反应机理与中间体
反应分子数
/ muh-LEK-yoo-LAR-ih-tee /
当两辆车必须在同一时刻、同一地点相遇才能交换一名乘客时,这件事取决于两者都到场;而当单独一辆车自己放下一名乘客时,只有那一辆车重要。反应分子数对单个基元步骤问的正是同样的问题:要让这一步发生,必须有多少个分子聚到一起?
如果只有一个分子完全靠自己反应,无需帮助地断裂或重排,这一步就是单分子的。如果两个分子必须在一次事件中碰撞到一起,就是双分子的。(一次三个,即三分子,很罕见,因为精确的三方碰撞不大可能发生。)反应分子数是单个基元步骤的属性,又因为这种步骤是一个物理事件,你可以直接由它的分子数写出速率方程:单分子步骤是一级的,双分子步骤是二级的。这正是 SN1 和 E1(慢步骤是单分子)相对 SN2 和 E2(慢步骤是双分子)这些名称的由来。
反应分子数与反应级数密切相关,却不是一回事。反应分子数是对所提议的某个基元步骤中分子的理论计数,永远是一个小的整数。反应级数是一个实验事实,由速率随浓度的变化测得,对于一个总体多步反应,它不必与任何单步的分子数一致(甚至可以是分数或零)。两者只有对一个真正的基元步骤才一致;把它们混为一谈是个经典错误。
SN2 反应的慢步骤是双分子的:亲核试剂和底物必须碰撞到一起,所以速率为 速率 = k[底物][亲核试剂],总体二级。
SN2 中的「2」标记了双分子的慢步骤;SN1 中的「1」标记了一个单分子的慢步骤。
反应分子数(对基元步骤的理论计数)和反应级数(对总反应的实验数值)只有对真正的单步才一致;对多步反应,级数可能不同、甚至是分数。
又称
另见