反應機理與中間體

反應分子數

/ muh-LEK-yoo-LAR-ih-tee /

當兩輛車必須在同一時刻、同一地點相遇才能交換一名乘客時,這件事取決於兩者都到場;而當單獨一輛車自己放下一名乘客時,只有那一輛車重要。反應分子數對單個基元步驟問的正是同樣的問題:要讓這一步發生,必須有多少個分子聚到一起?

如果只有一個分子完全靠自己反應,無需幫助地斷裂或重排,這一步就是單分子的。如果兩個分子必須在一次事件中碰撞到一起,就是雙分子的。(一次三個,即三分子,很罕見,因為精確的三方碰撞不大可能發生。)反應分子數是單個基元步驟的屬性,又因為這種步驟是一個物理事件,你可以直接由它的分子數寫出速率方程:單分子步驟是一級的,雙分子步驟是二級的。這正是 SN1 和 E1(慢步驟是單分子)相對 SN2 和 E2(慢步驟是雙分子)這些名稱的由來。

反應分子數與反應級數密切相關,卻不是一回事。反應分子數是對所提議的某個基元步驟中分子的理論計數,永遠是一個小的整數。反應級數是一個實驗事實,由速率隨濃度的變化測得,對於一個總體多步反應,它不必與任何單步的分子數一致(甚至可以是分數或零)。兩者只有對一個真正的基元步驟才一致;把它們混為一談是個經典錯誤。

SN2 反應的慢步驟是雙分子的:親核試劑和底物必須碰撞到一起,所以速率為 速率 = k[底物][親核試劑],總體二級。

SN2 中的「2」標記了雙分子的慢步驟;SN1 中的「1」標記了一個單分子的慢步驟。

反應分子數(對基元步驟的理論計數)和反應級數(對總反應的實驗數值)只有對真正的單步才一致;對多步反應,級數可能不同、甚至是分數。

又稱
unimolecularbimolecular单分子反应双分子反应