反应机理与催化

均相催化(homogeneous catalysis)

想象把一勺糖溶进一杯茶里:一搅拌进去,你就指不出糖在哪儿了——它无处不在,均匀地混在液体里。均相催化就是那个加快反应的帮手像这样溶解在反应物当中,共处于同一个相里,于是催化作用发生在整团混合物各处,而不是在某个单独的表面上。

更准确地说,均相催化是催化剂与反应物处于同一相的催化——通常是大家一起溶在同一种液体溶液里,或一起混作气体。催化剂与某种起始物反应、生成一个中间体,这个中间体接着给出产物,催化剂又被释放回同一溶液中,可自由地重复。因为一切都在分子层面交融,每个催化剂分子都对反应物完全开放可及。

为什么重要:共处同一相让均相催化剂能高度专一而高效,也让它们的详细机理更容易研究,这正是它们在精细化学品和药物中备受看重的原因。诚实的代价在于分离:由于催化剂与其它一切都溶在一起,把它从产物混合物中重新捞出来既困难又昂贵——这恰恰是固体多相催化剂所避开的难题。

在大气中,从氟氯烃气体释放出的氯原子催化臭氧的破坏。氯、臭氧和氧气都是混在同一团空气里的气体;一个氯原子在最终被清除之前,可以分解成千上万个臭氧分子——这是均相催化的教科书案例,只是带着破坏性的一面。

催化剂与反应物共处一相,因而在分子层面交融。

同一相即均相;不同相(通常是固体催化剂)即多相。溶液中的酸催化剂和碱催化剂就是日常的均相催化剂。

又称
单相催化單相催化