reactietraject

Een reactietraject is de reeks stappen die een chemische reactie doorloopt van beginstoffen (reactanten) naar eindproducten, inclusief tussenstappen en overgangstoestanden. Het begrip wordt veel gebruikt in de theoretische en experimentele chemie om de mechanistische route van een reactie te beschrijven. Een dergelijk traject wordt vaak afgebeeld langs een reactiecoordinate op een potential energy surface, waarbij de hoogtepunten overeenkomen met activeringbarrières en overgangstoestanden, en de dalen met stabiele tussenproducten en eindproducten. Het begrip sluit nauw aan bij wat men een mechanisme noemt, maar richt zich expliciet op de feitelijke volgorde en energetische veranderingen die een traject kenmerken.

In raceschap met de katalyse en Reactiemechanismen speelt het reactietraject een cruciale rol bij het bepalen van kinetiek en selectiviteit. Belangrijke begrippen zijn de mogelijke paden op de energielandschap, de energieniveaus van tussenproducten, en de stap die het gas geeft de snelheid bepaalt (de rate-determining step). In dynamische systemen kunnen meerdere concurrerende trajecten bestaan, waardoor productverhoudingen afhankelijk worden van omstandigheden zoals temperatuur en druk.

Methoden om een reactietraject te achterhalen zijn onder meer experimentele technieken zoals time-resolved spectroscopie en kinetische metingen, aangevuld met computationele benaderingen zoals DFT en ab initio berekeningen. Deze laten toe om minimum energy paths te vinden, transition states te identificeren en de intrinsieke reactiecoördinaat (IRC) te volgen. Het reactietraject helpt wetenschappers bij het begrijpen van mechanistische details, het informeren van katalyse- en procesontwerpen, en het optimaliseren van reacties onder verschillende condities.