Le reazioni chimiche, sebbene vengano comunemente scritte considerando solo i reagenti e i prodotti coinvolti, in realtà avvengono per stadi successivi. Ad esempio, prendiamo la decomposizione dell’ozono, che viene comunemente rappresentata come 2 O3 → 3 O2. Tuttavia, questa reazione avviene effettivamente in due stadi distinti: O3 → O2 + O e O + O3 → 2 O2, entrambe definite come reazioni elementari.
Quando un atomo o una molecola è prodotta in una fase e consumata in una fase successiva, viene definita intermedia. Questo significa che l’atomo di ossigeno formato nel primo stadio della decomposizione dell’ozono viene poi consumato nel secondo stadio, senza comparire come prodotto nella reazione complessiva.
Le reazioni elementari, a differenza delle reazioni complessive, descrivono i singoli stadi attraverso i quali avviene una reazione, inclusi il processo di rottura e la formazione di nuovi legami. Per determinare la legge della velocità, di solito ci si basa sui coefficienti stechiometrici della reazione chimica complessiva o si ottiene sperimentalmente.
Molecolarità
La molecolarità di una reazione elementare corrisponde al numero di specie coinvolte nella reazione.
Reazioni elementari unimolecolari
Una reazione unimolecolare coinvolge un solo reagente che si trasforma in uno o più prodotti. Ad esempio, la decomposizione e le reazioni di isomerizzazione sono esempi di reazioni unimolecolari. Questo tipo di reazione segue una cinetica del primo ordine, come nel caso di N2O4(g) → 2 NO2(g).
Reazioni elementari bimolecolari
Le reazioni bimolecolari coinvolgono due reagenti che reagiscono tra loro a seguito di una collisione. Esse possono essere di due tipi: A + B → prodotti, seguendo una cinetica del primo ordine rispetto ad A e B, oppure 2 A → prodotti, con una cinetica del secondo ordine. Esempi di queste reazioni sono NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) e 2 NOCl(g) → 2 NO(g) + Cl2(g).
Reazioni elementari trimolecolari
Le reazioni trimolecolari coinvolgono tre reagenti che devono simultaneamente collidere per reagire insieme. Questo tipo di reazione è raro e può essere di tre tipi: 3 A → prodotti, 2 A + B → prodotti, o A + B + C → prodotti, rispettivamente con cinetiche del terzo e secondo ordine. Un esempio di reazione trimolecolare è 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g).
