Sự khác biệt chính - Lý thuyết va chạm và Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp
Lý thuyết va chạm và lý thuyết trạng thái chuyển tiếp là hai lý thuyết được sử dụng để giải thích tốc độ phản ứng của các phản ứng hóa học khác nhau ở cấp độ phân tử. Lý thuyết va chạm mô tả sự va chạm của các phân tử khí trong phản ứng hóa học pha khí. Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp giải thích tốc độ phản ứng bằng cách giả định sự hình thành các hợp chất trung gian là trạng thái chuyển tiếp. Sự khác biệt cơ bản giữa lý thuyết va chạm và lý thuyết trạng thái chuyển tiếp là lý thuyết va chạm liên quan đến sự va chạm giữa các phân tử khí trong khi lý thuyết trạng thái chuyển tiếp liên quan đến sự hình thành các hợp chất trung gian ở các trạng thái chuyển tiếp.
Lý thuyết Va chạm là gì?
Thuyết va chạm giải thích rằng các phản ứng hóa học pha khí xảy ra khi các phân tử va chạm với nhau có đủ động năng. Lý thuyết này được xây dựng dựa trên lý thuyết động học của chất khí (lý thuyết động học của chất khí mô tả rằng chất khí chứa các hạt không có thể tích xác định nhưng có khối lượng xác định và không có lực hút hoặc lực đẩy liên phân tử giữa các hạt khí này).
Hình 01: Nếu có nhiều hạt khí trong một thể tích nhỏ, nồng độ cao thì khả năng hai hạt khí va chạm là cao. Điều này dẫn đến một số lượng lớn các vụ va chạm thành công
Theo lý thuyết va chạm, chỉ một vài va chạm giữa các hạt khí khiến các hạt này phải trải qua các phản ứng hóa học đáng kể. Những va chạm này được gọi là va chạm thành công. Năng lượng cần thiết cho những va chạm thành công này được gọi là năng lượng hoạt hóa. Những va chạm này có thể gây ra đứt gãy và hình thành các liên kết hóa học.
Lý thuyết Trạng thái Chuyển đổi là gì?
Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp chỉ ra rằng, giữa trạng thái mà các phân tử là chất phản ứng và trạng thái mà các phân tử là sản phẩm, có một trạng thái được gọi là trạng thái chuyển tiếp. Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp có thể được sử dụng để xác định tốc độ phản ứng của các phản ứng cơ bản. Theo lý thuyết này, các chất phản ứng, sản phẩm và các hợp chất ở trạng thái chuyển tiếp ở trạng thái cân bằng hóa học với nhau.
Hình 02: Sơ đồ Hiển thị Chất phản ứng, Sản phẩm và Phức hợp Trạng thái Chuyển tiếp
Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp có thể được sử dụng để hiểu cơ chế của một phản ứng hóa học cơ bản. Lý thuyết này là một giải pháp thay thế chính xác hơn cho phương trình Arrhenius. Theo lý thuyết trạng thái chuyển tiếp, có ba yếu tố chính ảnh hưởng đến cơ chế của một phản ứng;
- Nồng độ của hợp chất ở trạng thái chuyển tiếp (được gọi là phức chất hoạt hóa)
- Tốc độ phân hủy của phức hợp được kích hoạt - điều này xác định tốc độ hình thành sản phẩm mong muốn
- Cách phân hủy phức hợp hoạt hóa - điều này xác định các sản phẩm được hình thành trong phản ứng hóa học
Tuy nhiên, theo lý thuyết này, có hai cách tiếp cận phản ứng hóa học; phức hợp được kích hoạt có thể trở lại dạng chất phản ứng, hoặc nó có thể bị vỡ ra để tạo thành (các) sản phẩm. Sự chênh lệch năng lượng giữa năng lượng chất phản ứng và năng lượng trạng thái chuyển tiếp được gọi là năng lượng hoạt hóa.
Sự khác biệt giữa Lý thuyết Va chạm và Lý thuyết Trạng thái Chuyển tiếp là gì?
Lý thuyết va chạm so với Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp |
|
| Lý thuyết va chạm giải thích rằng các phản ứng hóa học pha khí xảy ra khi các phân tử va chạm với nhau có đủ động năng. | Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp chỉ ra rằng, giữa trạng thái mà các phân tử là chất phản ứng và trạng thái mà các phân tử là sản phẩm, có một trạng thái được gọi là trạng thái chuyển tiếp. |
| Nguyên tắc | |
| Thuyết va chạm phát biểu rằng các phản ứng hóa học (trong pha khí) xảy ra do va chạm giữa các chất phản ứng. | Thuyết trạng thái chuyển tiếp phát biểu rằng các phản ứng hóa học xảy ra thông qua một trạng thái chuyển tiếp. |
| Yêu cầu | |
| Theo lý thuyết va chạm, chỉ có va chạm thành công mới xảy ra phản ứng hóa học. | Theo lý thuyết trạng thái chuyển tiếp, một phản ứng hóa học sẽ tiến triển nếu các chất phản ứng có thể vượt qua hàng rào năng lượng hoạt hóa. |
Tóm tắt - Lý thuyết va chạm và Lý thuyết trạng thái chuyển tiếp
Lý thuyết va chạm và lý thuyết trạng thái chuyển tiếp được sử dụng để giải thích tốc độ phản ứng và cơ chế của các phản ứng hóa học khác nhau. Sự khác biệt giữa lý thuyết va chạm và lý thuyết trạng thái chuyển tiếp là lý thuyết va chạm liên quan đến sự va chạm giữa các phân tử khí trong khi lý thuyết trạng thái chuyển tiếp liên quan đến sự hình thành các hợp chất trung gian ở các trạng thái chuyển tiếp.
