主な違い - 反応順序と分子量

化学反応とは、化合物の中で起こる変化のことです。その結果、ある化学物質が別の化学物質に変換される。化学反応が最初に起こる化合物を「反応物」といいます。反応完了時に得られるのは、生成物です。反応の順番は物質に関するものであり、反応物、生成物、触媒に関するものである。物質の反応次数は、反応速度式においてその濃度が増加する指数である。化学反応の分子量は、反応に関与する反応物質の分子数を示す。反応段階数と分子量の決定的な違いは、反応段階数が化学物質の濃度と反応の関係を与えるのに対し、分子量は反応に関与する反応分子の数を示すことである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 反応の順番とは 3. 分子量とは 4. 横並びの比較 - 反応の順番と分子量の表形式 5. まとめ

反応順序は何ですか？

この考え方を理解するためには、まずレート法とは何かを知る必要がある。

レート法

速度の法則とは、（温度が一定の場合）化学反応の進行速度は反応物の濃度に比例し、その濃度は実験的に決められた指数に比例するというものである。これらの指数は、これらの濃度のステップと呼ばれています。例を挙げて考えてみましょう。

二酸化二窒素↔4 NO2+O2

上記の反応について、速度則の式は以下のようになります。

レート＝k.[N2O5]x

上の式で、kは比例定数、すなわち速度定数である。一定の温度で一定である。括弧は反応物の濃度であることを示すために使用される。記号 x は反応物の反応ステップ数である。x の値は実験的に決定されるべきである。この反応では x = 1 である。ここで、反応のステップ数が反応の化学量論と等しくないことがわかる。しかし、反応によっては、反応ステップ数が化学量論と等しくなることがある。

反応物が2つ以上の反応では、速度則の式は次のように書くことができる。

A+B+C ↔ P

レート＝k.[A]A[B]B[C]C

a, b, c はそれぞれ反応物 a, b, c の反応段数である。このタイプの速度式（複数の反応段階がある）の場合、反応段階の数の合計を総反応次数として与える。

総合順位＝a＋b＋c

図1：一次反応と二次反応の反応速度

反応の順番によって、いくつかの反応があります。

1. Zero Order Reacti*** （使用される反応物に対して反応の順序がゼロであること。したがって、反応速度は使用する反応物の濃度には依存しない)。
2. 一次反応（1つの反応物の濃度に比例する反応速度）
3. 二次反応（反応速度が反応物の濃度の二乗に比例する、または2つの反応物の濃度の積に比例する）。

分子量（モレキュラリティ）は何ですか？

反応の分子性とは、反応物として反応に関与している分子やイオンの数のことです。より重要なことは、考慮される反応物が、反応の速度決定ステップ全体に関与する反応物であることである。反応の速度決定段階は、反応の中で最も遅い段階である。これは、最も遅い反応速度が反応速度を決定するためです。

図2：1分子反応

分子量には様々な種類があります。

1. 単分子反応***は、反応分子（またはイオン）が1つです。
2. 二分子反応***は2つの反応物を持つ（2つの反応物は同じ化合物でも異なる化合物でもよい）。
3. 三分子反応***は反応物が3つあります。

反応順序と分子量（モレキュラリティ）の違い

概要 - 反応順序 vs. 分子量（モレキュラリティ）

速度の法則とは、（温度が一定の場合）化学反応の進行速度は反応物の濃度に比例し、その濃度は実験的に決められた指数に比例するというものである。反応物の反応ステップ数が与えられている。反応速度と反応物の濃度の関係を説明するものである。反応段階数と分子量の決定的な違いは、反応段階数が化学物質の濃度と反応の関係を示すのに対し、分子量は反応に関与する反応物質の分子の数を示すことである。

引用

1 「レート法」化学の歌詞、歌詞、2016年7月21日、こちらでご覧いただけます。"Reaction Sequence," Chemistry Playbook, lyrics, 21 July 2016, available here."分子と力学"Chemistry Library, Library, 21 July 2016, available here.2 "Reaction Sequences," Chemistry Playbook, Lyrics, 21 July 2016, iii."分子とキネティクス" 化学図書室、図書室、2016年7月21日。