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- 반응이 일어나기 위해서는 반응물 분자들 간 충돌이 일어나고, 원자 및 결합의 재배열이 일어나야 한다.
- 예를 들어, HBr과 ethylene의 반응에서 두 분자는 서로 접근하여 ethylene의 파이 결합과 H-Br 결합이 끊어져 step 1에서 새로운 C-H 결합이 형성되고 step 2에서 새로운 C-Br 결합이 형성된다.
- 반응 에너지 도표(reaction energy diagram): 반응이 일어나는 동안의 에너지 변화를 나타낸 그래프
- 전이 상태(transition state): 반응 단계 중 가장 높은 에너지 구조
- 불안정하며 분리할 수 없음. 두 반응물의 활성화물 (activated complex).
- 활성화 에너지(activation energy, ΔG‡): 반응물과 전이 상태 사이의 에너지 차이
- 주어진 온도에서 반응이 얼마나 빠르게 일어나는가를 결정함.
- 활성화 에너지가 크면 느린 반응, 작으면 빠른 반응이 일어난다.
- 전이 상태를 지나 탄소양이온(carbocation)이 생성되면 완전히 새로운 결합이 형성되고, 전이 상태와 탄소양이온 생성물의 에너지 차이 만큼의 에너지가 방출된다. → ΔG°는 해당 단계에서의 반응물과 생성물의 에너지 차이.
- 다시 말해, ΔG‡ 만큼의 에너지가 가해져야 반응이 일어나고, 반응이 진행되어 생성물이 생기면 전이 상태와 탄소양이온 생성물의 에너지 차이 만큼의 에너지가 방출되어 결국 에너지 변화량은 ΔG° 만큼이다.
- 몇 가지 가상의 에너지 도표
Problem 6-12. Which reaction is faster, one with ΔG‡ = +45 kJ/mol or one with ΔG‡ +70 kJ/mol?
Answer.
ΔG‡ = +45 kJ/mol 인 반응이 더 빠르게 일어난다.
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