التفاعل الأولي

التفاعل الأولي هو تفاعل كيميائي تتفاعل فيه مادة كيميائية واحدة أو أكثر مباشرةً لتكوين نواتج في خطوة تفاعل واحدة وبحالة انتقالية واحدة . عمليًا، يُفترض أن التفاعل أولي إذا لم يتم الكشف عن أي وسائط تفاعلية أو إذا لم تكن هناك حاجة لافتراض وجودها لوصف التفاعل على المستوى الجزيئي. ^{[ 1 ]} قد يكون التفاعل الذي يبدو أوليًا في الواقع تفاعلًا متدرجًا ، أي سلسلة معقدة من التفاعلات الكيميائية، مع وسائط تفاعلية ذات أعمار متغيرة.

في تفاعل أولي أحادي الجزيء ، يتفكك الجزيء A أو يتحول إلى متصاوغ لتكوين المنتج (المنتجات).

${\displaystyle {\mbox{A}}\rightarrow {\mbox{products.}}}$

عند درجة حرارة ثابتة، يكون معدل هذا التفاعل متناسبًا مع تركيز النوع A

${\displaystyle {\frac {d[{\mbox{A}}]}{dt}}=-k[{\mbox{A}}].}$

في التفاعل الأولي ثنائي الجزيئات ، تتفاعل ذرتان أو جزيئتان أو أيونان أو جذران ، A و B ، معًا لتكوين الناتج (النواتج).

${\displaystyle {\mbox{A + B}}\rightarrow {\mbox{المنتجات.}}}$

يتناسب معدل هذا التفاعل، عند درجة حرارة ثابتة، طرديًا مع حاصل ضرب تركيزي النوعين A و B

${\displaystyle {\frac {d[{\mbox{A}}]}{dt}}={\frac {d[{\mbox{B}}]}{dt}}=-k[{\mbox{A}}][{\mbox{B}}].}$

يُشار أحيانًا إلى معادلة معدل التفاعل الجزيئي الثنائي الأولي بقانون فعل الكتلة ، حيث اقترحها كاتو ماكسيميليان غولدبرغ وبيتر واج لأول مرة عام 1864. ومن أمثلة هذا النوع من التفاعلات تفاعل الإضافة الحلقية . ويمكن اشتقاق معادلة المعدل هذه من المبادئ الأساسية باستخدام نظرية التصادم للغازات المثالية . أما في حالة السوائل المخففة، فقد تم الحصول على نتائج مكافئة من خلال حجج احتمالية بسيطة. ^{[ 2 ]}

وفقًا لنظرية التصادم، فإن احتمال تفاعل ثلاثة أنواع كيميائية في تفاعل ثلاثي الجزيئات مع بعضها البعض في آنٍ واحد ضئيل للغاية. ولذلك، تُعرف هذه التفاعلات الثلاثية الجزيئات عادةً بالتفاعلات غير الأولية، ويمكن تقسيمها إلى مجموعة أكثر أساسية من التفاعلات ثنائية الجزيئات، ^{[ 3 ] [ 4 ]} بما يتوافق مع قانون فعل الكتلة. ليس من الممكن دائمًا استنباط مخططات التفاعل الكاملة، ولكن غالبًا ما تكون الحلول القائمة على معادلات المعدل ممكنة في ظل تقريبات الحالة المستقرة أو تقريب ميكايليس-مينتين .