Klíčový rozdíl – teorie kolize versus teorie přechodového stavu
Teorie kolize a teorie přechodového stavu jsou dvě teorie, které se používají k vysvětlení reakčních rychlostí různých chemických reakcí na molekulární úrovni. Srážková teorie popisuje srážky molekul plynu při chemických reakcích v plynné fázi. Teorie přechodových stavů vysvětluje reakční rychlosti tím, že předpokládá tvorbu meziproduktů, které jsou přechodnými stavy. Klíčový rozdíl mezi teorií kolizí a teorií přechodných stavů je v tom, že teorie kolizí se týká srážek mezi molekulami plynu, zatímco teorie přechodných stavů se týká tvorby meziproduktů v přechodných stavech.
Co je to teorie kolize?
Teorie srážky vysvětluje, že chemické reakce v plynné fázi nastávají, když se molekuly srazí s dostatečnou kinetickou energií. Tato teorie je postavena na kinetické teorii plynů (kinetická teorie plynů popisuje, že plyny obsahují částice, které nemají definované objemy, ale mají definovanou hmotnost a mezi těmito částicemi plynu nejsou žádné mezimolekulární přitažlivosti ani odpuzování).
Obrázek 01: Pokud je v malém objemu mnoho částic plynu, pak je koncentrace vysoká, pak je vysoká pravděpodobnost srážky dvou částic plynu. Výsledkem je vysoký počet úspěšných kolizí
Podle srážkové teorie pouze několik srážek mezi částicemi plynu způsobí, že tyto částice podstoupí značné chemické reakce. Tyto srážky jsou známé jako úspěšné srážky. Energie potřebná pro tyto úspěšné srážky je známá jako aktivační energie. Tyto srážky mohou způsobit rozbití a tvorbu chemických vazeb.
Co je teorie přechodových stavů?
Teorie přechodového stavu naznačuje, že mezi stavem, kdy molekuly jsou reaktanty, a stavem, kdy jsou molekuly produkty, existuje stav známý jako přechodný stav. Teorii přechodových stavů lze použít k určení reakčních rychlostí elementárních reakcí. Podle této teorie jsou reaktanty, produkty a sloučeniny přechodného stavu ve vzájemné chemické rovnováze.
Obrázek 02: Diagram znázorňující reaktanty, produkty a komplexy přechodových stavů
Teorii přechodových stavů lze použít k pochopení mechanismu elementární chemické reakce. Tato teorie je přesnější alternativou k Arrheniově rovnici. Podle teorie přechodového stavu existují tři hlavní faktory ovlivňující mechanismus reakce;
- Koncentrace sloučeniny v přechodném stavu (známé jako aktivovaný komplex)
- Rychlost rozpadu aktivovaného komplexu – určuje rychlost tvorby požadovaného produktu
- Způsob rozkladu aktivovaného komplexu – určuje produkty vzniklé při chemické reakci
Podle této teorie však existují dva přístupy k chemické reakci; aktivovaný komplex se může vrátit do formy reaktantu nebo se může rozpadnout za účelem vytvoření produktu (produktů). Energetický rozdíl mezi energií reaktantu a energií přechodového stavu je známý jako aktivační energie.
Jaký je rozdíl mezi teorií kolize a teorií přechodových stavů?
Teorie kolize vs. Teorie přechodových stavů |
|
| Teorie srážky vysvětluje, že k chemickým reakcím v plynné fázi dochází, když se molekuly srazí s dostatečnou kinetickou energií. | Teorie přechodového stavu naznačuje, že mezi stavem, kdy jsou molekuly reaktanty a stavem, kdy jsou molekuly produkty, existuje stav známý jako přechodový stav. |
| Princip | |
| Teorie srážky uvádí, že chemické reakce (v plynné fázi) probíhají v důsledku srážek mezi reaktanty. | Teorie přechodových stavů říká, že chemické reakce probíhají přechodem přes přechodový stav. |
| Požadavky | |
| Podle srážkové teorie pouze úspěšné srážky způsobují chemické reakce. | Podle teorie přechodových stavů bude chemická reakce postupovat, pokud reaktanty dokážou překonat bariéru aktivační energie. |
Shrnutí – Teorie kolize vs Teorie přechodového stavu
Teorie kolize a teorie přechodových stavů se používají k vysvětlení reakčních rychlostí a mechanismů různých chemických reakcí. Rozdíl mezi teorií kolizí a teorií přechodových stavů je ten, že teorie srážky se vztahuje ke srážkám mezi molekulami plynu, zatímco teorie přechodových stavů se vztahuje k tvorbě meziproduktů v přechodných stavech.
