הבדל מפתח – תורת ההתנגשות לעומת תורת מצב המעבר
תורת ההתנגשות ותיאוריית מצבי המעבר הן שתי תיאוריות המשמשות כדי להסביר את קצבי התגובה של תגובות כימיות שונות ברמה המולקולרית. תורת ההתנגשות מתארת את ההתנגשויות של מולקולות גז בתגובות כימיות בשלבי גז. תיאוריית מצבי המעבר מסבירה את שיעורי התגובה על ידי הנחה של היווצרות תרכובות ביניים שהן מצבי מעבר. ההבדל העיקרי בין תיאוריית ההתנגשות לתיאוריית מצבי המעבר הוא שתיאוריית ההתנגשות מתייחסת להתנגשויות בין מולקולות גז ואילו תורת מצבי המעבר מתייחסת להיווצרות תרכובות ביניים במצבי מעבר.
מהי תורת ההתנגשות?
תיאוריית ההתנגשות מסבירה שתגובות כימיות בשלב גז מתרחשות כאשר מולקולות מתנגשות באנרגיה קינטית מספקת. תיאוריה זו בנויה על סמך התיאוריה הקינטית של הגזים (התיאוריה הקינטית של הגזים מתארת כי גזים מכילים חלקיקים ללא נפחים מוגדרים אך בעלי מסות מוגדרות ואין משיכה או דחיה בין-מולקולרית בין חלקיקי הגז הללו).
איור 01: אם יש הרבה חלקיקי גז בנפח קטן, אז הריכוז גבוה, אז הסבירות להתנגשות בין שני חלקיקי גז גבוהה. זה מביא למספר גבוה של התנגשויות מוצלחות
לפי תיאוריית ההתנגשות, רק התנגשויות בודדות בין חלקיקי גז גורמות לחלקיקים אלו לעבור תגובות כימיות ניכרות.התנגשויות אלו ידועות בתור התנגשויות מוצלחות. האנרגיה הנדרשת להתנגשויות מוצלחות אלו ידועה בשם אנרגיית הפעלה. התנגשויות אלו עלולות לגרום לשבירה ולהיווצרות של קשרים כימיים.
מהי תורת מצב המעבר?
תיאוריית מצבי המעבר מצביעה על כך שבין המצב שבו מולקולות הן מגיבים לבין המצב שבו מולקולות הן תוצרים, קיים מצב המכונה מצב המעבר. ניתן להשתמש בתיאוריית מצב המעבר כדי לקבוע את שיעורי התגובה של תגובות אלמנטריות. לפי תיאוריה זו, המגיבים, התוצרים ותרכובות מצב המעבר נמצאים בשיווי משקל כימי זה עם זה.
איור 02: תרשים המציג ריאקטנטים, מוצרים ומתחמי מצב מעבר
ניתן להשתמש בתיאוריית מצב המעבר כדי להבין את המנגנון של תגובה כימית יסודית. תיאוריה זו היא חלופה מדויקת יותר למשוואת ארניוס. על פי תיאוריית מצב המעבר, ישנם שלושה גורמים עיקריים המשפיעים על מנגנון התגובה;
- הריכוז של תרכובת מצב המעבר (המכונה קומפלקס מופעל)
- קצב הפירוק של הקומפלקס המופעל – זה קובע את קצב היווצרות המוצר הרצוי
- דרך הפירוק של הקומפלקס המופעל – זה קובע את התוצרים הנוצרים בתגובה הכימית
עם זאת, לפי תיאוריה זו, קיימות שתי גישות לתגובה כימית; הקומפלקס המופעל עשוי לחזור לצורת המגיב, או שהוא יכול להתפרק כדי ליצור תוצר(ים). הפרש האנרגיה בין אנרגיית מגיב לאנרגית מצב מעבר ידוע כאנרגיית ההפעלה.
מה ההבדל בין תורת ההתנגשות לתיאוריית מצב המעבר?
תורת ההתנגשות לעומת תיאוריית מצב המעבר |
|
| תיאוריית ההתנגשות מסבירה שהתגובות הכימיות בשלב הגז מתרחשות כאשר מולקולות מתנגשות באנרגיה קינטית מספקת. | תיאוריית מצבי המעבר מצביעה על כך שבין המצב שבו מולקולות הן מגיבים לבין המצב שבו מולקולות הן תוצרים, יש מצב המכונה מצב המעבר. |
| עקרון | |
| תיאוריית ההתנגשות קובעת שתגובות כימיות (בשלב הגז) מתרחשות עקב התנגשויות בין מגיבים. | תיאוריית מצבי המעבר קובעת שתגובות כימיות מתרחשות דרך מעבר למצב מעבר. |
| דרישות | |
| לפי תיאוריית ההתנגשות, רק התנגשויות מוצלחות גורמות להתרחשות תגובות כימיות. | לפי תיאוריית מצבי המעבר, תגובה כימית תתקדם אם המגיבים יצליחו להתגבר על מחסום אנרגיית ההפעלה. |
סיכום – תורת ההתנגשות לעומת תורת מצב המעבר
תורת ההתנגשות ותיאוריית מצבי המעבר משמשות כדי להסביר את קצבי התגובה והמנגנונים של תגובות כימיות שונות. ההבדל בין תורת ההתנגשות לתיאוריית מצבי המעבר הוא שתיאוריית ההתנגשות מתייחסת להתנגשויות בין מולקולות גז ואילו תורת מצבי המעבר מתייחסת להיווצרות תרכובות ביניים במצבי מעבר.
