Meccanismo di reazione
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Il meccanismo di reazione consiste nell'insieme di processi elementari che avvengono durante una reazione. Descrivere un meccanismo di reazione significa descrivere in ordine cronologico la rottura e la formazione di legami chimici, con prodotti intermedi a breve vita che reagiranno ulteriormente formando i prodotti finali. Significa anche descrivere come si spostano gli elettroni di valenza di ogni singola molecola e la correlazione degli eventi con le superfici di energia potenziale.
Un meccanismo di reazione deve essere dedotto in funzione dei dati cinetici e termochimici della reazione in questione, assistiti da altri esperimenti più o meno complessi (marcatura di molecole con isotopi). In particolare, una variazione della velocità di reazione osservata in seguito a marcatura con specifi isotopi costituisce un fenomeno definito effetto isotopico cinetico, fenomeno sfruttato per determinare lo stadio da cui dipende la velocità di una reazione chimica (lo stadio più lento). La marcatura isotopica permette anche di stabilire il sito di legame implicato in una scissione. Il nuovo sviluppo della femtochimica permette di determinare sperimentalmente il meccanismo di reazione, prima considerato solamente postulabile.
Una reazione è composta da uno o più step (una reazione ad un singolo step prende il nome di reazione concertata), il meccanismo di reazione deve elencare passo dopo passo tutti gli step di reazione, indicando quale è quello cineticamente più lento, evidenziando l'eventuale stereospecificità e il mantenimento o cambiamento della configurazione originaria. La molecolarità indica il numero delle specie chimiche che prendono parte ad un processo elementare; reazioni mono e bimolecolari sono molto comuni, quelle trimolecolari sono rare.
In chimica organica i meccanismi di reazione vengono studiati in modo sistematizzato in funzione delle diverse tipologie di reazioni. In biochimica lo studio dei meccanismi di reazione permette di definire condizioni fisiologiche o fisiopatologiche mentre in chimica industriale fornisce importanti indicazioni per condurre reazioni sintetiche in modo molto vantaggioso, in particolare in riferimento alle condizioni operative di concentrazione, pressione, temperatura e alla catalisi.
