基本介紹
- 中文名：反應機理
- 外文名：reaction mechanism
- 別稱：反應歷程
- 套用範圍：動力學
基本性質,有限基元反應組成,無限個基元反應組成,研究意義,研究基本原則,
基本性質
根據機理所包含的基元反應的個數，反應機理分為：有限個或無限個基元反應構成的機理兩類。
有限基元反應組成
對峙反應、平行反應和連續反應由有限個基元反應組成的，是常見的反應機理見的反應機理，它們是構成更複雜反應機理的基礎模型。舉例，如氧化亞氮在碘蒸氣存在時的熱分解反應：2N2O→2N2+O2。
其反應機理包含以下步驟：
反應機理其中，反應（1）是對峙反應，分別用k+和k-表不正向及逆向的反應速率常數。反應（1）、（2）和(3)組成連續反應。因此，這個反應同時具有對峙反應和連續反應的特徵。
無限個基元反應組成
鏈反應屬於由無限個基元反應組合而成，像鏈一樣一個接一個傳遞下去的反應。
鏈反應有以下三步組成，以H2 + Cl2→2HCl 反應為例，即：
1、鏈的引發：鏈反應的開始，自由基在熱的作用下分解產生自由基。
即：Cl2→ 2Cl·
2、鏈的傳遞:自由基與穩定分子發生作用形成產物，同時又生成新的自由基，反應如同鏈鎖一樣連續進行下去。
Cl· + H2→HCl + H·
H· + Cl2→HCl + Cl·
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試驗證明一個Cl·自由基往往能循環反應生成10~10個HCl分子。
3、鏈的終止：在鏈反應進行中，鏈的傳遞物在氣相中相互碰撞發生重合或歧化形成穩定分子放出能量，也可在氣相中或器壁上發生三體碰撞形成穩定分子，而放出的能量被器壁吸收，使鏈的傳遞終止。
2 Cl· + M → Cl2 + M
研究意義
反應機理應包括反應物到產物這一過程中所發生的所有事情，因此對反應機理的研究和學習就顯得非常重要和有意義。
1、在有機合成方面：
利用對反應機理的掌握，可指導提高實驗的選擇性，從而獲得較高的產率。例如，Williamson合成醚反應是很好的合成混合醚的方法。一般是利用醇鈉和鹵代烴為原料進行的，如合成甲基叔丁醚可以有下面兩個選擇：
化學反應當了解了Williamson合成醚反應屬於親核取代且與消除反應是競爭的反應後，可以通過原料的選擇達到合成的目的；選擇b，主要發生消除反應，得不到甲基叔丁醚。
2、通過反應機理尋找有機反應規律，提高學習效率：
掌握了反應機理就掌握了這類反應的本質。例如，對於烯烴的親電加成反應，我們學習過馬氏規則和反馬氏規則，但是通過對反應機理的學習，可以將它們統一到加成後生成反應中間體——碳正離子的穩定性上；掌握了這一點，就不必再刻意記憶何時遵循馬氏規則何時又反馬氏規則，從而提高了學習有機化學的效率。
3、設計新的反應：
通過對化合物結構的學習和分析，可以了解該化合物所能發生的反應，圍繞這相應反應的反應機理，可以設計該化合物所能發生的新反應，指導有機合成。
研究基本原則
在描述一個化學反應的反應機理時，首先要遵循的是：任何化合物的每一步反應都應該是在該條件下此類化合物的通用反應。一般地，確認一個合理的反應機理，要遵循以下原則：
1、反應機理既要簡單，又要能解釋全部實驗事實。如果有幾個機理都能說明全部實驗事實，要選用其中最簡單的一個。
2、提出的反應機理在能量要合理。
3、提出的反應機理在化學上是合理的。
4、機理中包含的基元反應應是單分子反應或雙分子反應
