Скорость реакции определяется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени.

,

Поскольку речь идет об убыли концентрации исходного вещества, изменение концентрации берется со знаком минус. Если скорость оценивается увеличением концентрации одного из продуктов реакции, то изменение берется со знаком прлюс.

Рассмотрим взаимодействие газообразных веществ А₂ и В₂:

А₂(г) + В₂(г) = 2АВ(г)

При химической реакции происходит разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. Для этого необходимо, чтобы реагирующие частицы столкнулись и объединились в так называемый активированный комплекс:

 

А + В А В А В

→ →

А В А В А В

В активированном комплексе связи А-В начинают образовываться одновременно с разрывом связей А-А и В-В. Активированные комплекс существует очень короткое время (порядка 10^-13 с), и его распад приводит к образованию продуктов реакции.

Вероятность того, что при столкновении молекул образуется активированный комплекс и произойдет реакция, зависит от энергии сталкивающихся молекул. реагируют только те из низ, энергия которых для этого достаточна. Такие молекулы называются активными. Необходимую для перехода вещества в состояние активированного комплекса энергию называют энергией активации Е_а.

Энергия активированного комплекса (переходное состояние) выше энергии начального и конечного состояния системы. Таким образом. энергия активации – это своеобразный энергетический барьер, который отделяет исходные вещества от продуктов реакции.

Обратная реакция – превращение АВ в газообразные А₂ и - также протекает через образование активированного комплекса А₂…В₂. Но значение энергии активации в этом случае иное, чем при синтезе АВ.

Если при распаде активированного комплекса выделится энергии больше, чем это необходимо для активирования молекул, то реакция экзотермическая, в противном случае – эндотермическая.

Энергетические барьеры ограничивают протекание реакций. Благодаря этому многие в принципе возможные реакции (ΔG<0) задерживаются или практически не протекают. Так, дерево, бумага. уголь или нефть, различные ткани способны окисляться и гореть в воздухе. Причина, по которой они не загораются сами собой в обычных условиях (при невысоких температурах), заключается в значительной энергии активации соответствующих реакций.

Кроме энергии молекул, важным условием осуществления химической реакции является ориентация молекул в момент столкновения.

Таким образом, для осуществления реакции молекулы при столкновении должны быть определенным образом ориентированны и обладать достаточной энергией. Вероятность надлежащей ориентации при столкновении характеризуют с помощью энтропии активации ΔS_а.

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры, наличия катализатора, концентрации и т. д.