Reaktsioonimehhanismide

Reaktsioonimehhanismid on keemia mõiste, mis kirjeldab, kuidas reagendid reageerides muutuvad lõpp-produktideks ning millistes sammudes see muutumine aset leiab. Need hõlmavad nii üksikuid elementaarseid samme kui ka kogu reaktsiooni energiaprofiili, sealhulgas vaheproduktide tekkimist, elektronide liikumist ja stereokeemiat. Mõistet kasutatakse kiiruse, valiku ja tingimuste mõistmiseks.

Elementaarne samm on reaktsiooni minimaalne, eristatav protsess, kus toimub konkreetne elektronide või ioonide liikumine. Paljud reaktsioonid koosnevad mitmest sammust ning nende järjestus määrab mehhanismi.

Määrav samm on samm, mille aktivatsioonienergia on suurim ja mis kontrollib kogu reaktsiooni kiirust. Energiaprofiili esitab reaksiooni koordinatsdiagramm, kus näidatakse energia muutusi reagendi, vahetoodete ja lõpp-produkti vahel.

Levinumad mehhanismid jagunevad organilises ja anorgaanilises keemias. Organikas on tuntud SN1 ja SN2 substitutsioonimehhanismid ning E1 ja E2 eliminatsioonimehhanismid; radikaalsed ahelreaktsioonid; pericykli mehhanismid; ning katalüüsi kaudu toimuvad mehhanismid. Reeglid on tugevalt sõltuvad struktuurist, lahustist ja temperatuurist.

Reaktsioonimehhanisme määratakse eksperimentaalselt kineetika, isotopilise märgistuse, stereokeemilise tulemuse ja vaheproduktide olemasolu kaudu. Tehnikaid hõlmavad NMR- ja IR-spektroskoopiat, mass-spektromeetrit, ning kvantkeemilisi arvutusi transition-state otsustamiseks.

Õigesti mõistetud mehhanismid aitavad sünteesi kavandamisel, katalüüsi optimeerimisel ning bioloogiliste protsesside mõistmisel, kus ensüümid toimivad mehhanismide kaudu.