18.13: Молекулярність
- Page ID
- 19315
Покладання головоломки разом є приємним хобі для деяких. Часто такі головоломки йдуть в коробці, тому всі шматочки необхідно розкласти перед початком головоломки. Різні інтернет-сайти продають пазли. Покупці можуть вибрати рівень складності, форму шматочків - і можуть час самі, щоб побачити, наскільки добре вони роблять порівняно з іншими, які спробували головоломку. Головоломка часто виглядає складною, причому кінцевий продукт, як правило, складається з сотень штук. Однак в його складанні присутній ряд елементарних кроків, і головоломка йде разом по одній штуці за раз.
Молекулярність реакції
Молекулярність реакції - це кількість молекул, що реагують на елементарному етапі. Одномолекулярна реакція - це та, в якій в реакції бере участь тільки одна реагує молекула. Дві молекули реагентів стикаються одна з одною в бімолекулярної реакції. Термолекулярна реакція включає три реагуючі молекули в одному елементарному етапі. Термомолекулярні реакції відносно рідкісні, оскільки вони передбачають одночасне зіткнення трьох молекул у правильній орієнтації, рідкісна подія. Коли відбуваються термомолекулярні реакції, вони, як правило, дуже повільні.
З огляду на реакцію:
\[2 \ce{NO} \left( g \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{NO_2} \left( g \right)\nonumber \]
Ми можемо здогадатися, що реакція була термомолекулярною, оскільки виявляється, що беруть участь три молекули реагентів. Однак наше визначення молекулярності говорить про те, що нам потрібно дивитися на елементарний крок, а не загальну реакцію. Дані про механізм реакції демонструють, що реакція відбувається в два етапи:
Крок 1:\(2 \ce{NO} \left( g \right) \rightarrow \ce{N_2O_2} \left( g \right)\)
Крок 2:\(\ce{N_2O_2} \left( g \right) + \ce{O_2} \left( g \right) \rightarrow 2 \ce{NO_2} \left( g \right)\)
Отже, ми бачимо, що кожен елементарний крок є бімолекулярним, а не термомолекулярним. Зверніть увагу, що стикаються молекули можуть бути однаковими (як у кроці 1 вище) або різними (як у кроці 2 вище).
Інша реакція передбачає перетворення озону\(\left( \ce{O_3} \right)\) в кисень за\(\left( \ce{O_2} \right)\) допомогою ультрафіолету. Два елементарних етапи полягають у наступному:
\[\ce{O_3} + \text{ultraviolet light} \rightarrow \ce{O_2} + \ce{O} \cdot \: \text{(free radical)}\nonumber \]
\[\ce{O} \cdot + \ce{O_3} \rightarrow 2 \ce{O_2}\nonumber \]
Перший крок одномолекулярний (одна молекула озону реагує), а другий крок - бімолекулярний (один озон вільний радикал і одна молекула озону реагують разом).
Резюме
- Молекулярність реакції - це кількість молекул, що реагують на елементарному етапі.
- Реакції можуть бути одномолекулярними (одна реагуюча молекула), бімолекулярними (дві реагуючі молекули) або термомолекулярними (три реагують молекули).