主な相違点 – 分子性 vs 反応の順序

化学反応の速度は、主に系の温度と圧力、存在する反応物の濃度、触媒の有無、反応物の性質に依存することがあります。

しかし、反応速度は、速度を決定するステップを考慮して計算されます。

化学反応には1つのステップしかないものもあるが、いくつかのステップで起こる反応もあります。

その場合、反応速度は最も遅いステップで決定される。

反応速度に関する用語として、分子量と反応順序があります。

分子性と反応順の主な違いは、分子性が理論的な概念であるのに対し、反応順は実験的に決定できることである。

モレキュラリティとは

分子性とは、反応速度を決定するステップに関与する分子またはイオンの数のことです。

反応速度決定段階は、反応機構の他の段階の中で最も遅い段階です。

最も遅いステップの反応速度を上げれば、全体の反応速度が上がるので、最も遅いステップを反応速度決定ステップと考える。

反応の分子性は、速度決定段階に参加する分子またはイオンの数によって命名される。

単分子反応

単分子反応では、1つの分子が変化を起こします。

このとき、反応速度を決定する式は、反応物質が1つだけです。

二分子反応

2つの反応物質が反応速度を決定するステップに関与する反応です。

図2: 二分子反応

三分子反応

これらの反応は、化学反応の速度を決定する段階において、3つの反応物を含む。

反応順序とは

反応順序は、反応速度則の式において、反応物濃度を上昇させたものの総和と定義することができる。

反応速度則とは、反応物濃度と速度定数などの定数パラメータを用いて反応速度を与える式です。

反応順序は速度則の指数の和です。

反応次数は各反応物の化学量論係数と等しい場合と等しくない場合があります。

従って、反応次数は実験的に決定する必要がある。

反応次数とは、反応速度に関する定量的な測定値です。

分子量とは異なり、反応次数は分数でも整数でも与えることができる。

また、反応次数はゼロにすることもできる。

これは、反応速度が反応物の濃度に依存しないことを意味する。

例を考えてみよう。

aA + bB + cC → dD + eE

上の反応の速度則は

R = k [A]p[B]q[C]r

ここで

R は反応速度

A, B および C は反応物

P, q, r はそれぞれ A, B, C の反応次数である．

反応の次数は p+q+r の和に等しい．

p, q, r の値は実験的に決定する必要がある．これらの値は各反応物の化学量論係数に等しい場合もあるが、そうでない場合もある。

反応順序は，反応速度を決定するステップや最も遅いステップだけでなく，反応全体を考慮して計算される．また、反応順序によって、いくつかのタイプの反応があります。

ゼロ次反応

零次反応の速度は、反応物の濃度に依存しない。

一次反応

一次反応では、反応速度が1つの反応物の濃度に依存する。

これは単分子反応に相当する。

第2次反応

二次反応の反応速度は、1つの二次反応物質または2つの一次反応物質の濃度に依存する場合があります。

分子論と反応順序の違い

定義

分子性。

分子性とは、反応速度を決定するステップに関与する分子またはイオンの数です。

反応次数． 反応順序とは、反応速度則の式において反応物濃度が上昇する累乗の総和です。

レート決定ステップ

分子量。

反応速度決定ステップは分子性を求めるために使用する。

反応順序。

 反応全体から反応順を求める。

値

モレキュラリティ 分子量は常に整数です。

反応順序。

反応順序はゼロ、整数または分数です。

決定事項

分子性。

分子性は反応機構をみて決定する。

反応順序。

反応順序は、実験的手法により決定する。

結論

分子量と反応順序は、化学反応の速度を説明するために用いられる異なる用語です。

分子性は反応機構から得られる。

分子性は反応機構から得られ、反応次数は反応の速度則から得られる。

分子性と反応順の違いは、分子性が理論的な概念であるのに対し、反応順は実験的に決定される点です。