مخططات الطاقة الحرة، أو مخططات إحداثيات التفاعل، هي رسوم بيانية توضح تغيرات الطاقة التي تحدث أثناء التفاعل الكيميائي. توضح إحداثيات التفاعل الممثلة على المحور الأفقي مدى تقدم التفاعل من الناحية الهيكلية. المواضع على طول المحور x القريبة من المواد المتفاعلة لها هياكل تشبه المواد المتفاعلة، بينما المواضع القريبة من المنتجات تشبه المنتجات. تمثل القمم في مخطط الطاقة هياكل مستقرة ذات أعمار قابلة للقياس، بينما تمثل النقاط الأخرى على طول الرسم البياني هياكل غير مستقرة لا يمكن عزلها.
يُطلق على هذا الهيكل غير المستقر عالي الطاقة اسم الحالة الانتقالية أو المجمع المنشط. في هذه العملية عالية الطاقة، تكون الروابط في طور الكسر و/أو التشكيل في وقت واحد. الهيكل متوتر للغاية لدرجة أنه ينتقل إلى هياكل جديدة أقل توتراً.
صاغ جورج هاموند مبدأ يربط طبيعة الحالة الانتقالية بموقعها على مخطط التفاعل. تنص قاعدة هاموند على أن الحالة الانتقالية ستكون مشابهة من الناحية الهيكلية والحيوية للأنواع الأقرب إليها في مخطط التفاعل. في حالة التفاعل الطارد للحرارة، تشبه الحالة الانتقالية الأنواع المتفاعلة، بينما في حالة التفاعل الماص للحرارة، تشبه الحالة الانتقالية المنتجات. في التفاعل متعدد الخطوات، يكون لكل خطوة حالة انتقالية وطاقة تنشيط مقابلة. تتخلل الحالات الانتقالية لمثل هذه التفاعلات وسائط تفاعلية، والتي يتم تمثيلها كحد أدنى محلي على مخططات الطاقة.
الوسائط التفاعلية هي نتاج كسر الروابط ولا يمكن عزلها لفترات طويلة من الزمن. بعض الوسائط التفاعلية الأكثر شيوعًا في الكيمياء العضوية هي أيونات الكربون أو الجذور الحرة. تعتبر الكاتيونات الكربونية محبة للكهرباء، والأيونات الكربونية محبة للنواة. تحتوي جذور الكربون على سبع إلكترونات تكافؤ فقط ويمكن اعتبارها ناقصة الإلكترون؛ ومع ذلك، فهي، بشكل عام، لا ترتبط بأزواج الإلكترونات المحبة للنواة، لذلك تظهر كيمياؤهااختلافات فريدة عن الكواشف الإلكتروفيلية التقليدية. غالبًا ما تسمى الوسطيات الجذرية بالجذور الحرة.
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved