Mecanismes de Reacció Química: Factors i Conceptes Fonamentals
Mecanismes i Conceptes de Reacció Química
Mecanisme de Reacció
Per comprendre com té lloc una reacció a escala atòmica, es proposa un mecanisme de reacció que descriu els canvis atòmics que es creu que tenen lloc a mesura que els reactius es transformen en productes.
Reacció Elemental
Consisteix en un canvi senzill d’àtoms o electrons.
- Reacció elemental unimolecular: Intervé una molècula com a reactiu.
- Reacció elemental bimolecular: Intervenen 2 espècies com a reactius.
Intermediari de Reacció
Té un paper important en la reacció, però no apareix en l'equació química global. Aquesta espècie existeix en concentracions molt petites a causa de la seva gran reactivitat. Per això també reben el nom d'espècies actives.
Estat de Transició
És una configuració especial del sistema a través de la qual cada reacció elemental transcorre, alhora, des dels reactius fins als productes. Es considera un procés i no es pot aïllar.
Factors que Dependen de la Velocitat de Reacció
Estat Físic dels Reactius
Les reaccions són més ràpides si els reactius són gasos o estan en dissolució. A les reaccions heterogènies, la velocitat depèn de la superfície de contacte entre ambdues fases, i és més gran quan l'estat de divisió és més petit.
Concentració dels Reactius
La velocitat de la reacció s’incrementa en augmentar la concentració dels reactius, ja que augmenta el nombre de xocs entre ells (nombre més gran de molècules o ions per unitat de volum).
Temperatura (T)
Un augment de la Temperatura (T) provoca un increment en l'energia cinètica de les molècules, i això fa que sigui més gran el nombre de molècules que assoleixen l'energia d'activació.
Tipus de Reacció
Les molècules mostren diferent reactivitat en funció de:
- La seva estructura.
- La polaritat dels enllaços.
Catalitzadors
Substàncies que modifiquen la velocitat de les reaccions químiques sense consumir-se. Tot i que no es consumeixen durant la reacció, participen en la formació d'espècies intermèdies.
Propietats Atòmiques Rellevants
Orbital Atòmic
Segons el model ondulatori de l'àtom, és una funció d'ona que descriu una regió de l'espai on hi ha una alta probabilitat de trobar un electró en un determinat estat energètic, fixats els nombres quàntics $n$, $l$ i $m_l$.
Energia d'Ionització ($ ext{E}_{ ext{i}}$)
És l'Energia necessària per arrencar un electró d'un àtom en l'estat fonamental i en fase gasosa.
Afininitat Electrònica ($ ext{A}_{ ext{e}}$)
És el canvi d'energia que es produeix quan un àtom neutre en estat gasós capta un electró i es forma un anió gasós.
Electronegativitat
Mesura de la tendència d'un àtom a atreure els electrons quan es combina químicament.
Radi Atòmic
Dins un grup, el radi atòmic augmenta cap avall perquè s'estan omplint orbitals de major energia. El nuvol electrònic es contrau perquè les forces d'atracció són majors i, per tant, la distància amb el nucli és major. (Nota: Aquesta última part de la descripció del radi atòmic dins d'un grup sembla contradictòria en el text original; generalment, el radi atòmic augmenta en baixar en un grup a causa de l'addició de capes electròniques, tot i que la força d'atracció del nucli sobre els electrons de valència pot augmentar.)