Reacción elemental
Una reacción química elemental es aquella que consta de una sola etapa, en la que no se observan compuestos intermedios, y los reactivos reaccionan en un solo paso, no se necesita de varias etapas para describir cómo sucede la reacción molécula a molécula.
A diferencia de lo que sucede en las reacciones complejas, en las reacciones elementales se puede definir la molecularidad de la misma, es decir, el número de moléculas que participan como reactivos. Para hallar la molecularidad de una reacción elemental, debemos sumar los coeficientes estequiométricos de los reactivos.
En las reacciones químicas elementales, también podemos definir el orden de la reacción, que es igual al resultado de los exponentes de la ecuación de velocidad de la reacción, sumados.
Existen reacciones elementales unimoleculares, bimoleculares y trimoleculares, aunque éstas últimas son poco frecuentes.
En una reacción unimolecular, una molécula A se disocia o se isomeriza para formar el producto. En este tipo de reacciones, si tenemos una temperatura constante, se da que la velocidad de reacción es directamente proporcional a la concentración de A.
En las reacciones bimoleculares, dos átomos o moléculas, que llamaremos A y B, reaccionan entre ellas, para formar uno o varios productos. En este caso, siempre considerando una tempearatura constante, la velocidad de la reacción es proporcional al producto de las concentraciones de A y B.
También puede suceder que tres moléculas reaccionen entre ellas, al mismo tiempo. Sería el caso de una reacción elemental trimolecular, aunque este tipo de reacciones son muy escasas.
La mayoría de las reacciones químicas comunes son reacciones complejas, las cuales se pueden dividir en varias etapas de reacciones elementales. El conjunto de estas reacciones elementales, que forman parte de la misma reacción compleja, se denomina mecanismo de reacción.
Un ejemplo de conjunto de reacciones elementales, es la reacción de descomposición del ozono, que está compuesta por dos etapas, una unimolecular y otra bimolecular:
O3 < = > O2 + O
O3 + O –> 2 O2
La reacción global, que se obtiene sumando las etapas, sería:
2 O3 –> 3 O2
Otro ejemplo:
Si tenemos la siguiente reacción:
En la cual dos moléculas de monóxido de nitrógeno se combinarían con una molécula de oxígeno para formar dos moléculas de dióxido de nitrógeno.
Sabemos que esta reacción es compleja, ya que se ha demostrado la existencia de compuestos intermedios. Un posible mecanismo de reacción estaría constituido por las siguientes reacciones elementales:
Esa reacción elemental ocurriría en una primera etapa.
Y esta sería la segunda reacción elemental.
Como podemos ver, la primera etapa es una reacción elemental bimolecular, dado que dos moléculas de monóxido de nitrógeno reaccionan para formar un compuesto intermedio, el N2O2.
La segunda etapa, es también una reacción bimolecular, donde el compuesto intermedio reacciona con oxígeno para obtener el producto final.
