Avainero – yksimolekyyliset vs. bimolekulaariset reaktiot
Kemiassa termiä molekulaarisuus käytetään ilmaisemaan molekyylien lukumäärää, jotka yhdistyvät reagoimaan alkuainereaktiossa. Alkuainereaktio on yksivaiheinen reaktio, joka antaa lopputuotteen välittömästi reagoivien aineiden välisen reaktion jälkeen. Tämä tarkoittaa, että alkuainereaktiot ovat kemiallisia reaktioita, joissa ei ole välivaiheita ennen lopputuotteen muodostumista. Yksimolekyyliset ja bimolekulaariset reaktiot ovat sellaisia alkuainereaktioita. Keskeinen ero yksimolekyylisten ja bimolekulaaristen reaktioiden välillä on se, että yksimolekyylisissä reaktioissa on vain yksi molekyyli lähtöaineena, kun taas bimolekulaarisissa reaktioissa on kaksi molekyyliä reaktantteina.
Mitä ovat unimolekulaariset reaktiot?
Yksimolekyyliset reaktiot ovat alkuainereaktioita, joissa on vain yksi molekyyli reagoivana aineena. Siellä reaktio on uudelleenjärjestelyreaktio. Yksittäinen molekyyli järjestyy uudelleen muodostaen lopputuotteiksi enemmän erilaisia molekyylejä. Mutta tämä tapahtuu yhdessä vaiheessa. Ei ole välivaiheita, joita reagoiva molekyyli käy läpi lopputuotteen muodostuksessa. Se antaa suoraan lopputuotteet. Reaktion yhtälö voidaan antaa
A → P
Tässä A on lähtöaine ja P on tuote. Nopeuslain ensimmäisen kertaluvun mukaan reaktionopeus voidaan antaa seuraavasti.
nopeus=k [reagenssi]
Joitakin esimerkkejä yksimolekyylisistä reaktioista ovat seuraavat:
Kuva 01: Syklopropaanin uudelleenjärjestely propaaniksi.
- N2O4 muuntaminen kahdeksi NO2 molekyyliksi
- Syklopropaanin muuntaminen propeeniksi
- PCl5 muunnos PCl3 ja Cl2
Mitä ovat bimolekyylireaktiot?
Bimolekylaariset reaktiot ovat alkeiskemiallisia reaktioita, joissa reaktantteina on kaksi molekyyliä. Sitä voidaan kuvata kahden molekyylin tai hiukkasen törmäyksenä. Nämä ovat yleisiä kemiallisia reaktioita orgaanisessa ja epäorgaanisessa kemiassa. Molemmat molekyylit voivat olla samaa tai eri tyyppiä. Esimerkiksi nämä kaksi molekyyliä voivat olla kaksi NOCl-molekyyliä, joilla on sama atomijärjestely, tai ne voivat olla C ja O2, joilla on erilaisia atomiyhdistelmiä. Bimolekylaaristen reaktioiden yhtälöt on annettu alla.
A + A → P
A + B → P
Kuva 02: Energiakaavio bimolekulaariselle reaktiolle.
Koska lähtöaineita on kaksi, nämä reaktiot selitetään toisen kertaluvun reaktioilla. Siksi nämä bimolekulaariset reaktiot kuvataan toisen asteen nopeuden lailla;
Hinna=[A]2
Tai
Hinta=[A][B]
Jossa kokonaisjärjestys on aina 2. Alla on esimerkkejä bimolekulaarisista reaktioista.
- CO:n ja NO:n välinen reaktio3
- Kahden NOCl-molekyylin välinen reaktio
- Cl:n ja CH:n välinen reaktio4
Mitä yhtäläisyyksiä yksimolekyylisten ja bimolekyylisten reaktioiden välillä on?
- Sekä yksimolekyyliset että bimolekulaariset reaktiot ovat alkeisreaktioita.
- Sekä yksimolekyyliset että bimolekulaariset reaktiot tuottavat tuotteen yhdessä vaiheessa.
- Sekä yksimolekyylisissä että bimolekulaarisissa reaktioissa ei ole välivaiheita.
Mitä eroa on yksimolekyylisillä ja bimolekulaarisilla reaktioilla?
Yksimolekyyliset vs biomolekyyliset reaktiot |
|
| Yksimolekyyliset reaktiot ovat alkeisreaktioita, joissa on vain yksi molekyyli reagoivana aineena. | Bimolekylaariset reaktiot ovat alkeiskemiallisia reaktioita, joissa kaksi molekyyliä reaktantteina. |
| Reagenssit | |
| Yksimolekyylisissä reaktioissa on yksi lähtöaine | Bimolekylaarisissa reaktioissa on kaksi reagoivaa ainetta. |
| Rakennuslain määräys | |
| Yksimolekyyliset reaktiot selitetään ensimmäisen asteen nopeuslain avulla. | Bimolekylaariset reaktiot selitetään toisen asteen nopeuslain avulla. |
| Kokonaistilaus | |
| Yksimolekyylisten reaktioiden nopeusyhtälön yleinen järjestys on aina 1. | Bimolekulaaristen reaktioiden nopeusyhtälön yleinen järjestys on aina 2. |
Yhteenveto – yksimolekyyliset vs. bimolekulaariset reaktiot
Yksimolekyyliset ja bimolekyyliset reaktiot ovat alkuainereaktioita. Nämä reaktiot antavat tuotteen yhdessä vaiheessa. Nämä reaktiot voidaan ilmaista myös nopeuslailla. Ero yksimolekyylisten ja bimolekulaaristen reaktioiden välillä on, että yksimolekyylisissä reaktioissa on vain yksi lähtöaine, kun taas bimolekulaariset reaktiot sisältävät kaksi molekyyliä reaktantteina.
Lataa PDF-tiedosto Unimolecular vs Bimolecular Reactions
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä: Ero yksimolekyylisten ja bimolekulaaristen reaktioiden välillä
