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催化剂是如何工作的?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-11-06 11:47:45

答案并不简单,因为不同的催化剂以不同的方式运作。一种常见的方法是在反应中引入电场,电场作为一种力将反应物聚集在一起。因此,考虑酯水解的酸催化作用。水的作用是用一对孤电子攻击羧基酯的羰基将羰基碳转化成一个有四个单键的碳,三个单键是氧原子,其中一个是酯。羰基双键的形成需要一些物质。而R-O是形成醇的最明显的元素,因为这是唯一起作用的元素。(如果其他两个中的一个离开了,你就回到了开始的地方。)现在你应该可以看到,如果羰基氧原子被酸质子化并且带正电荷,正电场使得富电子孤对更容易攻击。

催化剂的另一种工作方式是将试剂吸附到表面上。因此,某些金属催化剂吸引氢,而氢分子与金属形成弱键,并通过这样做,削弱H-H键。因此,氢与类似双键的反应开始时氢键的能量更高,因此更接近烯烃键到达时的过渡态能量。烯烃也可能被催化剂吸引并形成一个弱的碳-金属键。

概括地说,许多催化剂都是通过与一种试剂反应形成更高的能态,使试剂更接近过渡态所需要的状态。实际上,反应包括两个步骤,但只有一个是速率决定的,另一个使系统更接近过渡态能量。它们也可能吸引试剂到表面,从而增加试剂的浓度,如果它们能把试剂保持在一个更好的方向,就会有一个速率的增加。酶能做到这一点,在我看来,它们也会,直接沿着反应路径引导一个极化场,我推测它们甚至会放大或聚集溶剂能量。
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