Der Hauptunterschied zwischen konzertierten und schrittweisen Reaktionen besteht darin, dass konzertierte Reaktionen Einschrittreaktionen sind, während schrittweise Reaktionen Mehrschrittreaktionen sind.
Die Begriffe konzertierte und schrittweise Reaktionen fallen in den Bereich der physikalischen Chemie, wo die Reaktionsgeschwindigkeiten anhand der zeitlichen Änderung der Edukt- und Produktmengen bestimmt werden. Alle uns bekannten chemischen Reaktionen können je nach Reaktionsmechanismus in zwei verschiedene Gruppen eingeteilt werden: konzertierte Reaktionen und schrittweise Reaktionen.
Was sind konzertierte Reaktionen?
Konzertierte Reaktionen sind chemische Reaktionen, die nur einen Schritt beinh alten. Das bedeutet; alle einstufigen Reaktionen fallen unter die Kategorie der konzertierten Reaktionen. Daher treten Bindungsbruch- und Bindungsbildungsreaktionen gleichzeitig auf, um die Produkte zu bilden. Mit anderen Worten, bei dieser Art von chemischen Reaktionen werden keine reaktiven Zwischenprodukte oder instabilen Hochenergiekomplexe gebildet.
Abbildung 01: Ein Beispiel einer konzertierten Reaktion (enthält ein instabiles Zwischenprodukt)
Im Allgemeinen hängen konzertierte Reaktionen nicht von der Lösungsmittelpolarität ab, und der Mechanismus der Reaktion wird als konzertierter Mechanismus bezeichnet. Einige gängige Beispiele für diese Art von Reaktionen sind pericyclische Reaktionen, SN2-Reaktionen und einige Umlagerungsreaktionen wie die Claisen-Umlagerung.
Was sind schrittweise Reaktionen?
Stufenreaktionen sind Mehrstufenreaktionen. Daher gibt es bei diesen Reaktionen ein oder mehrere chemische Zwischenprodukte. Diese Zwischenprodukte sind aufgrund der hohen Energie, die sie instabil macht, normalerweise sehr reaktiv. Stufenreaktionen enth alten typischerweise zwei oder mehr Elementarreaktionen.
Abbildung 02: Beispiel einer schrittweisen Reaktion
Im Gegensatz zu schrittweisen Reaktionen erfolgen der Bindungsbruch und die Bindungsbildung bei den schrittweisen Reaktionen in verschiedenen Schritten (nicht in einem einzigen Schritt). Daher können die Reaktanten nicht direkt in Produkte umgewandelt werden. Die „Gesamtreaktion“in einer schrittweisen Reaktion, die die Umwandlung von Edukten in Produkte ergibt. Wir können die Gesamtreaktion erh alten, indem wir alle Schritte in der schrittweisen Reaktion genau ausbalancieren. Dennoch gibt es in einer schrittweisen Reaktion eine elementare Reaktion, die die Geschwindigkeit der Reaktion bestimmt. Es ist die langsamste Reaktion der Reaktionsreihe und es können Reaktanten oder Produkte beteiligt sein oder auch nicht (es kann nur Zwischenprodukte der Reaktion enth alten).
Was ist der Unterschied zwischen konzertierten und schrittweisen Reaktionen?
Die Begriffe konzertierte und schrittweise Reaktionen fallen in den Bereich der physikalischen Chemie, wo die Reaktionsgeschwindigkeiten anhand der zeitlichen Änderung der Edukt- und Produktmengen bestimmt werden. Der Hauptunterschied zwischen konzertierten und schrittweisen Reaktionen besteht darin, dass konzertierte Reaktionen einstufige Reaktionen sind, während schrittweise Reaktionen mehrstufige Reaktionen sind. Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt einer konzertierten Reaktion ist selbst eine konzertierte Reaktion. Aber bei schrittweisen Reaktionen ist die langsamste Elementarreaktion der geschwindigkeitsbestimmende Schritt.
Außerdem gibt es bei konzertierten Reaktionen keine Reaktionszwischenstufen, da die Reaktanten direkt in die Produkte übergehen. Bei schrittweisen Reaktionen gibt es jedoch eine oder mehrere Zwischenverbindungen, die aufgrund des hohen Energieniveaus der Verbindung sehr instabil sind. Die Gesamtreaktion einer schrittweisen Reaktion ergibt die Umwandlung der Edukte in Produkte.
Die folgende Infografik enthält weitere Einzelheiten zum Unterschied zwischen konzertierten und schrittweisen Reaktionen.
Zusammenfassung – Konzertierte vs. schrittweise Reaktionen
Alle chemischen Reaktionen, die wir kennen, können in zwei Gruppen eingeteilt werden: konzertierte Reaktionen und schrittweise Reaktionen. Der Hauptunterschied zwischen konzertierten und schrittweisen Reaktionen besteht darin, dass konzertierte Reaktionen Einschrittreaktionen sind, während schrittweise Reaktionen Mehrschrittreaktionen sind.
