Молекулярност на елементарните реакции
Елементарни (прости) реакции са тези, които протичат в един етап. Те обикновено се класифицират по молекулярност - броят на частиците, които според експериментално установения реакционен механизъм участват в елементарен акт на химическо взаимодействие.
Мономолекулен - реакции, при които настъпва химическа трансформация на една молекула (изомеризация, дисоциация и др.):
Бимолекулен - реакции, чийто елементарен акт се извършва при сблъсък на две частици (еднакви или различни):
Тримолекулен - реакции, чийто елементарен акт се извършва при сблъскване на три частици:
Реакциите с молекулно тегло над три са неизвестни.
За елементарни реакции, проведени при близки концентрации на изходните вещества, стойностите на молекулярността и реда на реакцията съвпадат. Няма обаче ясно определена връзка между концепциите за молекулярност и ред на реакцията, тъй като редът на реакцията характеризира кинетичното уравнение на реакцията, а молекулярността е механизмът на реакцията.
Сложни реакции
Химичните реакции, които протичат в повече от един етап, се наричат сложни. Да разгледаме като пример една от сложните реакции, чиято кинетика и механизъм са добре проучени:
Тази реакция е реакция от втори ред; неговото кинетично уравнение е както следва:
(II.28)
Изследването на реакционния механизъм показа, че той е двустепенен (протича на два етапа):
Скоростта на първия етап V1 е много по-висока от скоростта на втория етап V2 и общата скорост на реакция се определя от скоростта на по-бавния етап, което следователно се нарича определящо или ограничаващо скоростта.
Възможно е да се заключи дали реакцията е елементарна или сложна въз основа на резултатите от изучаването на нейната кинетика. Реакцията е сложна, ако експериментално определените частични порядъци на реакцията не съвпадат с коефициентите за изходните материали в уравнението на стехиометричната реакция; частичните порядъци на сложна реакция могат да бъдат дробни или отрицателни, кинетичното уравнение на сложна реакция може да включва концентрациите не само на изходните вещества, но и на реакционните продукти.