Mecanism de reacție

Mecanismul de reacție constă din setul de procese elementare care apar în timpul unei reacții . Descrierea unui mecanism de reacție înseamnă descrierea în ordine cronologică a ruperii și formării legăturilor chimice , cu intermediari de scurtă durată care vor reacționa în continuare pentru a forma produsele finale. De asemenea, înseamnă descrierea modului în care se mișcă electronii de valență ai fiecărei molecule individuale și corelația evenimentelor cu suprafețele de energie potențială .

De exemplu, reacția în fază gazoasă 2 NO + O ₂ → 2 NO ₂ are loc prin următoarele două procese elementare:

NO + O ₂ → NO ₃
NO ₃ + NO → 2 NO ₂ .

În chimia organică mecanismele de reacție sunt studiate într-un mod sistematic în funcție de diferitele tipuri de reacții . În biochimie , studiul mecanismelor de reacție permite definirea condițiilor fiziologice sau fiziopatologice , în timp ce în chimia industrială oferă indicații importante pentru efectuarea reacțiilor sintetice într-un mod foarte avantajos, în special cu referire la condițiile de funcționare ale concentrației , presiunii , temperaturii și catalizei .

Formulare

Un mecanism de reacție trebuie dedus în funcție de datele cinetice și termochimice ale reacției în cauză, asistat de alte experimente mai mult sau mai puțin complexe (etichetarea moleculelor cu izotopi ). În special, o variație a vitezei de reacție observată după etichetarea cu izotopi specifici constituie un fenomen numit efect izotop cinetic , fenomen exploatat pentru a determina stadiul de care depinde viteza unei reacții chimice (etapa cea mai lentă). Marcarea izotopului permite, de asemenea, stabilirea locului de legare implicat într-un clivaj.

Noua dezvoltare a femtochimiei și utilizarea laserelor moderne permit determinarea experimentală a mecanismului de reacție, considerat anterior doar postulabil.

Caracteristici

O reacție poate fi compusă dintr-unul ( mecanism concertat ) sau mai multe etape (reacție de etapă), iar mecanismul de reacție trebuie să enumere pas cu pas toate procesele individuale care contribuie la reacția generală, indicând care este cel mai lent din punct de vedere cinetic (numit „ stadiu cinetic” decisiv "). Orice stereospecificitate și menținerea sau modificarea configurației originale trebuie, de asemenea, să fie descrise și evidențiate.

Molecularitatea indică numărul de specii chimice care participă la un proces elementar; reacțiile mono și bimoleculare sunt foarte frecvente, cele trimoleculare sunt rare. De fapt, statistic este mult mai puțin probabil ca un număr mai mare de molecule să ducă la o coliziune eficientă simultană, astfel încât să poată forma produsele finale.

Unele reacții organice cu mecanisme relative

Bibliografie

Smiljko Ašperger, Cinetica chimică și mecanismele de reacție anorganică , Springer, 2ed., 2003, ISBN 978-0306477478 .
Francis A. Carey, Richard J. Sundberg, Advanced Organic Chemistry: Structure and Mechanisms , Springer, 5ed., 2007, ISBN 978-0387683461 .