亲核取代 (SN1/SN2)
二级动力学(second-order kinetics)
假设你把烧瓶里亲核试剂的量加倍,反应快了一倍;再把底物也加倍,反应就快了四倍。这种“加倍再加倍”的行为正是二级动力学的标志,也正是 SN2 反应的表现。反应速率取决于两种物质的浓度之乘积。
写出来,速率方程是 速率 = k[R-X][Nu],对底物一级、对亲核试剂一级,合起来就是二级。原因在机理上:SN2 在一步里完成,这一步中底物和亲核试剂必须相撞并共同反应。最慢的(在这里也是唯一的)那一步——决速步——涉及两个分子,所以两者都出现在速率方程里。这一步的分子数(molecularity)是 2(双分子),也就是 SN2 里的那个“2”。
动力学是化学家从外部读出机理的方法,根本不必看见任何一个分子反应。如果加更多亲核试剂时速率上升,亲核试剂就一定在决速步里——指向 SN2。如果速率完全无视亲核试剂、只取决于底物,那亲核试剂是在慢步之后才进来的——指向 SN1。测量速率如何随各浓度变化,是区分这两条通道最干净的方法之一。
对于 HO(-) + CH3Br,实测速率 = k[CH3Br][HO(-)]。氢氧根加到三倍,速率就变三倍;两者都加到三倍,速率就涨九倍。
两个浓度都出现,因为两个分子在慢步里相遇。
反应级数是实验测出来的,不是从配平方程看出来的——它反映的是决速步里发生了什么。
又称
另见