllü reaksiyonlar genellikle birinci dereceden reaksiyonlardır, bimoleküler reaksiyonlar ikinci derecedir ve termoleküler reaksiyonlar üçüncü derecededir. Reaksiyon mekanizmaları ve kinetiğinin anlaşılması, kimyagerlerin kimyasal reaksiyonları tanımlamasına ve optimize etmesine yardımcı olur.