Reacción elemental

Una reacción elemental es una reacción química en la que una o más especies químicas reaccionan directamente para formar productos en un solo paso de reacción y con un solo estado de transición. En la práctica, se supone que una reacción es elemental si no se han detectado intermedios de reacción o es necesario postularlos para describir la reacción a escala molecular. Una reacción aparentemente elemental puede ser de hecho una reacción por etapas, es decir, una secuencia complicada de reacciones químicas, con intermedios de reacción de tiempos de vida variables.

En una reacción elemental unimolecular, una molécula A se disocia o isomeriza para formar los productos

A temperatura constante, la velocidad de tal reacción es proporcional a la concentración de la especie A

En una reacción elemental bimolecular, dos átomos, moléculas, iones o radicales, A y B, reaccionan juntos para formar el producto o productos.

La velocidad de tal reacción, a temperatura constante, es proporcional al producto de las concentraciones de las especies A y B

La expresión de velocidad para una reacción bimolecular elemental a veces se denomina Ley de acción de masas, ya que fue propuesta por primera vez por Guldberg y Waage en 1864. Un ejemplo de este tipo de reacción es una reacción de cicloadición. Esta expresión de velocidad se puede derivar de los primeros principios utilizando la teoría de colisión para gases ideales. Para el caso de fluidos diluidos se han obtenido resultados equivalentes a partir de argumentos probabilísticos simples.

De acuerdo con la teoría de la colisión, la probabilidad de que tres especies químicas reaccionen simultáneamente entre sí en una reacción termomolecular elemental es insignificante. Por lo tanto, tales reacciones termoleculares se conocen comúnmente como reacciones no elementales y se pueden dividir en un conjunto más fundamental de reacciones bimoleculares, de acuerdo con la ley de acción de masas. No siempre es posible derivar esquemas de reacción generales, pero las soluciones basadas en ecuaciones de velocidad a menudo son posibles en términos de estado estacionario o aproximaciones de Michaelis-Menten.