مولکولاریته

مولکولاریته در مطالعه سینتیک شیمیایی به تعداد مولکول‌هایی که در یک واکنش ابتدایی (تک مرحله ای) با یکدیگر واکنش داده و محصول را پدیدمی‌آورند، گفته می‌شود. و برابر است با مجموع ضرایب استوکیومتری واکنش دهنده‌ها با برخورد مؤثر (انرژی کافی) و جهت‌گیری صحیح در یک واکنش ابتدایی. بسته به اینکه چند مولکول به هم می‌پیوندند، یک واکنش می‌تواند تک‌مولکولی، دومولکولی یا حتی سه‌مولکولی باشد.

واکنش‌های تک‌مولکولی

در یک واکنش تک‌مولکولی، یک مولکول منفرد با بازآرایی اتمی، مولکول‌های مختلف را تشکیل می‌دهد. این فرایند را با معادله زیر نشان می‌دهیم:

${\ce {A -> P}}$

که در آن P به معنی محصول(ها) است. اگر فقط یک مولکول در محصول پدید بیاید، واکنش ایزومری‌شدن رخ داده‌است و اگر بیش از یک مولکول در محصول پدید بیاید، تفکیک رخ داده‌است.

در هر صورت، سرعت واکنش یا مرحله واکنش توسط قانون سرعت مرتبه اول توصیف می‌شود:

${\frac {d\left[{\ce {A}}\right]}{dt}}=-k_{r}\left[{\ce {A}}\right]\,$

که در آن [A] غلظت گونه A است، t زمان و k_r ثابت سرعت واکنش است.

همان‌طور که از معادله قانون سرعت استنباط می‌شود، تعداد مولکول‌های A که از بین می‌روند با تعداد مولکول‌های A موجود متناسب است. مثالی از یک واکنش تک‌مولکولی، ایزومری‌شدن سیکلوپروپان به پروپن است:

واکنش‌های تک‌مولکولی را می‌توان با سازوکار سازوکار لیندمان توضیح داد.

واکنش‌های دومولکولی

در یک واکنش دومولکولی، دو مولکول با هم برخورد می‌کنند و انرژی بین اتم‌ها یا گروه‌های اتمی رد و بدل می‌شود.

این فرایند را می‌توان با معادله زیر توصیف کرد:

${\ce {A + B -> P}}$

که مربوط به قانون سرعت مرتبه دوم است:

${\frac {d[{\ce {A}}]}{dt}}=-k_{r}{\ce {[A][B]}}$

در اینجا، سرعت واکنش متناسب با جمع سرعت واکنش دهنده‌ها است. مثالی از یک واکنش دومولکولی جانشینی هسته‌دوستی از نوع SN2 در متیل بروماید توسط یون هیدروکسید است:

${\ce {CH3Br + OH^- -> CH3OH + Br^-}}$

جستارهای وابسته

• سرعت واکنش

منابع

• شارپ، ویلیام دیوید (۱۳۹۴). فرهنگ شیمی. ترجمهٔ عیسی یاوری. تهران: نوپردازان. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۹۷۵-۲۴۰-۲.
• سیلبربرگ، مارتین (۱۳۹۸). اصول شیمی عمومی. ج. ۲. ترجمهٔ مجید میرمحمدصادقی. تهران: نوپردازان. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۹۷۵-۱۳۸-۲.