reaktsioonienergiad

Reaktionienergia, tunnetaan myös termillä "reaktioenergia", on energiamäärä, joka muuttuu reaktioiden aikana ja kuvaa tuotteiden sekä reaganttien keskinäisen energian erotusta. Se on keskeinen käsitteen, kun arvioidaan reaktion spontaanisuutta, energiamuutoksia ja reaktion tehokkuutta. Reaktioenergia voidaan ilmaista ominaisenergian (ΔE), entalopin (ΔH) tai Gibbsin vapaan energiaan (ΔG) muotoisina riippuen onko tapaus lämpötilan, paineen ja aineen tilan yllään.

Yksi tavanomainen tapa laskea reaktioenergia on hyödyntää entalpiaveroa tai bind-energian muutosta. Kaava Oppenheimerin lauseen mukaan ΔE = ΣE_tuotteet - ΣE_reaganttien. Jos reaktio on endoterminen, ΔE on positiivinen, mikä tarkoittaa energiaa, jota tarvitaan prosessille. Jos reaktio on eksoterminen, ΔE on negatiivinen ja energia vapautuu. Samoin adiabattisen, staattisen tilan käsitteissä voidaan käyttää termisen energian muutoslaskuista.

Tiedeyhteisössä reaktioenergian laskeminen perustuu suurelta osin termodynaamisiin syklitöihin, kuten Hessin lauseeseen, sekä kvanttimekaanisiin laskemiseen, jotka käyttävät elektronisen rakenteen tarkkoja matemaattisia mallinnuksia. Laskumenetelmät, kuten DFT (density functional theory), Hartree–Fock ja ab initio -kirjastoilla, tarjoavat ennusteita reaktioenergioille, joita verrataan lineaarisiin kokeellisiin mittauksiin.

Reaktioenergian tunteminen on keskeistä synteettisissä prosesseissa, energiteknologiassa ja katalyyttisten reaktioiden suunnittelussa. Se auttaa ennustamaan reaktion suuntaa, nopeutta ja energiansyötettä tai -päästön määrittämisessä sekä optimointiin tarvittavien katalysaattoreiden valinnassa.

---