
【化】 molecularity; molecularity of reaction
在化學動力學領域,"反應分子數"(molecularity of reaction)指單個基元反應步驟中同時參與碰撞或相互作用的分子數目。該概念由美國化學家Henry Eyring于1935年提出,用于區分基元反應與總包反應的動力學特征。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,反應分子數可分為三類:
單分子反應(unimolecular reaction):單個反應物分子經曆分解或異構化過程,如臭氧光解反應:$$ O_3 xrightarrow{h u} O_2 + O $$
雙分子反應(bimolecular reaction):兩個分子通過碰撞發生的反應,常見于氣相和溶液反應,例如:$$ NO_2 + CO rightarrow NO + CO_2 $$
三分子反應(termolecular reaction):三個粒子同時碰撞的罕見情況,主要存在于自由基複合反應,如:$$ O + O_2 + M rightarrow O_3 + M $$ (M為第三體分子)
需要區分反應分子數與實驗測得的"反應級數"(reaction order),前者是理論推導的微觀參數,後者為宏觀動力學參數。根據《物理化學》教材論述,分子數隻能取1-3的整數值,而反應級數可為分數或零。
該術語在《英漢化學辭典》中對應的英文術語為"molecularity",注意與"stoichiometric number"(化學計量數)的區分。美國化學會《化學術語指南》強調,分子數概念僅適用于基元反應,複合反應需通過反應機理分析。
反應分子數是化學動力學中的基礎概念,主要用于描述基元反應的微觀特性。以下是其詳細解釋及相關要點:
反應分子數指在基元反應中,作為反應物直接參與碰撞并發生化學反應的化學粒子數目(包括分子、原子、離子或自由基等)。該定義強調微觀層面的态-态反應過程。例如:
反應分子數是連接微觀粒子行為與宏觀反應動力學的關鍵參數,其明确性依賴于基元反應的前提。實際應用中需注意其與化學計量數、反應級數的區分,避免概念混淆。
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