- DEFINA INTERMEDIÁRIO DE REAÇÃO. DEFINA ESTADO DE TRANSIÇÃO. Faça uma diferenciação entre estes dois conceitos.
Passo 1
O enunciado pede para definirmos dois conceitos centrais em mecanismos de reação na cinética química: o intermediário de reação e o estado de transição, e depois destacarmos as diferenças entre eles. Para isso vamos usar o diagrama de energia de reação e conceitos de estabilidade e detectabilidade de espécies químicas.
Passo 2
Vamos definir o intermediário de reação. Em um perfil de energia em função do progresso da reação, surge normalmente um vale entre dois picos de energia. Esse vale corresponde a uma espécie química que:
- Está em um mínimo de energia local no diagrama.
- Possui existência finita (lifetime), podendo às vezes ser detectada por métodos espectroscópicos ou até isolada em condições adequadas.
- Tem ligações formadas/parciais, mas é mais estável que um estado de transição.
Passo 3
Agora definimos o estado de transição. No mesmo perfil de energia, cada passo elementar atravessa um pico de energia. Esse pico é o estado de transição, que:
- Corresponde a um máximo de energia no caminho reacional.
- É um arranjo geométrico eletrônico de vida extremamente curta (ordem de femto- a picosegundos), sem existência real isolável.
- Representa o ponto de ativação da barreira energética, definindo a energia de ativação
.
Passo 4
Diferenciamos os dois conceitos pelos seguintes critérios principais:
- Estabilidade e vida útil: o intermediário é relativamente estável (vale energético) e tem lifetime detectável; o estado de transição é instável (pico energético) e tem vida quase nula.
- Detectabilidade: intermediários podem, em certas condições, ser observados; estados de transição existem apenas como conceito teórico ou inferido por métodos ultrarrápidos/computacionais.
- Posição no perfil de energia: intermediário ocupa um mínimo local; estado de transição ocupa um máximo local.
Resposta
(a) Intermediário de reação: espécie química que aparece entre etapas elementares de um mecanismo, corresponde a um mínimo de energia local no diagrama reacional, tem existência finita e em alguns casos pode ser observado ou isolado.
(b) Estado de transição: arranjo de configuração eletrônica e geométrica que corresponde a um máximo de energia ao longo do caminho reacional, é altamente instável, de vida extremamente curta e não pode ser isolado, servindo para definir a energia de ativação da reação.
(c) Diferenças principais: o intermediário está em um vale energético e possui certa estabilidade/lifetime, enquanto o estado de transição está em um pico energético e não tem existência real isolável; intermediários podem ser detectados, estados de transição só são acessíveis por métodos teóricos ou ultrarrápidos.