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Reacción molecularity y reactivos

Pregunta:

Una reacción que implica dos diferentes reactivos no puede ser nunca una

  1. reacción unimolecular
  2. reacción bimolecular
  3. reacción de segundo orden
  4. reacción de primer orden

La respuesta según mi libro es de 1. unimolecular.
Pero la sustitución nucleófila SN1 es unimolecular pero se trata de dos diferentes reactivos. Tomemos un ejemplo, $$\ce{(CH3)3C-Cl + Br- -> (CH3)3C-Br + Cl-}$$ Esto sigue a SN1 mecanismo. Sin embargo, se trata de dos diferentes reactivos aunque el R. D. S sólo depende de la formación de carbocation y la tarifa de la ley de expresión $$\text{rate} = k[\ce{(CH3)3C-Cl}]$$ where $k$ es la constante de velocidad. Así, es la respuesta que unimolecular reacciones nunca puede involucrar a dos diferentes reactivos mal? O me estoy perdiendo algo trivial?
También sería genial si las otras opciones se discuten.

15voto

pygospa Puntos 6

Mis opiniones son ligeramente diferentes de las expresadas en otras respuestas.

Primero de todo,

Molecularity no está definido para una reacción compleja.

De Química Física de Ira. N Levine: (Página 531, La Tasa De Leyes Y Constantes De Equilibrio Para Reacciones Elementales ):

El número de moléculas que reaccionan en un paso elemental es el molecularity de en la escuela elemental de reacción. Molecularity sólo se define para reacciones elementales y no debe ser usado para describir las reacciones generales que constan de más de un paso elemental. En la escuela elemental de reacción $\ce{ A → products}$ es unimolecular. Las reacciones elementales $\ce{A + B → products}$ $\ce{ 2A → products}$ son bimoleculares. Las reacciones elementales $\ce{A + B + C → products}$, $\ce{2A + B → products}$, y $\ce{3A → products}$ son trimolecular (o termolecular).

Atkins' menciona: (página 810, Reacciones Elementales):

El molecularity de un primaria reacción es el número de moléculas que se unen para reaccionar en una escuela primaria de reacción.Esto es lo más importante para distinguir molecularity de orden: orden de reacción es un empírica cantidad, y se obtiene de la velocidad experimental de la ley; molecularity se refiere a un elemental de reacción propuesto como un paso individual en un mecanismo.

Ahora, desde la Wikipedia:

Esta diferencia puede ser ilustrado en la reacción entre nítrico de óxido y de hidrógeno:

${\displaystyle {\ce {2NO + 2H2 -> N2 + 2H2O}}}$

La tasa observada de la ley es ${\displaystyle v=k{\ce {[NO]^2[H2]}}}$, por lo que que la reacción es de tercer orden. Puesto que el orden no es igual a la suma de los coeficientes estequiométricos de los reactivos, la reacción debe involucrar a más de un paso. La propuesta de mecanismo de dos pasos es

$${\displaystyle {\ce {2 NO + H2 -> N2 + H2O2}}}$$

$${\displaystyle {\ce {H2O2 + H2 -> 2H2O}}}$$

Por otro lado, la molecularity de esta reacción es indefinido, porque se trata de un mecanismo de más de un paso. Sin embargo, podemos considerar la molecularity de que el individuo reacciones elementales que este mecanismo:

El primer paso es termolecular porque implica tres reactivo las moléculas, mientras que el segundo paso es bimolecular, porque implica dos moléculas de reactivos.

En cuanto a tu ejemplo de SN1 reacciones se refiere, Pedro Skyes' reconoce, mientras discuten sobre la cinética de la SN1:

El molecularity se refiere al número de especies que están siendo objeto de romper el vínculo o hacer en un solo paso de la reacción, generalmente, en el paso limitante.

Por lo tanto, cuando decimos que SN1 (S= substituition, N= nucleofílico, 1= unimolecular) esencialmente estamos hablando con respecto a la RDS en la que el carbocation está formado. Tenga en cuenta que aunque la mayoría de los libros identificar 1 para unimolecular, Clayden del libro se refiere a ella como 1er orden, que, en mi opinión, es mucho más clara.

La pendiente de la primera gráfica es simplemente la velocidad de primer orden constante debido a la velocidad de = $k_1[t\text{-}\ce{BuBr]}$. Pero la pendiente de la segunda gráfica es cero. El determinante de la velocidad de paso no implican $\ce{NaOH}$, por lo que la adición de más de no acelerar la reacción. La reacción muestra la cinética de primer orden (la tasa que es proporcional a la concentración) y el mecanismo se denomina SN1, es decir, la Sustitución Nucleófila, 1er orden.

Conclusión:

La pregunta está mal formulado. Sin embargo, desde molecularity sólo se define para un elemental de reacción, tal vez después de mirar las opciones, la pregunta incubadoras espero que asuman que están hablando de una escuela primaria de la reacción. Si este es el caso, sólo entonces la opción 1 (pero junto con la opción 4) puede ser marcada como correcta. Sin embargo, debido a que no han dicho nada, el candidato de intentar la pregunta es obligada a confundirse. Si están hablando de la RDS paso, entonces tu argumento es válido. SN1 reacción es de hecho unimolecular wrt el RDS paso (de acuerdo a todos los estándares de libros como la de Salomón Frhyle, Pedro Skyes', etc.) que se podría considerar todas las opciones incorrectas.

5voto

The_Vinz Puntos 177

Una reacción que implica dos reactantes pueden ser:

  • una reacción de primer orden, por ejemplo, cuando la tasa depende exclusivamente de la concentración de uno de los reactivos. Un ejemplo es la hidrólisis ácida de la sacarosa, agua que se utiliza en gran exceso (lo que hace que la variación de su concentración despreciable)
  • una reacción de segundo orden, por ejemplo en basic hydrolisis de un éster (tanto las concentraciones de base de éster y afectan a la velocidad de la reacción)
  • una reacción bimolecular, por ejemplo, el clásico SN2 de la reacción: tanto los reactivos están involucrados en el estado de transición

No puede ser una reacción unimolecular: no hay manera de que dos reactivos podrían estar involucrados en un estado de transición en el que sólo uno de ellos participa, después de lo cual usted puede esperar una reacción entre ambos (sería bimolecular, si eso hubiera ocurrido).

De hecho hay unimolecular de reacciones, por ejemplo, la térmica, la reordenación de azuleno a naftalina, pero que requieren de un solo reactante.

4voto

Una reacción unimolecular es un elemental de reacción de una sola molécula, lo que produce una o más moléculas de producto.

por ejemplo, la descomposición térmica, la isomerización cis-trans (por la luz o el calor), químicos radiactivos de descomposición (o, simplemente, decaimiento), etc.

Para la gran ejemplo, ver: Unimolecular de Reacciones en el $\ce {CF3CH2Cl ↔ CF2ClCH2F}$ Sistema de: Isomerización por el Intercambio de $\ce {Cl}$ $\ce {F}$ Átomos: J. Phys. Chem. Una, de 2011, 115(6), 1054-1062 (DOI: 10.1021/jp108955m).

3voto

del Puntos 36

La reacción entre el t-butilo cloruro y bromuro de iones no es unimolecular. Hay dos reactivos, $\ce{Br-}$$\ce{(CH3)3Cl}$. También, unimolecular y de primer orden son no sinónimos. Molecularity se refiere a la cantidad de distintas moléculas que intervienen en una reacción, mientras que la orden se refiere a la exponente a que la concentración términos son criados para obtener la tasa de reacción.

Una reacción unimolecular no es exactamente una "reacción" si se mira a través del sentido común, como un solo reactante en realidad no puede "reaccionar" con cualquier cosa. Sin embargo unimolecular reacciones son por lo general las reacciones de descomposición, donde una molécula simplemente se disocia en otras moléculas al calor o a otros factores. La descomposición del carbonato de calcio es un famoso ejemplo de una reacción unimolecular.

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