Elementær reaksjon

En elementær reaksjon er en kjemisk reaksjon der en eller flere kjemiske specier reagerer direkte for å danne produkter i et enkelt reaksjonstrinn og med en enkelt overgangstilstand. I praksis antas en reaksjon å være elementær hvis ingen reaksjonsmellomprodukter har blitt oppdaget eller trenger å postuleres for å beskrive reaksjonen på molekylær skala.[1] 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 et molekyl A eller isomeriserer for å danne produktene

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

I en bimolekylær elementær reaksjon reagerer to atomer, molekyler, ioner eller radikaler, A og B, sammen for å danne produktet / produktene

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

Hastighetsuttrykket for en elementær bimolekylær reaksjon blir noen ganger referert til massevirkningsloven, slik det først ble foreslått av Guldberg og Waage i 1864. Et eksempel på denne typen reaksjoner er en sykloaddisjonsreaksjon. Dette hastighetsuttrykket kan avledes fra de første prinsippene ved å bruke kollisjonsteori for ideelle gasser. For tilfeller av fortynnede væsker er tilsvarende resultater oppnådd fra enkle sannsynlighetsargumenter. [2]

Ifølge kollisjonsteorien er sannsynligheten for at tre kjemiske specier reagerer samtidig med hverandre i en termolekylær elementærreaksjon. Derfor blir slike termolekylære reaksjoner ofte referert til som ikke-elementære reaksjoner og kan brytes ned i et mer grunnleggende sett med bimolekylære reaksjoner,[3][4] i samsvar med massevirkningsloven. Det er ikke alltid mulig å utlede overordnede reaksjonsskjemaer, men løsninger basert på hastighetsligninger er ofte mulige når det gjelder steady-state- eller Michaelis-Menten-approksimasjoner.

ReferanserRediger

  1. ^ Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. «IUPAC - elementary reaction (E02035)». goldbook.iupac.org. doi:10.1351/goldbook.e02035. Besøkt 19. april 2021. 
  2. ^ Gillespie, D.T., A diffusional bimolecular propensity function, The Journal of Chemical Physics 131, 164109 (2009)
  3. ^ Cook, GB and Gray, P. and Knapp, DG and Scott, SK, Bimolecular routes to cubic autocatalysis, The Journal of Physical Chemistry 93, 2749--2755 (1989)
  4. ^ Aris, R. and Gray, P. and Scott, SK, Modelling cubic autocatalysis by successive bimolecular steps, Chemical Engineering Science 43', 207--211 (1988)