遷移状態が生じる理由？

質問

量子化学の内容です。等核二原子分子が解離する反応(A2→2A)では遷移状態はないですよね。でも等核二原子分子が解離する際に他の原子と反応する反応(A2+B→A+AB)では、遷移状態があるらしいのです。

これは教科書に載っていたことなのですが、なぜ後者の反応で遷移状態が生じるかという理由までは載っていませんでした。縦軸にポテンシャルエネルギー、横軸に核間距離をとったグラフが関係あると思うのですが、詳しいところはよく分かりません。

分かる方教えてください。よろしくお願いします。

回答No.1

rei00 · ベストアンサー

お書きの２つの反応を，簡単な図にでも書いてみましたか？書けば理解できると思いますが・・・。

【等核二原子分子が解離する反応(A2→2A)】

　　　A-A → [ A・・・A ]* → 2A

【等核二原子分子が解離する際に他の原子と反応する反応(A2+B→A+AB)】

　　　A-A ＋ B → [ A・・・A・・・B ]* → A ＋ A-B

　ここで，各状態のエネルギーを考えると，A2 → 2A の場合は，A2 ⇒ [ ]* ⇒ 2A とエネルギーが高く（不安的に）なります。ですので，遷移状態と呼ぶべき状態がありません。

　一方，A2 + B → A + AB の場合は，[ ]* の状態は他の A2+B や A+AB よりも不安定で高いエネルギー状態です。つまり，『縦軸にポテンシャルエネルギー、横軸に核間距離をとったグラフ』を書くと，[ ]* の状態を頂点とする山形になります。この様に，頂点が現れた場合，その状態を「遷移状態」と言います。

お礼

図を描いたら、確かに後者の曲線は真ん中に山形があらわれました。やはりこのグラフから判断すればよかったのですね。納得です、どうもありがとうございました。