亲核取代 (SN1/SN2)

一级动力学(first-order kinetics)

把底物加倍,反应快一倍;把亲核试剂加倍,却……毫无变化。速率根本无视亲核试剂。这种“一边倒”的行为就是一级动力学,也是 SN1 反应的名片。速率只跟着一个浓度走。

速率方程是 速率 = k[R-X],对底物一级、对亲核试剂零级。原因藏在两步机理里。缓慢的决速步是底物自行电离生成碳正离子——而亲核试剂在这一步里压根没出现;它只在随后那个快速的第二步才登场。机理的一条规则是:只有出现在(含)决速步及之前的物种才会进入速率方程。既然亲核试剂是在瓶颈之后才到,它的浓度对总速率就没有影响。

这让动力学成了强大的侦探工具。在几个不同亲核试剂浓度下做同一个取代:若速率对亲核试剂保持不变,你看到的是 SN1;若速率随亲核试剂同步上升,你看到的是 SN2。这一对比——一级(SN1)对二级(SN2)——是区分两种机理最清晰的实验界线之一,也正是它们名字里 1 和 2 的来历(决速步的分子数)。

对于叔丁基氯的溶剂解,把氯代物浓度加倍会使速率加倍,但往烧瓶里大量加额外的亲核试剂,速率却纹丝不动。

慢步里只有底物,所以只有它决定速率。

一级的意思是亲核试剂不在决速步里,并不是说亲核试剂不重要——没有它根本就没有产物。

又称
first-order rate law一级反应速率一級反應速率