Теория переходного состояния или активированного комплекса

Элементарные акты химических превращений осуществляются при столкновении молекул, обладающих избыточной энергией по сравнению со средней. При соударении частиц изменяется их потенциальная энергия.

Всякий элементарный химический акт протекает через переходное состояние или активированный комплекс, когда в реагирующей системе исчезают отдельные связи и возникают новые, характерные для продуктов реакции.

Рассмотрим реакцию:

На рисунке показано изменение энергии реагирующих веществ в ходе экзотермической реакции.

Точка С соответствует энергетическому барьеру, который должны преодолевать молекулы.

Е₁ – энергия активации, которую нужно сообщить молекулам, чтобы произошел элементарный химический акт.

После сближения на достаточно близкое расстояние возникают связи между разнородными молекулами. Связи внутри исходных молекул ослабевают и в дальнейшем разрываются, а новые связи упрочняются, т.е. происходит перегруппировка атомов. Время жизни активированного комплекса (АВС)^* очень мало.

Е – потенциальная энергия исходных веществ

R- расстояние

Когда в системе реакции нет, то потенциальная энергия Е находится как ∑(Е_АВ + Е_D). По мере сближения молекулы вступают в контакт, обменивают или отщепляют атомы, и за счёт этого энергия становится max (Е_max).

По мере выделения продуктов реакции энергия падает до величины, соответствующей сильно удалённым друг от друга молекулам продуктов реакции.

Е_max в точке С соответствует переходному состоянию, в ней образуется активированный комплекс (АВС)^*.

Энергетически более выгодно, когда реагирующие молекулы находятся на одной линии, он более вероятен.

В ходе реакции энергия вначале возрастает, а после этого, т.е. достижения max значения, уменьшается.

То, что энергия активации химических реакции всегда значительно меньше энергии диссоциации соответствующих связей, подтверждает теоретический тезис, что в процессе взаимодействия молекул не происходит предварительного полного разрыва химических связей.