reaktionsväg

Reaktionsväg är den sekvens av kemiska steg som ett ämne följer från reaktanterna till produkterna. Den beskriver hur atomer och elektroner övergår från de bindningar som finns i utgångsämnet till de som finns i slutprodukten, och innefattar ofta mellanprodukter och övergångstillstånd. Reaktionsvägens energiprofil längs reaktionskoordinaten visar hur energin förändras under förloppet och anger aktiveringsenergierna för stegen.

Nyckelbegrepp inom området är elementary steps eller elementära steg. Varje steg har ett intermediär eller mellanprodukt, samt ett övergångstillstånd som representerar energiminimet under förflyttningen. Hastighetsbestämmande steg är det långsammaste steget och avgör reaktionshastigheten. En reaktionsväg kan vara stepwise (med flera mellanprodukter) eller concerted (förlöper i ett enda, samordnat steg). Energi­profilen används för att förutsäga kinetik och dominerande väg under olika villkor.

Studier av reaktionsvägar sker både experimentellt och teoretiskt. Experimentellt används hastighetsmätningar, isotopmärkning och trapning av mellanprodukter för att identifiera vägval och mekanismer. Beräkningskemi, särskilt kvantkemi och täthetsfunktionsteori (DFT), används för att hitta mellanprodukter och övergångstillstånd samt för att beräkna aktiveringsenergier och reaktionsdör.

Vanliga exempel är SN1 och SN2 samt E1 och E2 i substitutions- och elimineringsreaktioner. SN1 och E1 är ofta stegvisa med karbokatjoner som mellanprodukter, medan SN2 och E2 ofta är mer konsertiva. Förståelse av reaktionsvägar hjälper till vid design av synteser, för att förutsäga produktfördelningar och kontrollera selektivitet.