
【化】 unimolecular mechanism
odd; single
【医】 azygos; mon-; mono-; uni-
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
mechanism
【化】 mechanism
【医】 mechanism
单分子机理(Single-Molecule Mechanism)指在化学或生物学过程中,单个分子水平上的动态行为与作用规律。其核心在于通过高分辨率技术(如荧光显微术、原子力显微镜)直接观测分子个体的构象变化、能量传递及反应路径,而非传统群体分子的统计平均结果。这一概念在酶催化机制研究(如《Nature》期刊中关于ATP水解酶的单分子动力学分析)和纳米材料设计中具有关键作用。
从汉英词典角度,该术语对应英文“single-molecule mechanism”,强调微观尺度下的分子特异性。例如,《中国科技术语》将其定义为“分子独立行为的动力学解析”,而国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)则将其关联至“单分子反应理论”(参考IUPAC金皮书第4.3.1章)。权威研究机构如马克斯·普朗克研究所近年通过单分子荧光共振能量转移技术,揭示了RNA聚合酶的实时转录机制。
单分子机理(Unimolecular Mechanism)是化学反应中描述单个分子独立发生结构变化的反应机制,常见于分解或异构化反应。其核心特点及理论发展如下:
反应步骤特征
单分子反应通常分为两步:
动力学表现
林德曼理论(1922年)
提出分子需通过碰撞活化,但实际反应存在“时滞”,期间活化分子可能失活或分解,解释了高压与低压下的动力学差异。
RRKM理论(1950年代)
结合过渡态理论,引入能量分布统计方法,修正了活化分子能量阈值(E_b)对反应速率的影响,更精确预测实际反应速率。
单分子反应常伴随中间体(如碳正离子)的生成,导致产物立体化学不完全单一。例如,S_N1反应中自由碳正离子允许亲核试剂从两侧进攻,形成外消旋混合物。
通过以上理论框架,单分子机理不仅解释了特定反应的动力学行为,还为复杂分子转化(如酶促反应中的协同机制)提供了基础模型。
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