Aktivovaný komplex

Aktivovaný komplex je označení pro meziprodukt chemické reakce, který vzniká během štěpení vazeb a tvorby nových.^[1] Nejde o jediný definovaný stav, nýbrž o rozmezí nestabilních stavů zahrnujících shluky atomů v průběhu přeměny reaktantů na produkty. Aktivované komplexy mají částečně vlastnosti reaktantů a částečně vlastnosti produktů, což může výrazně ovlivňovat jejich chování během reakcí.^[2]

Pojmy aktivovaný komplex a přechodný stav se často navzájem zaměňují, i když označují odlišné objekty;^[3] přechodným stavem je uspořádání vyskytující se během reakce, které má nejvyšší potenciální energii, zatímco aktivovaným komplexem může být kterékoliv uspořádání v okolí přechodného stavu. V reakčních koordinátách odpovídá přechodnému stavu maximum diagramu, aktivovanému komplexu může odpovídat libovolný bod blízko maxima.

Teorie přechodného stavu zkoumá kinetiku reakcí probíhajících skrz dané přechodné stavy pomocí Gibbsovy energie aktivace.^[4]

Nejmenší množství energie potřebné k vytvoření aktivovaného komplexu a spuštění reakce se nazývá aktivační energie.^[5]. Endotermní reakce pohlcují energii z okolí a exotermní energii uvolňují, přičemž některé reakce probíhají samovolně, zatímco jiné vyžadují vnější zdroj energie.

Aktivované komplexy poprvé popsali v roce 1935 Henry Eyring, Meredith Gwynne Evans, a Michael Polanyi v rámci teorie aktivovaného komplexu.^[6]

Teorie přechodného stavu vysvětluje pozorovanou dynamiku reakcí. Založená je na předpokladu, že vzniká rovnováha mezi aktivovaným komplexem a molekulami reaktantů. Je do ní zahrnuta srážková teorie, která říká, že aby reakce proběhla, tak se musí příslušné molekuly srazit s dostatečnou energií a ve správné orientaci vůči sobě. Reaktanty se nejprve přemění na aktivovaný komplex, který se poté rozpadne na produkty.^[7]Rychlostní konstanta dané reakce je: $${\displaystyle k=K{\frac {k_{\text{B}}T}{h}}}$$kde K je rovnovážná konstanta, ${\textstyle k_{\text{B}}}$ Boltzmannova konstanta, T termodynamická teplota, a h Planckova konstanta.^[8] Teorie přechodného stavu je založena na klasické mechanice; předpokládá, že se molekuly nevracejí do přechodných stavů.^[9]

Aktivovaný komplex s vysokou symetrií může snížit přesnost určení rychlostní konstanty.^[10] Odchylka může být způsobena zavedením řádů symetrie do rotačních rozdělovacích funkcí reaktantů a aktivovaných komplexů. Vliv těchto chyb lze omezit vypuštěním řádů symetrie vynásobením rychlostní rovnice statistickým faktorem:

$${\displaystyle k=l^{\ddagger }{\frac {k_{\text{B}}T}{h}}{\frac {Q_{\ddagger }}{Q_{A}Q_{B}}}e^{-{\frac {\varepsilon }{k_{\text{B}}T}}}}$$

kde statistický faktor ${\textstyle l^{\ddagger }}$ je počet ekvivalentních aktivovaných komplexů, které se mohou vytvořit, a Q jsou rozdělovací funkce z vypuštěných řádů symetrie.^[10]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Activated complex na anglické Wikipedii.

• Reakční meziprodukt

Zdroj