La dinámica de reacción es un campo dentro de la química física que estudia por qué ocurren las reacciones químicas, cómo predecir su comportamiento y cómo controlarlas. Está estrechamente relacionado con la cinética química , pero se ocupa de eventos químicos individuales en escalas de longitud atómica y durante períodos de tiempo muy breves. [1] Considera la cinética de estado a estado entre las moléculas de reactivo y producto en estados cuánticos específicos , y cómo se distribuye la energía entre los modos traslacional, vibratorio , rotacional y electrónico. [2]
Los métodos experimentales de dinámica de reacciones investigan la física química asociada con las colisiones moleculares. Incluyen experimentos de quimioluminiscencia infrarroja y de haz molecular cruzado , ambos reconocidos por el Premio Nobel de Química de 1986 otorgado a Dudley Herschbach , Yuan T. Lee y John C. Polanyi "por sus contribuciones sobre la dinámica de los procesos químicos elementales", [3]En el método de haz cruzado utilizado por Herschbach y Lee, se permite que reaccionen haces estrechos de moléculas reactivas en estados cuánticos seleccionados para determinar la probabilidad de reacción en función de variables tales como la energía de traslación, vibración y rotación de las moléculas reactivas y su ángulo de aproximación. Por el contrario, el método de Polanyi mide la energía vibratoria de los productos detectando la quimioluminiscencia infrarroja emitida por moléculas excitadas por vibración, en algunos casos para reactivos en estados de energía definidos. [2]
Observación espectroscópica de la dinámica de reacción sobre las escalas de tiempo más cortas se conoce como femtoquímica , ya que los tiempos típicos estudiados son del orden de 1 femto segundos = 10 -15 s. Esta asignatura ha sido reconocida por la concesión del Premio Nobel de Química de 1999 a Ahmed Zewail .
Además, los estudios teóricos de la dinámica de reacciones implican calcular la superficie de energía potencial para una reacción en función de las posiciones nucleares y luego calcular la trayectoria de un punto en esta superficie que representa el estado del sistema. Se puede aplicar una corrección para incluir el efecto del túnel cuántico a través de la barrera de energía de activación, especialmente para el movimiento de átomos de hidrógeno. [2]
Referencias
- ^ Levine, Raphael (2005). Dinámica de reacciones moleculares . Cambridge: Cambridge University Press. pag. xi. ISBN 0-521-84276-X.
- ↑ a b c Laidler, KJ Chemical Kinetics (3.a ed., Harper & Row 1987), Cap.12 ISBN 0-06-043862-2
- ^ "El Premio Nobel de Química 1986" . Nobelprize.org . Consultado el 6 de octubre de 2008 .
Otras lecturas
Steinfeld JI, Francisco JS y Hase WL Chemical Kinetics and Dynamics (2a ed., Prentice-Hall 1999) capítulos 6-13 ISBN 0-13-737123-3