Teori Keadaan Transisi

Teori keadaan transisi menghitung laju reaksi dari sifat-sifat kompleks teraktivasi yang berada di puncak penghalang energi, memberikan konstanta laju absolut dari struktur molekuler dan mekanika statistik.

Definition

Teori keadaan transisi adalah kerangka kerja untuk menghitung konstanta laju reaksi dengan memperlakukan kompleks teraktivasi pada maksimum penghalang energi potensial sebagai spesies dalam kuasi-ekuilibrium dengan reaktan, yang meluruh menjadi produk pada frekuensi universal.

Scope

Topik ini mencakup teori laju reaksi berdasarkan kompleks teraktivasi: permukaan energi potensial dan koordinat reaksi, titik pelana dan kompleks teraktivasi, serta asumsi kuasi-ekuilibrium antara reaktan dan keadaan transisi. Topik ini mengembangkan persamaan Eyring serta entropi dan entalpi aktivasi, membandingkan teori ini dengan teori tumbukan sederhana, dan mencatat perluasan seperti peran koefisien transmisi dan teori Marcus untuk transfer elektron. Parameter Arrhenius empiris dan mekanisme reaksi dibahas dalam topik terkait.

Core questions

• Apa itu kompleks teraktivasi, dan di mana posisinya pada permukaan energi potensial?
• Bagaimana asumsi kuasi-ekuilibrium mengarah pada persamaan Eyring?
• Bagaimana entalpi dan entropi aktivasi diinterpretasikan secara molekuler?
• Bagaimana teori keadaan transisi meningkatkan teori tumbukan sederhana?

Key concepts

• Permukaan energi potensial dan koordinat reaksi
• Kompleks teraktivasi dan titik pelana
• Asumsi kuasi-ekuilibrium
• Persamaan Eyring dan koefisien transmisi
• Entalpi dan entropi aktivasi

Key theories

Teori kompleks teraktivasi Eyring

Konstanta laju adalah hasil kali faktor frekuensi universal dan konstanta kuasi-ekuilibrium untuk pembentukan kompleks teraktivasi, yang menyatakan laju dalam bentuk energi Gibbs aktivasi dan karenanya entalpi dan entropi aktivasi.

Teori transfer elektron Marcus

Untuk reaksi transfer elektron, penghalang aktivasi dibangun dari energi bebas reaksi dan energi reorganisasi, memprediksi daerah terbalik yang khas di mana laju menurun saat reaksi menjadi lebih eksergonik.

Clinical relevance

Teori keadaan transisi membingkai desain katalis dan enzim melalui konsep stabilisasi keadaan transisi, interpretasi efek isotop kinetik, laju langkah transfer elektron dalam respirasi dan fotosintesis, dan pemodelan kuantitatif laju reaksi di seluruh bidang kimia.

History

Teori keadaan transisi dirumuskan secara independen pada tahun 1935 oleh Eyring dan oleh Evans dan Polanyi, berdasarkan permukaan energi potensial London; Marcus memperluas gambaran kompleks teraktivasi ke transfer elektron pada tahun 1950-an, sebuah pengembangan yang diakui dengan Hadiah Nobel Kimia tahun 1992.

Key figures

• Henry Eyring
• Michael Polanyi
• Rudolph A. Marcus

Seminal works

• eyring1935
• marcus1956
• laidler1987

Frequently asked questions

Apa yang ditunjukkan oleh entropi aktivasi negatif tentang suatu reaksi?

Hal ini menunjukkan bahwa kompleks teraktivasi lebih teratur atau terbatas daripada reaktan yang terpisah, yang merupakan ciri khas langkah-langkah asosiatif di mana dua molekul bergabung menjadi struktur transisi tunggal yang lebih kaku.

Mengapa teori keadaan transisi disebut teori laju absolut?

Tidak seperti persamaan Arrhenius empiris, teori ini menurunkan konstanta laju dari fungsi partisi molekuler dan energi kompleks teraktivasi, sehingga pada prinsipnya teori ini memprediksi laju dari struktur saja tanpa menyesuaikan data laju eksperimental.