Die Molekularität ist wesentlicher Bestandteil bei der Bestimmung der Reaktionsgeschwindigkeit. Die Molekularität einer Reaktion darf nicht mit der Stoffmenge “mol” einer Reaktion verwechselt werden. Ebenso ist die Molekularität nicht gleich der Reaktionsordnung einer Reaktion. Die Molekularität ist gleich der Zahl von Teilchen, von denen ein Reaktionsschritt ausgeht.
Die Molekularität (bzw. die Zahl) entspricht der Zahl der Teilchen, die gleichzeitig zusammentreffen müssen, damit das Reationsprodukt bzw. Zwischenprodute gebildet werden.
Geht die Reaktion von einem Teilchen aus (z.B. die Spaltung von Cl2 in zwei Chlorradikale), so ist die Molekularität 1 und die Reaktion wird als monomolekular bezeichnet (Edukt -> Produkt).
Je nachdem wie hoch die Anzahl der Teilchen ist, die bei einer Elementarrekation zusammenstoßen, unterscheiden wir (im Rahmen des Schulunterricts) drei Fälle von Molekularität:
Monomolekulare Reaktion (A -> B): Die Reaktion geht von einem Teilchen als Edukt aus. Achtung: Einige Reaktionen verlaufen nur scheinbar monomolekular.
Bimolekulare Reaktion (A + B -> C): Reagieren bei einer Reaktion zwei Teilchen miteinander, so handelt es sich um eine bimolekulare Reaktion. Die meisten chemischen Reaktionen laufen bimolekular ab.
Trimolekulare Reaktionen (A + 2B->D) laufen sehr selten ab (sehr geringe Wahrscheinlichkeit), Reaktionen mit einer höheren Molekularität wurden noch nicht beobachtet
Bereits zu diesem Zeitpunkt (ohne uns näher mit der Reaktionsgeschwindigkeit befasst zu haben) können wir anhand der Molekularität der Reaktion einiges über denen Geschwindigkeit aussagen:
Wichtiger Hinweis:
Die beiden Begriffe Molekularität und Reaktionsordnung sind nicht das Gleiche. Die Reaktionsordnung wird aus einer graphischen Auftragung von Konzentration und Zeit bestimmt. Die Molekularität gibt Einzelschritte in einem Reakionsablauf wieder.
Die Molekularität einer Reaktion ist die Anzahl von Molekülen, die am limitierenden (Geschwindigkeitsbestimmenden) Schritt einer chemischen Reaktion beteiligt sind.
Die Molekularität bezieht sich auf den elementaren (einfachen) Schritt in der Reaktion, während die Reaktionsordnung die Gesamtzahl der Reaktanden in der ausgeglichenen chemischen Gleichung darstellt.
Eine unimolekulare Reaktion ist eine Reaktion, bei der nur ein Molekül im geschwindigkeitsbestimmenden Schritt beteiligt ist. Zum Beispiel der Zerfall von Molekülen.
Eine bimolekulare Reaktion ist eine Reaktion, bei der zwei Moleküle im geschwindigkeitsbestimmenden Schritt beteiligt sind. Sie kollidieren, um ein oder mehrere Produkte zu bilden.
Nein, die Molekularität einer Reaktion kann keinen Bruchwert haben, da sie die Anzahl der Moleküle repräsentiert, die in einem Reaktionsschritt kollidieren, und diese Anzahl ist immer eine ganze Zahl.
Weil die Molekularität einer Reaktion die Anzahl der Moleküle darstellt, die am limitierenden Schritt einer Reaktion beteiligt sind. Eine Molekularität von null würde bedeuten, dass keine Moleküle beteiligt sind, was nicht möglich ist.
Die Molekularität einer Reaktion wird bestimmt, indem man die Anzahl der Moleküle zählt, die am geschwindigkeitsbestimmenden Schritt der Reaktion beteiligt sind.
Eine trimolekulare Reaktion ist eine Reaktion, bei der drei Moleküle gleichzeitig kollidieren müssen, um zu reagieren. Sie ist selten, weil die Wahrscheinlichkeit, dass drei Moleküle gleichzeitig und mit der richtigen Energie und Orientierung kollidieren, sehr gering ist.
In homogenen Systemen fallen Molekularität und Reaktionsordnung häufig zusammen, weil alle Reaktionen auf molekularer Ebene ablaufen, während in heterogenen Systemen die Reaktionsordnung oft von der Molekularität abweicht, weil die Reaktionen phasenübergreifend sind.
Die Molekularität einer Reaktion beeinflusst die Geschwindigkeitskonstante, da sie bestimmt, wie viele Moleküle für den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt benötigt werden. Eine Reaktion mit höherer Molekularität hat tendenziell eine niedrigere Geschwindigkeitskonstante, da mehr Moleküle gleichzeitig kollidieren müssen, was seltener ist.