هفته گذشته دیانا این نظر را گذاشت:
من اخیراً اولین امتحان ارگو را انجام دادم و یکی از مفاهیمی که در احشایی آن مشکل دارم، اصل هاموند است. من می توانم توضیحات کتاب درسی ام (ال جی وید، جونیور ویرایش هفتم) را دنبال کنم، اما واقعاً آن را درک نمی کنم. آیا توضیح شهودی جایگزینی وجود دارد؟
توضیح رسمی اصل هاموند در زیر آمده است، اما در اینجا توضیح شهودی سریع یک جمله ای از فرض هاموند است: هنگام ترسیم نمودارهای حالت گذار، “کوهان” (یعنی حالت گذار) را به گونه ای که دارای بیشترین انرژی است نزدیک ترین قرار دهید.
احتمالاً قبلاً این کار را انجام داده‌اید، اما برای واضح‌تر کردن آن ارزش دارد که نوع «اشتباه» نمودار حالت گذار را ترسیم کنید. بیایید به یک واکنش اگزرگونیک نگاه کنیم. در یک گرمازا واکنش اگزرگونیک، واکنش دهنده ها دارای بالاترین انرژی هستند. بنابراین حالت گذار باید به سمت واکنش دهنده نزدیکتر شود. ببینید چگونه در نقاشی سمت چپ کاملاً درست به نظر نمی رسد؟
به طور مشابه، در یک گرماگیر واکنش اندرگونیک، محصول گونه پرانرژی است. بنابراین حالت گذار باید به سمت محصول نزدیکتر شود، نه به سمت واکنش دهنده.
بیایید به یک مثال عینی نگاه کنیم: تبدیل یک آلکن به یک کربوکاتیون توسط HCl. آنچه فرض هاموند می گوید این است که حالت گذار شباهت بیشتری به محصول با انرژی بالاتر دارد. در این مورد، آن کربوکاتیون است. بنابراین ساختار حالت گذار بیشتر به کربوکاتیون شباهت دارد تا آلکن.
نسخه رسمی فرض هاموند این است:
اگر دو حالت، به عنوان مثال، یک حالت گذار و یک واسطه ناپایدار، به طور متوالی در طول یک فرآیند واکنش رخ دهند و دارای محتوای انرژی تقریباً یکسانی باشند، تبدیل آنها فقط شامل سازماندهی مجدد کوچکی از ساختارهای مولکولی خواهد بود.
عکس این حالت این است که اگر دو گونه به طور متوالی اتفاق بیفتند و محتوای انرژی بسیار متفاوتی داشته باشند، تبدیل آنها به سازماندهی مجدد ساختارهای مولکولی آنها منجر خواهد شد. این همچنین به این معنی است که حالت گذار شبیه گونه های با انرژی بالاتر خواهد بود. در اینجا یک نگاه متفاوت به آن وجود دارد.
- فرض کنید که حالت‌های گذار برای واکنش‌هایی که شامل واسطه‌های ناپایدار هستند، می‌توانند توسط خود واسطه‌ها تقریب نزدیکی داشته باشند.
این بدان معنی است که اگر واکنشی داشته باشید که یک واسطه ناپایدار (مانند کربوکاتیون) را تشکیل دهد، حالت گذار برای تشکیل آن بسیار شبیه آن واسطه خواهد بود.
آخرین سؤال این است که “مختصات واکنش” به چه معناست. این به معنای انتقال پیشرفت یک واکنش است. در مثال‌های ساده، «مختصات واکنش» می‌تواند به طول پیوند اشاره کند، اگرچه از آنجایی که موجودیت‌های مولکولی متعددی می‌توانند درگیر شوند، کاربرد کاملاً انتزاعی است. به آن به عنوان “پیشرفت واکنش” فکر کنید.
امیدوارم این به سوال شما پاسخ دهد، دیانا!
ریچارد در نظرات به این نکته اشاره می کند که باید «اگزرجونیک» می نوشتم نه «گرماداز».
- واکنش اگزرگونیک: انرژی به محیط اطراف آزاد می شود. پیوندهای در حال شکل گیری قوی تر از پیوندهایی هستند که شکسته می شوند. واکنش گرمازا واکنشی است که در آن انرژی آزاد شده به محیط اطراف انرژی گرمایی است.
اکثر واکنش های اگزرگونیک گرمازا هستند، اما نه همه آنها. به عنوان مثال در تجزیه شیمیایی شب تاب لوسیفرین، انرژی به عنوان نور به محیط اطراف آزاد می شود. اینجا را ببین.
از تصحیح شما متشکرم.