Una reacción elemental es una reacción química en la que una o más especies químicas reaccionan directamente para formar productos en un solo paso de reacción y con un solo estado de transición . En la práctica, se supone que una reacción es elemental si no se han detectado intermediarios de reacción o es necesario postularlos para describir la reacción a escala molecular. [1] Una reacción aparentemente elemental puede ser de hecho una reacción escalonada , es decir, una secuencia complicada de reacciones químicas, con intermediarios de reacción de tiempos de vida variables.
En una reacción elemental unimolecular , una molécula A se disocia o isomeriza para formar el o los productos
A temperatura constante, la velocidad de dicha reacción es proporcional a la concentración de la especie A.
En una reacción elemental bimolecular , dos átomos , moléculas, iones o radicales , A y B , reaccionan juntos para formar el producto o los productos.
La velocidad de dicha reacción, a temperatura constante, es proporcional al producto de las concentraciones de las especies A y B.
La expresión de velocidad para una reacción bimolecular elemental se conoce a veces como la ley de acción de masas , tal como la propusieron por primera vez Guldberg y Waage en 1864. Un ejemplo de este tipo de reacción es una reacción de cicloadición . Esta expresión de velocidad se puede derivar de los primeros principios utilizando la teoría de colisiones para gases ideales . Para el caso de fluidos diluidos, se han obtenido resultados equivalentes a partir de argumentos probabilísticos simples. [2]
Según la teoría de colisiones, la probabilidad de que tres especies químicas reaccionen simultáneamente entre sí en una reacción termolecular elemental es insignificante. Por lo tanto, dichas reacciones termoleculares se denominan comúnmente reacciones no elementales y se pueden descomponer en un conjunto más fundamental de reacciones bimoleculares, [3] [4] de acuerdo con la ley de acción de masas. No siempre es posible derivar esquemas de reacción generales, pero a menudo es posible obtener soluciones basadas en ecuaciones de velocidad en términos de aproximaciones de estado estacionario o de Michaelis-Menten .
![{\displaystyle {\frac {d[{\box{A}}]}{dt}}=-k[{\box{A}}].}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/dd60e0eed0d75c439483d4df73e4dfe1cb25def2)
![{\displaystyle {\frac {d[{\mbox{A}}]}{dt}}={\frac {d[{\mbox{B}}]}{dt}}=-k[{\mbox{A}}][{\mbox{B}}].}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f53691c918b011c6bcf181176343ca7195d383c9)