ความแตกต่างที่สำคัญ – ทฤษฎีการชนกับทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่าน
ทฤษฎีการชนกันและทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงเป็นสองทฤษฎีที่ใช้อธิบายอัตราการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ในระดับโมเลกุล ทฤษฎีการชนกันอธิบายการชนกันของโมเลกุลของแก๊สในปฏิกิริยาเคมีในสถานะแก๊ส ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่านอธิบายอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยสมมติว่ามีการก่อตัวของสารประกอบขั้นกลางที่เป็นสถานะการเปลี่ยนแปลง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทฤษฎีการชนและทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงคือทฤษฎีการชนกันเกี่ยวข้องกับการชนกันระหว่างโมเลกุลของแก๊สในขณะที่ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบระดับกลางในสถานะการเปลี่ยนแปลง
ทฤษฎีการชนคืออะไร
ทฤษฎีการชนอธิบายว่าปฏิกิริยาเคมีในเฟสแก๊สเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลชนกันด้วยพลังงานจลน์ที่เพียงพอ ทฤษฎีนี้สร้างขึ้นจากทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซ (ทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซอธิบายว่าก๊าซประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่มีปริมาตรที่กำหนดไว้แต่มีมวลที่กำหนดไว้ และไม่มีแรงดึงดูดหรือแรงผลักระหว่างอนุภาคของก๊าซเหล่านี้)
รูปที่ 01: หากมีอนุภาคก๊าซจำนวนมากในปริมาณน้อย แสดงว่ามีความเข้มข้นสูง ความน่าจะเป็นที่จะชนอนุภาคก๊าซทั้งสองจะสูง ส่งผลให้มีการชนกันสำเร็จเป็นจำนวนมาก
ตามทฤษฎีการชน การชนกันของอนุภาคก๊าซเพียงไม่กี่ครั้งทำให้อนุภาคเหล่านี้เกิดปฏิกิริยาเคมีจำนวนมากการชนเหล่านี้เรียกว่าการชนที่ประสบความสำเร็จ พลังงานที่จำเป็นสำหรับการชนที่ประสบความสำเร็จเหล่านี้เรียกว่าพลังงานกระตุ้น การชนกันเหล่านี้อาจทำให้เกิดการแตกหักและเกิดพันธะเคมีได้
ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่านคืออะไร
ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่านระบุว่า ระหว่างสถานะที่โมเลกุลเป็นสารตั้งต้นและสถานะที่โมเลกุลเป็นผลคูณ มีสถานะที่เรียกว่าสถานะการเปลี่ยนแปลง ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงสามารถใช้เพื่อกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาเบื้องต้น ตามทฤษฎีนี้ สารตั้งต้น ผลิตภัณฑ์ และสารประกอบในสถานะทรานสิชันอยู่ในสมดุลเคมีระหว่างกัน
รูปที่ 02: ไดอะแกรมแสดงตัวทำปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์ และคอมเพล็กซ์สถานะการเปลี่ยนภาพ
ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนภาพสามารถนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจกลไกของปฏิกิริยาเคมีเบื้องต้นได้ ทฤษฎีนี้เป็นทางเลือกที่ถูกต้องกว่าสมการอาร์เรเนียส ตามทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลง มีปัจจัยหลักสามประการที่ส่งผลต่อกลไกของปฏิกิริยา
- ความเข้มข้นของสารประกอบสถานะทรานซิชัน (เรียกว่าสารเชิงซ้อนที่กระตุ้น)
- อัตราการสลายของคอมเพล็กซ์ที่เปิดใช้งาน – กำหนดอัตราของการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
- วิธีการสลายตัวของสารเชิงซ้อน – สิ่งนี้เป็นตัวกำหนดผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาเคมี
อย่างไรก็ตาม ตามทฤษฎีนี้ ปฏิกิริยาเคมีมีสองวิธี สารเชิงซ้อนที่ถูกกระตุ้นอาจกลับคืนสู่รูปแบบสารตั้งต้น หรือสามารถแตกตัวออกเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ได้ ความแตกต่างของพลังงานระหว่างพลังงานสารตั้งต้นและพลังงานสถานะการเปลี่ยนแปลงเรียกว่าพลังงานกระตุ้น
ความแตกต่างระหว่างทฤษฎีการชนกับทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนภาพคืออะไร
ทฤษฎีการชนกับทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่าน |
|
| ทฤษฎีการชนอธิบายว่าปฏิกิริยาเคมีในเฟสก๊าซเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลชนกันด้วยพลังงานจลน์ที่เพียงพอ | ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่านระบุว่า ระหว่างสถานะที่โมเลกุลเป็นสารตั้งต้นและสถานะที่โมเลกุลเป็นผลคูณ มีสถานะที่เรียกว่าสถานะการเปลี่ยนแปลง |
| หลักการ | |
| ทฤษฎีการชนกันระบุว่าปฏิกิริยาเคมี (ในระยะก๊าซ) เกิดขึ้นเนื่องจากการชนกันระหว่างสารตั้งต้น | ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่านระบุว่าปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นจากการผ่านสถานะการเปลี่ยนแปลง |
| ข้อกำหนด | |
| ตามทฤษฎีการชน การชนกันที่สำเร็จเท่านั้นที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมี | ตามทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนภาพ ปฏิกิริยาเคมีจะก้าวหน้าหากสารตั้งต้นสามารถเอาชนะอุปสรรคด้านพลังงานกระตุ้นได้ |
สรุป – ทฤษฎีการชนกับทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนผ่าน
ทฤษฎีการชนกันและทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงใช้เพื่ออธิบายอัตราการเกิดปฏิกิริยาและกลไกของปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ความแตกต่างระหว่างทฤษฎีการชนและทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงคือ ทฤษฎีการชนกันเกี่ยวข้องกับการชนกันระหว่างโมเลกุลของแก๊ส ในขณะที่ทฤษฎีสถานะการเปลี่ยนแปลงเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบขั้นกลางในสถานะการเปลี่ยนภาพ