Kemolekularan

Dalam bidang kimia, kemolekularan (molecularity, juga  molekulariti atau   molekularitas) merujuk kepada bilangan molekul yang ada bersama-sama bertindak balas dalam tindak balas asas (dalam satu langkah)Atkins, P.; de Paula, J. Physical Chemistry. Oxford University Press, 2014 dan sama dengan jumlah pekali stoikiometrik reaktan dalam tindak balas asas ini.Temkin, O. N. State-of-the-Art in the Theory of Kinetics of Complex Reactions. In Homogeneous Catalysis with Metal Complexes: Kinetic Aspects and Mechanisms, John Wiley and Sons, ltd, 2012 Tindak balas ini bersifat unimolekular, bimolekular atau trimolekular bergantung kepada berapa banyak molekul yang datang bersama. 

Urutan kinetik sebarang tindak balas atau tindak balas asas bersamaan dengan molekulnya, dan persamaan kadar rekasi asas dapat ditentukan oleh pemeriksaan daripada molekul.  

Walau bagaimanapun, tindak balas kinetik kompleks tidak dapat disamakan dengan kemolekularan kerana molekul hanya menghuraikan tindak balas atau langkah asas.

 Tindak balas unimolekular 
Dalam suatu tindak balas unimolekuler, suatu molekul tunggal menata ulang atom-atomnya sehingga membentuk molekul yang berbeza. Tindak balas ini diilustrasikan melalui persamaan

 A -> P

dan dijelaskan oleh hukum kelajuan pertama



di mana [A] ialah konsentrasi spesies A, t ialah waktu, dan kr merupakan pemalar kelajuan tindak balas.

Seperti dapat disimpulkan dari persamaan hukum laju, jumlah molekul A yang meluruh sebanding dengan jumlah molekul A yang ada. Contoh Tindak balas unimolekuler, adalah isomerisasi siklopropana menjadi propena:

pus

Tindak balas unimolekuler dapat dijelaskan oleh mekanisme Lindemann-Hinshelwood

 Tindak balas bimolekul 
Dalam suatu tindak balas dwimolekul, dua molekul bertumbukan dan saling bertukar tenaga, atom atau gugusan masing-masing.

Tindak balas ini dapat dijelaskan melalui persamaan

 A + B -> P

yang merujuk pada tindak balas hukum kedua: .

Di sini, kelajuan tindak balas ini setaraf dengan kelajuan ketika reaktan berada bersama. Contoh dari Tindak balas bimolekular adalah substitusi nukleofilik jenis SN2 pada metil bromida oleh ion hidroksida:Morrison R.T. and Boyd R.N. Organic Chemistry (4th ed., Allyn and Bacon 1983) p.215 

 CH3Br + OH^- -> CH3OH + Br^-

 Tindak balas dimolekularkan 
Suatu tindak balas dimolekulkanJ.I. Steinfeld, J.S. Francisco and W.L. Hase Chemical Kinetics and Dynamics (2nd ed., Prentice Hall 1999) p.5, IUPAC Gold Book: Molecularity (atau trimolekul)Salah satu buku teks yang memuat baik termolekuler dan trimolekuler sebagai nama alternatif adalah J.W. Moore dan R.G. Pearson, Kinetics and Mechanism (3rd ed., John Wiley 1981) p.17,  dalam larutan atau campuran gas melibatkan tiga molekul reaktan yang bertembung secara serentak. Namun istilah termolekuler juga digunakan untuk merujuk pada tiga tindak balas asosiasi spesi pada jenis tersebut

 A + B ->[\ce{M}] C

Di mana M di atas anak panah menandakan bahawa untuk menjimatkan tenaga dan momentum reaksi kedua dengan badan ketiga diperlukan. Selepas perlanggaran bimolecular permulaan A dan B, satu reaksi yang terinspirasi secara menengah dibentuk, maka, ia bertembung dengan tubuh M, dalam reaksi bimolekular kedua, memindahkan tenaga berlebihan kepadanya..Teks yang membahas malar kelajuan tindak balas termolekular 

Tindak balas diatas dapat dijelaskan dalam dua urutan Tindak balas:




Tindak balas ini sering memiliki keadaan kebergantungan tekanan dan suhu peralihan antara kinetik kedua dan ketiga.Definisi IUPAC mengenai Ekspresi Troe, suatu ekspresi semiempiris untuk reaksi termolekuar malar laju 

 Perbezaan antara kemolekularan dan hukum tindak balas 
Penting untuk membezakan kemolekularan dari hukum tindak balas. Hukum tindak balas ialah kuantiti empiris yang ditentukan oleh eksperimen dari hukum laju tindak balas. hukum tindak balas merupakan jumlah eksponen dalam persamaan hukum laju.Rogers, D. W. Chemical Kinetics. In Concise Physical Chemistry, John Wiley and Sons, Inc. 2010. Molekulular, di sisi lain, disimpulkan dari mekanisme tindak balas unsur, dan hanya digunakan dalam konteks tindak balas unsur. Kemolekularan merupakan jumlah molekul yang berperanan dalam tindak balas ini.

Perbezaan ini dapat diilustrasikan pada tindak balas antara nitrat oksida dan hidrogen:

 2NO + 2H2 -> N2 + 2H2O.Keith J. Laidler, Chemical Kinetics (3rd ed., Harper & Row 1987), p.277 

Hukum laju yang teramati adalah  sehingga tindak balas memiliki hukum ketiga. Kerana ia tidak sama dengan jumlah koefisien stoikiometri reaktan, Tindak balas tersebut melibatkan lebih dari satu tahap. Mekanisme dua-tahap yang diajukan iaitu.

 2 NO + H2 -> N2 + H2O2
 H2O2 + H2 -> 2H2O

Di sisi lain, kemokularan tindak balas ini tidak ditakrifkan, kerana ini melibatkan mekanisme lebih dari satu tahap. Namun, kemolekularan tindak balas unsur individu yang membentuk mekanisme ini dapat dipertimbangkan sebagai berikut:

Tahap pertama bersifat termolekular kerana ia melibatkan tiga molekul reaktan, sedangkan tahap kedua adalah bimolekular kerana melibatkan dua molekul reaktan.

 Lihat juga 
 Hukum tindak balas
 Malar kelajuan tindak balas
 Stoikiometri
 Kemolaran

 Rujukan 

Kategori:Tindak balas kimia