反應歷程

反應歷程是指化學反應中的反應物轉化為最終產物通過的途徑。通過了解反應歷程，可以找到相應的主反應和副反應，從而找出決定反應速率的關鍵，達到生產中多快好省的目的。

基本介紹

• 中文名：反應歷程
• 外文名：mechanism
• 含義：化學反應經歷的過程
• 領域：化學反應動力學
• 別稱：反應機理

任務和目的

將化學反應套用於生產實踐主要有兩個方面的問題：一是要了解反應進行的方向和最大限度以及外界條件對平衡的影響；二是要知道反應進行的速率和反應的歷程(機理)。人們把前者歸為化學熱力學的研究範圍，把後者歸為化學動力學(chemical kinetics)的研究範圍。

化學動力學的基本任務之一是了解反應的速率，了解各因素(如分子結構、溫度、壓力、濃度、介質、催化劑等)對反應速率的影響，從而給人們提供選擇反應條件、掌握控制反應進行的主動權，使化學反應按我們所希望的速率進行。

化學動力學的另一個基本任務是研究反應歷程(mechanism)。反應歷程試圖描述化學反應每個過程中的所發生的情況。然而事實上，反應的具體過程是不易觀察到的。由於在熱力學上可行，且定量和定性結果均為中間體的存在提供支持，從而採用這種推測的反應歷程具有合理性。知道了這些歷程，可以找出決定反應速率的關鍵所在，使主反應按照我們所需要的方向進行，從而指導生產。

定義

反應歷程是化學中用來描述某一化學變化所經由的全部基元反應，就是反應物究竟按什麼途徑，經過哪些步驟得到最終產物。雖然整個化學變化所發生的物質轉變可能很明顯，但為了探明這一過程的反應機理，常常需要實驗來驗證。

舉例

三羧酸循環

三羧酸循環是一個巨觀的反應過程，每一個循環中有包含了複雜的微觀反應歷程。

三羧酸循環

檸檬酸循環（citricacidcycle）：也稱為三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle，TCA循環，TCA），Krebs循環。是用於將乙醯CoA中的乙醯基氧化成二氧化碳和還原當量的酶促反應的循環系統，該循環的第一步是由乙醯CoA與草醯乙酸縮合形成檸檬酸。反應物乙醯輔酶A(Acetyl-CoA)(一分子輔酶A和一個乙醯相連)是糖類、脂類、胺基酸代謝的共同的中間產物，進入循環後會被分解最終生成產物二氧化碳並產生H，H將傳遞給輔酶--尼克醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+) 和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD），使之成為NADH + H⁺和FADH₂。 NADH + H⁺ 和 FADH₂ 攜帶H進入呼吸鏈，呼吸鏈將電子傳遞給O₂產生水，同時偶聯氧化磷酸化產生ATP，提供能量。

乙烷熱分解

乙烷的熱分解反應在823~923K之間，反應方程式可以寫作：

C₂H₆(g)→C₂H₄(g)+H₂(g)

根據質譜儀和其他實驗手段證明，在乙烷的分解過程中有自由基CH₃·和C₂H₅·生成，有人認為該反應是按下列的鏈式反應機理進行的：

（1）C₂H₆→2CH₃·

（2）CH₃·+C₂H₆→CH₄+C₂H₅·

（3）C₂H₅·→C₂H₄+H·

（4）H·+C₂H₆→H₂+C₂H₅·

（5）H·+C₂H₅·→C₂H₆

研究意義

研究反應歷程對構建精確的反應模型十分重要。此外，了解反應歷程可以幫助我們了解物質結構的知識，因為化學變化從根本上來說，就是舊鍵的破裂和新鍵的生成。反應的歷程能夠反映出物質結構和反應能力之間的關係，從而可以加深我們對於物質運動形態的認識。當然，用已知的物質結構的知識也可以推測一些反應的歷程，然而遺憾的是迄今為止，真正弄清楚反應歷程的反應為數還不多，這方面的工作遠遠落後於實際。但是隨著各種新型譜儀的出現和用雷射、交叉分子束等實驗手段對微觀反應動力學的研究越來越深入，人們對反應機理的研究已經達到一個新的高度。