反應機構
外觀
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f9/BromoethaneSN2reaction-small.png/400px-BromoethaneSN2reaction-small.png)
化學中,反應機構(reaction mechanism)又稱反應機理,用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應。[1]雖然整個化學變化所發生的物質轉變可能很明顯,但為了探明這一過程的反應機理,常常需要實驗來驗證。
機理詳細描述了每一步轉化的過程,包括過渡態的形成,鍵的斷裂和生成,以及各步的相對速率大小,等等。完整的反應機理需要考慮到反應物、催化劑、反應的立體化學、產物以及各物質的用量。
反應機理中各步的順序也是很重要的。有些化學反應看上去是一步反應,但實際上卻經由了多步,例如如下反應:
該反應中,實驗測得的速率方程為:。因此,反應可能的反應機理為:
- (慢)
- (快)
每一步反應都被稱作基元反應,具有特定的速率方程和反應分子數。所有基元反應加和得到的淨反應必須與原反應相同。基元反應分為四類:加成、消除、取代和重排。
總反應的速率方程由反應機理中最慢的一步,也就是速率控制步驟所決定。由於上例中第一步為速控步,是一個雙分子反應,速率方程為。從此很容易便可以求得總反應的速率方程。
1903年,亞瑟·拉普沃斯(Arthur J. Lapworth)通過研究安息香縮合反應,提出了第一個有機反應機理。
模型
[編輯]一個正確的化學反應機理是準確預見性模型的重要組成成分。對於許多氧化燃燒體系及等離子體系統,詳細的反應原理無法獲得或是需要去構建。 即使在有實驗數據的情況下,沒有專業技術支持,在各種信息來源中確認,收集相關數據;調節差值並推斷導致差值的實驗影響因素將會變得十分困難。 速度常數k(可通過起始濃度及反應的半衰期得到)或是熱化學數據卻經常在文本資料中或缺。所以為得到需要的參數,化學信息學技術及裙帶的方法是必須用到的。 在精心製作化學反應原理的不同階段,一定要運用恰當的方法。其中一種途徑會涉及交叉實驗。
參見
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ March, Jerry (1985). Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms and Structure, third Edition, John Wiley & Sons. ISBN 0-471-85472-7.
|