三级反应
三级反应(third-order reaction),是指反应级数为3的化学反应,或反应速率与所有反应物的总浓度三次方成正比。这类反应在化学中较为罕见,通常涉及到三体碰撞的物质。
简介
一般而言,三级反应是罕见的,因为它们需要同时三体碰撞的化学物质。多数的三阶反应都是有三个不同的反应物,而每个反应物的级数皆为1的组合。三级反应有三种情况,一种是有三个反应物,而反应速率皆分别与反应物浓度的积的一次方成正比,另一种是有两个反应物,其中一个反应物使反应速率与某其浓度的二次方成正比,另一个则是反应速率与两个反应物浓度的积的一次方成正比,最后一种是指有一种反应物,且反应速率与某一反应物浓度的三次方成正比。
反应特征
三级反应虽然很少见,但其特性与一般的反应不同。三级反应的活化能为负值,且随温度的升高,反应速度反而下降。化学反应是靠粒子(分子、原子、离子和自由基)碰撞而实现的。其速度决定于该反应的本性(内因)和外界条件,如温度、压力、浓度、催化剂等(外因)。研究反应速度与反应物浓度的关系可用速度方程式表达。反应级数是指反应速度方程中各反应物浓度项的指数之和。
微观解释
可以这样去解释,从理论上说,三个粒子在某一时刻同时在空间相遇几乎是不可能的,也就是说,即使是三级反应,也是最初由两个粒子先碰撞,形成粒子对,那怕时间非常短暂,然后第三个粒子再和粒子对相碰撞才能引起反应。如果是这样的话,那么,当粒子运动速度增加时,其形成粒子对的滞留时间必然更短。等到第三个粒子与粒子对遇相对,后者再分裂成原来两个独立粒子的几率就增加了。故温度升高,反应的可能性减少;反之,如果温度降低,粒子的动能少,速度低,形成粒子对的滞留时间稍长,第三个粒子与粒子对相碰撞的可能性增加,故三级反应的速度随温度的降低反而加速,与通常的一级反应及二级反应恰好相反。