Βασική διαφορά – Θεωρία σύγκρουσης έναντι θεωρίας μεταβατικής κατάστασης
Η θεωρία σύγκρουσης και η θεωρία μεταβατικής κατάστασης είναι δύο θεωρίες που χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τους ρυθμούς αντίδρασης διαφορετικών χημικών αντιδράσεων σε μοριακό επίπεδο. Η θεωρία σύγκρουσης περιγράφει τις συγκρούσεις μορίων αερίου σε χημικές αντιδράσεις αέριας φάσης. Η θεωρία της μεταβατικής κατάστασης εξηγεί τους ρυθμούς αντίδρασης υποθέτοντας το σχηματισμό ενδιάμεσων ενώσεων που είναι μεταβατικές καταστάσεις. Η βασική διαφορά μεταξύ της θεωρίας σύγκρουσης και της θεωρίας μεταβατικής κατάστασης είναι ότι η θεωρία σύγκρουσης σχετίζεται με τις συγκρούσεις μεταξύ μορίων αερίου ενώ η θεωρία μεταβατικής κατάστασης σχετίζεται με το σχηματισμό ενδιάμεσων ενώσεων σε μεταβατικές καταστάσεις.
Τι είναι η Θεωρία Σύγκρουσης;
Η θεωρία της σύγκρουσης εξηγεί ότι οι χημικές αντιδράσεις αέριας φάσης συμβαίνουν όταν τα μόρια συγκρούονται με επαρκή κινητική ενέργεια. Αυτή η θεωρία βασίζεται στην κινητική θεωρία των αερίων (η κινητική θεωρία των αερίων περιγράφει ότι τα αέρια περιέχουν σωματίδια που δεν έχουν καθορισμένους όγκους αλλά με καθορισμένες μάζες και δεν υπάρχουν διαμοριακές έλξεις ή απωθήσεις μεταξύ αυτών των σωματιδίων αερίου).
Εικόνα 01: Εάν υπάρχουν πολλά σωματίδια αερίου σε έναν μικρό όγκο, τότε η συγκέντρωση είναι υψηλή, τότε η πιθανότητα σύγκρουσης δύο σωματιδίων αερίου είναι μεγάλη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό επιτυχών συγκρούσεων
Σύμφωνα με τη θεωρία της σύγκρουσης, μόνο λίγες συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων αερίου αναγκάζουν αυτά τα σωματίδια να υποστούν σημαντικές χημικές αντιδράσεις. Αυτές οι συγκρούσεις είναι γνωστές ως επιτυχημένες συγκρούσεις. Η ενέργεια που απαιτείται για αυτές τις επιτυχείς συγκρούσεις είναι γνωστή ως ενέργεια ενεργοποίησης. Αυτές οι συγκρούσεις μπορεί να προκαλέσουν θραύση και σχηματισμό χημικών δεσμών.
Τι είναι η Θεωρία Μεταβατικής Κατάστασης;
Η θεωρία μεταβατικής κατάστασης υποδεικνύει ότι, μεταξύ της κατάστασης όπου τα μόρια είναι αντιδρώντα και της κατάστασης όπου τα μόρια είναι προϊόντα, υπάρχει μια κατάσταση γνωστή ως μεταβατική κατάσταση. Η θεωρία της μεταβατικής κατάστασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των ρυθμών αντίδρασης των στοιχειωδών αντιδράσεων. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, τα αντιδρώντα, τα προϊόντα και οι ενώσεις μεταβατικής κατάστασης βρίσκονται σε χημική ισορροπία μεταξύ τους.
Εικόνα 02: Διάγραμμα που δείχνει αντιδρώντα, προϊόντα και σύμπλοκα κατάστασης μετάβασης
Η θεωρία της μεταβατικής κατάστασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατανόηση του μηχανισμού μιας στοιχειώδους χημικής αντίδρασης. Αυτή η θεωρία είναι μια πιο ακριβής εναλλακτική στην εξίσωση Arrhenius. Σύμφωνα με τη θεωρία της μεταβατικής κατάστασης, υπάρχουν τρεις κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν τον μηχανισμό μιας αντίδρασης:
- Η συγκέντρωση της ένωσης της μεταβατικής κατάστασης (γνωστή ως ενεργοποιημένο σύμπλοκο)
- Ο ρυθμός διάσπασης του ενεργοποιημένου συμπλέγματος – αυτός καθορίζει τον ρυθμό σχηματισμού του επιθυμητού προϊόντος
- Ο τρόπος διάσπασης του ενεργοποιημένου συμπλόκου – αυτός καθορίζει τα προϊόντα που σχηματίζονται στη χημική αντίδραση
Ωστόσο, σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, υπάρχουν δύο προσεγγίσεις σε μια χημική αντίδραση. το ενεργοποιημένο σύμπλοκο μπορεί να επιστρέψει στη μορφή του αντιδρώντος ή μπορεί να διασπαστεί για να σχηματίσει προϊόν(α). Η διαφορά ενέργειας μεταξύ της ενέργειας των αντιδραστηρίων και της ενέργειας μεταβατικής κατάστασης είναι γνωστή ως ενέργεια ενεργοποίησης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της θεωρίας σύγκρουσης και της θεωρίας μεταβατικής κατάστασης;
Θεωρία σύγκρουσης εναντίον θεωρίας μεταβατικής κατάστασης |
|
| Η θεωρία της σύγκρουσης εξηγεί ότι οι χημικές αντιδράσεις αέριας φάσης συμβαίνουν όταν τα μόρια συγκρούονται με επαρκή κινητική ενέργεια. | Η θεωρία της μεταβατικής κατάστασης υποδεικνύει ότι, μεταξύ της κατάστασης όπου τα μόρια είναι αντιδρώντα και της κατάστασης όπου τα μόρια είναι προϊόντα, υπάρχει μια κατάσταση γνωστή ως κατάσταση μετάβασης. |
| Αρχή | |
| Η θεωρία σύγκρουσης δηλώνει ότι οι χημικές αντιδράσεις (στην αέρια φάση) συμβαίνουν λόγω συγκρούσεων μεταξύ των αντιδρώντων. | Η θεωρία της μεταβατικής κατάστασης δηλώνει ότι οι χημικές αντιδράσεις συμβαίνουν μέσω μιας μεταβατικής κατάστασης. |
| Απαιτήσεις | |
| Σύμφωνα με τη θεωρία της σύγκρουσης, μόνο επιτυχείς συγκρούσεις προκαλούν χημικές αντιδράσεις. | Σύμφωνα με τη θεωρία μεταβατικής κατάστασης, μια χημική αντίδραση θα προχωρήσει εάν τα αντιδρώντα μπορούν να ξεπεράσουν το ενεργειακό φράγμα ενεργοποίησης. |
Σύνοψη – Θεωρία σύγκρουσης εναντίον θεωρίας μεταβατικής κατάστασης
Η θεωρία σύγκρουσης και η θεωρία μεταβατικής κατάστασης χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τους ρυθμούς αντίδρασης και τους μηχανισμούς διαφορετικών χημικών αντιδράσεων. Η διαφορά μεταξύ της θεωρίας σύγκρουσης και της θεωρίας μεταβατικής κατάστασης είναι ότι η θεωρία της σύγκρουσης σχετίζεται με τις συγκρούσεις μεταξύ μορίων αερίου ενώ η θεωρία της μεταβατικής κατάστασης σχετίζεται με το σχηματισμό ενδιάμεσων ενώσεων σε μεταβατικές καταστάσεις.
