A kémia során a reakciómechanizmus az a lépéssor, az elemi reakciók , amelyek során kémiai változás megy végbe.
Bár a reakciók többségében csak a teljes egyensúly (a reagensek termékekké történő átalakulása ) figyelhető meg közvetlenül, a kísérletek lehetővé teszik a kapcsolódó reakciómechanizmus lehetséges lépéseinek meghatározását.
A reakciómechanizmus részletesen leírja, hogy mi történik pontosan a kémiai átalakulás minden szakaszában. Ez leírja az egyes reakció átmeneti és köztes állapotban , amely kötések felbomlanak, és milyen sorrendben, amely kötvények reformált, és milyen sorrendben, valamint a relatív sebesség az egyes lépésben. A teljes reakciómechanizmus biztosítja az egyes elfogyasztott reagensek és a képződött termékek mennyiségét is. Ez leírja a lehetséges katalízis és sztereokémiája a kémiai érintett fajok . A sorrendben a reakció tekintetében egyes reagens is fel kell tüntetni.
Az egylépéses reakció a valóságban gyakran több allépésből áll. A köztitermékek gyakran instabil molekulák, szabad gyökök vagy ionok. Az átmeneti állapotok megfelelnek az maximumok a reakció koordináta , és nyereg pont a potenciális energia felület a reakció.
A reakcióban részt vevő molekulák topológiai ábrázolása mellett a nyilak jelzik az elektronok mozgását (valós vagy elméleti) a reakció során.
Amikor egy vagy több molekula átalakul egy másik molekulává, a nyíl jellege jelzi az átalakulás típusát:
A reakció mechanizmusára vonatkozó információkat gyakran kémiai kinetika tanulmányozásával adják meg, hogy meghatározzák az egyes reaktánsok reakciósebességének és rendjének törvényét .
Vegyük például a következő reakciót:
CO + NO 2 → CO 2 + NOTapasztalati úton kimutatták, hogy a kinetikai e reakció mértéke szabályozza törvény: . Ez a forma arra utal, hogy a kinetikailag meghatározó lépés két NO 2 molekula közötti reakció , és a sebesség törvényének megfelelő lehetséges mechanizmus a következő lenne:
2 NO 2 → NO 3 + NO (lassú)Minden lépést "elemi lépésnek" neveznek, és mindegyiknek megvan a maga törvénye a sebességről és a molekulárisságról. A teljes reakció e lépések kombinációja. Az általános reakciókinetika meghatározásakor a leglassabb lépés az, amely meghatározza a reakció sebességét. Itt az első lépés a leglassabb, ezért kinetikailag meghatározó. Mivel ez egy ütközés két molekula közötti NO 2 , a reakció bimolekuláris , a ráta törvény, hogy van írva, mint ez: . Ha összeadjuk a két lépést, megtaláljuk az általános reakciót.
Más reakciók mechanizmusai több egymást követő lépésből állhatnak, és lépésként lehetőség van az átrendező reakció lehetőségére . A szerves kémia területén az egyik első reakciómechanizmust 1903-ban hozta létre AJ Lapworth a benzoin kondenzálására.
Vannak olyan bonyolultabb mechanizmusok is, mint például a láncreakciók , amelyek zárt hurkú láncterjesztési lépésekkel rendelkeznek.
A kielégítő prediktív modell felépítéséhez helyes reakciómechanizmusra van szükség. Számos égés vagy sok plazma formájában lévő rendszer esetében azonban a részletes mechanizmusok nem ismertek. És még ha nem is, a különféle és olykor ellentmondó forrásokból származó adatok azonosítása és összegyűjtése, extrapolálás különböző körülményekre stb. Nehéz lehet szakértői segítség nélkül. A sebességi állandók és a termokémiai adatok gyakran nem állnak rendelkezésre az irodalomban, ami szükségessé teszi bizonyos paraméterek elméleti megszerzéséhez számítógéppel segített kémiai technikákat.
A molekuláris kémia az egyetlen reakció lépésben részt vevő molekuláris egységek száma. Az egyetlen entitást magában foglaló reakciót „unimolekulárisnak” mondják, két entitásnál „bimolekuláris”, három entitásnál „termolekuláris”.
Szerves reakciók mechanizmus szerint