الجزيئية ودرجة التفاعل.. سرعة التفاعل الكلية تحدد بسرعة أبطأ خطوة والتي تعرف بالخطوة المحددة لسرعة التفاعل ودرجته



تتعلق الجزيئية بميكانيكية التفاعل من الوجهة النظرية، ولما كان التفاعل يمكن أن يتم في عدة خطوات منها السريع ومنها البطيء فإن سرعة التفاعل الكلية تحدد بسرعة أبطأ خطوة والتي تعرف بالخطوة المحددة لسرعة التفاعل ودرجته.

وتعرف جزيئية التفاعل بعدد الذرات أو الجزيئات التي تشترك في التفاعل وهي دائماً عدد صحيح، بينما درجة التفاعل ليس ضرورياً أن تساوي أعداداً صحيحة...ولكن بالرغم من أنه ليس هناك ارتباط بين درجة التفاعل وجزئيته، فإنه من المحتمل أحياناً أن تكون جزيئية التفاعل مساوية لدرجته كما في المثال الآتي:
تفكك يود الهيدروجين إلى اليود والهيدروجين
2HI → H2  +  I2
 
نجد هذا التفاعل من الدرجة الثانية لأن سرعته تتناسب مع (HI)2 الأس الثاني لتركيز يوديد الهيدروجين، كما أن هذا التفاعل ثنائي الجزيئية  Bi-molecular لأن جزيئين من يوديد الهيدروجين يجب أن يصطدما ليتم التفاعل.

ويعرف التفاعل أحادي الجزيئية بأنه ذلك التفاعل الذي ينقسم فيه جزئ واحد إلى أجزاء أصغر مثال:Br2 →  2Br.
 
أو قد يحدث في الجزئي تغيرات داخلية كما يحدث عندما يتحول حمض الماليك إلى حمض الفيوماريك.
أما التفاعل الثنائي فهو ذلك التفاعل الذي يلزم فيه اصطدام جزيئين من المادة قبل أن يحدث التفاعل.

والتفاعل الثلاثي الجزيئية هو ذلك التفاعل الذي يجب فيه التقاء ثلاث جزيئات من المادة المتفاعلة في وقت واحد حتى يحدث التفاعل.

إلا أن التفاعلات الكيميائية عادة لا تكون بالسهولة التي تبدو عليها في المعادلة الكيميائية لأن هناك عدداً من العوامل المعقدة تؤثر في التفاعل.

كما أن المعادلة بصيغتها المكتوبة لا تعطي صورة كاملة لمجرى التفاعل.
فنجد مثلاً أنه قد تتفاعل النواتج لتعطي المواد المتفاعلة ثانية كما في التفاعلات العكسية.
أو يمكن أن يتفاعل جزء منها ليعطي مركبات أخرى كما في التفاعلات المتسلسلة.
أو يحدث أحياناً أن يتم التفاعل عدة طرق كما في التفاعلات الجانبية.

والمثال التالي يلقي ضوءاً اكبر على إيضاح المقصود بالجزيئية:
برومة الأسيتون في محلول مائي مخفف كما في المعادلة الآتية:
CH3COCH3 + Br2 → CH3COCH2Br + HBr

هذا التفاعل من الدرجة الأولى وثنائي الجزيئية والقياسات التجريبية أثبتت أن سرعة التفاعل تتناسب مع تركيز الأسيتون فقط ولا تعتمد على تركيز البروم (أي من الدرجة الأولى) ويشمل التفاعل الكلD عدة خطوات وأن الخطوة المحددة لسرعة التفاعل ودرجته لا يشترك فيها البروم والخطوات المقترحة للتفاعل كالتالي:
CH3COCH3 → CH3-C = CH2
CH3 – C = CH2 + Br2 → CH3-CO-CH2Br+HBr

  بذلك فإن سرعة التفاعل الكيميائي تحكمها الخطوة البطيئة لتغير الأسيتون من الشكل الكيـتوني Ketonic إلى الشكل الاينولى Enolic.

وعموماً فإنه ليس هناك ارتباط بين درجة التفاعل وجزئيته ذلك لأن درجة التفاعل تنطبق على السرعة التجريبية للتفاعل بينما الجزيئية تنطبق مع ميكانيكية التفاعل من الوجهة النظرية.