
【化】 molecularity; molecularity of reaction
在化学动力学领域,"反应分子数"(molecularity of reaction)指单个基元反应步骤中同时参与碰撞或相互作用的分子数目。该概念由美国化学家Henry Eyring于1935年提出,用于区分基元反应与总包反应的动力学特征。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,反应分子数可分为三类:
单分子反应(unimolecular reaction):单个反应物分子经历分解或异构化过程,如臭氧光解反应:$$ O_3 xrightarrow{h u} O_2 + O $$
双分子反应(bimolecular reaction):两个分子通过碰撞发生的反应,常见于气相和溶液反应,例如:$$ NO_2 + CO rightarrow NO + CO_2 $$
三分子反应(termolecular reaction):三个粒子同时碰撞的罕见情况,主要存在于自由基复合反应,如:$$ O + O_2 + M rightarrow O_3 + M $$ (M为第三体分子)
需要区分反应分子数与实验测得的"反应级数"(reaction order),前者是理论推导的微观参数,后者为宏观动力学参数。根据《物理化学》教材论述,分子数只能取1-3的整数值,而反应级数可为分数或零。
该术语在《英汉化学辞典》中对应的英文术语为"molecularity",注意与"stoichiometric number"(化学计量数)的区分。美国化学会《化学术语指南》强调,分子数概念仅适用于基元反应,复合反应需通过反应机理分析。
反应分子数是化学动力学中的基础概念,主要用于描述基元反应的微观特性。以下是其详细解释及相关要点:
反应分子数指在基元反应中,作为反应物直接参与碰撞并发生化学反应的化学粒子数目(包括分子、原子、离子或自由基等)。该定义强调微观层面的态-态反应过程。例如:
反应分子数是连接微观粒子行为与宏观反应动力学的关键参数,其明确性依赖于基元反应的前提。实际应用中需注意其与化学计量数、反应级数的区分,避免概念混淆。
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