2.12 : توقع نتائج التفاعل

تصف الحركية الكيميائية المعدل والمسار الذي يحدث به التفاعل. في المقابل، تتعامل الديناميكا الحرارية مع وظائف الحالة وتصف خصائص النظام وسلوكه ومكوناته. وهي لا تهتم بالمسار الذي تسلكه العملية ولا يمكنها معالجة المعدل الذي يحدث به التفاعل. وعلى الرغم من أنه يقدم معلومات حول ما يمكن أن يحدث أثناء عملية التفاعل، إلا أنه لا يصف الخطوات التفصيلية لما يظهر على المستوى الذري أو الجزيئي. ومن ناحية أخرى، توفر الحركية الكيميائية معلومات على المستوى الذري أو الجزيئي. باختصار، تركز الديناميكا الحرارية على طاقات المنتجات والمواد المتفاعلة، في حين تركز الحركية الكيميائية على المسار من المواد المتفاعلة إلى المنتجات. تكون العمليات الصناعية حيث تكون قيمة ΔG سالبة والقيمة المقابلة لـ K أكبر من واحد بطيئة جدًا بحيث لا تكون مربحة اقتصاديًا. في مثل هذه الحالات، يمكن جعل التفاعل غير التلقائي ديناميكيًا حراريًا يحدث تلقائيًا عن طريق تغيير ظروف التفاعل، مثل تغيير الضغط أو درجة الحرارة، وتوفير مصدر خارجي للطاقة على شكل كهرباء، وما إلى ذلك.

يجب أن تتصادم الذرات أو الجزيئات أو الأيونات قبل أن تتمكن من التفاعل مع بعضها البعض. يجب أن تكون الذرات قريبة من بعضها البعض لتكوين روابط كيميائية. هذه الفرضية هي الأساس لنظرية تشرح العديد من الملاحظات المتعلقة بالحركية الكيميائية، بما في ذلك العوامل التي تؤثر على معدلات التفاعل. تعتمد نظرية الاصطدام على افتراضات مفادها أن (1) معدل التفاعل يتناسب مع معدل تصادمات المواد المتفاعلة، (2) تتصادم الأنواع المتفاعلة في اتجاه يسمح بالاتصال بين الذرات التي تصبح مرتبطة ببعضها البعض في المنتج، و (3) يحدث الاصطدام بطاقة كافية للسماح بالاختراق المتبادل لأغلفة التكافؤ للأنواع المتفاعلة بحيث تتمكن الإلكترونات من إعادة ترتيب وتكوين روابط جديدة (وأنواع كيميائية جديدة). عندما تتصادم الأنواع المتفاعلة مع كل من الاتجاه الصحيح وطاقة التنشيط الكافية، فإنها تتحد لتشكل نوعًا غير مستقر يسمى المركب المنشط أو الحالة الانتقالية. هذه الأنواع قصيرة العمر وعادةً لا يمكن اكتشافها بواسطة معظم الأدوات التحليلية. في بعض الحالات، يمكن للقياسات الطيفية المتطورة مراقبة الحالات الانتقالية. تشرح نظرية الاصطدام سبب زيادة معظم معدلات التفاعل مع زيادة درجة الحرارة؛ مع زيادة درجة الحرارة، يزيد تواتر الاصطدامات. المزيد من الاصطدامات يعني معدل تفاعل أسرع، على افتراض أن طاقة الاصطدامات كافية.