Kľúčový rozdiel – teória kolízie vs teória prechodového stavu
Teória kolízie a teória prechodového stavu sú dve teórie, ktoré sa používajú na vysvetlenie reakčných rýchlostí rôznych chemických reakcií na molekulárnej úrovni. Teória zrážky opisuje zrážky molekúl plynu v chemických reakciách v plynnej fáze. Teória prechodových stavov vysvetľuje reakčné rýchlosti predpokladom tvorby medziproduktov, ktoré sú prechodnými stavmi. Kľúčový rozdiel medzi teóriou zrážky a teóriou prechodného stavu je v tom, že teória zrážky sa týka zrážok medzi molekulami plynu, zatiaľ čo teória prechodných stavov sa týka tvorby medziproduktov v prechodných stavoch.
Čo je teória kolízie?
Teória zrážky vysvetľuje, že chemické reakcie v plynnej fáze nastanú, keď sa molekuly zrazia s dostatočnou kinetickou energiou. Táto teória je postavená na kinetickej teórii plynov (kinetická teória plynov opisuje, že plyny obsahujú častice, ktoré nemajú definované objemy, ale majú definovanú hmotnosť a medzi týmito časticami plynu nie sú žiadne medzimolekulové príťažlivosti ani odpudzovanie).
Obrázok 01: Ak je v malom objeme veľa častíc plynu, potom je koncentrácia vysoká, potom je vysoká pravdepodobnosť zrážky dvoch častíc plynu. Výsledkom je vysoký počet úspešných kolízií
Podľa zrážkovej teórie iba niekoľko zrážok medzi časticami plynu spôsobí, že tieto častice podstúpia značné chemické reakcie. Tieto kolízie sú známe ako úspešné kolízie. Energia potrebná na tieto úspešné zrážky je známa ako aktivačná energia. Tieto kolízie môžu spôsobiť pretrhnutie a vytvorenie chemických väzieb.
Čo je teória prechodových stavov?
Teória prechodového stavu naznačuje, že medzi stavom, v ktorom sú molekuly reaktantmi, a stavom, v ktorom sú molekuly produktmi, existuje stav známy ako prechodný stav. Na určenie reakčných rýchlostí elementárnych reakcií možno použiť teóriu prechodových stavov. Podľa tejto teórie sú reaktanty, produkty a zlúčeniny v prechodnom stave navzájom v chemickej rovnováhe.
Obrázok 02: Diagram znázorňujúci reaktanty, produkty a komplexy prechodových stavov
Teóriu prechodových stavov možno použiť na pochopenie mechanizmu elementárnej chemickej reakcie. Táto teória je presnejšou alternatívou k Arrheniovej rovnici. Podľa teórie prechodového stavu existujú tri hlavné faktory ovplyvňujúce mechanizmus reakcie;
- Koncentrácia zlúčeniny v prechodnom stave (známej ako aktivovaný komplex)
- Rýchlosť rozpadu aktivovaného komplexu – určuje rýchlosť tvorby požadovaného produktu
- Spôsob rozkladu aktivovaného komplexu – to určuje produkty vznikajúce pri chemickej reakcii
Podľa tejto teórie však existujú dva prístupy k chemickej reakcii; aktivovaný komplex sa môže vrátiť do formy reaktantu alebo sa môže rozpadnúť, aby sa vytvoril produkt (produkty). Energetický rozdiel medzi energiou reaktantu a energiou prechodového stavu je známy ako aktivačná energia.
Aký je rozdiel medzi teóriou kolízie a teóriou prechodových stavov?
Teória kolízie vs teória prechodového stavu |
|
| Teória zrážky vysvetľuje, že chemické reakcie v plynnej fáze nastávajú, keď sa molekuly zrazia s dostatočnou kinetickou energiou. | Teória prechodového stavu naznačuje, že medzi stavom, v ktorom sú molekuly reaktantmi a stavom, v ktorom sú molekuly produktmi, existuje stav známy ako prechodný stav. |
| Princíp | |
| Teória kolízie tvrdí, že chemické reakcie (v plynnej fáze) prebiehajú v dôsledku zrážok medzi reaktantmi. | Teória prechodových stavov tvrdí, že chemické reakcie prebiehajú prechodom cez prechodový stav. |
| Požiadavky | |
| Podľa teórie zrážky iba úspešné zrážky spôsobujú chemické reakcie. | Podľa teórie prechodových stavov bude chemická reakcia postupovať, ak reaktanty dokážu prekonať bariéru aktivačnej energie. |
Zhrnutie – teória kolízie vs teória prechodového stavu
Teória kolízie a teória prechodových stavov sa používajú na vysvetlenie reakčných rýchlostí a mechanizmov rôznych chemických reakcií. Rozdiel medzi teóriou zrážky a teóriou prechodových stavov je v tom, že teória zrážky sa týka zrážok medzi molekulami plynu, zatiaľ čo teória prechodových stavov sa týka tvorby medziproduktov v prechodných stavoch.
