Chap. 11

réactifs
produits
énergie
temps
2014-12-29
Guy COLLIN,
Chapitre 11
Les réactions ion / molécule
Cinétique chimique

réactifs
produits
énergie
temps
2014-12-29
LES RÉACTIONS
ION/MOLÉCULE
• Dans le cas où l’un des réactifs est un
ion positif ou négatif :
–Comment la cinétique est affectée ?
–Quelles seront les effets observables ?
–Quelles sont les réactions couramment
observées ?

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2014-12-29
Cinétique des réactions
•Un ion + une molécule apolaire, il y a :
–perturbation du champ électrique moléculaire ;
– création d’un dipôle induit dans la molécule neutre.
•Cas théoriquement traité par LANGEVIN (1905),
puis par GIOMOUSIS et STEVENSON (1958) :
k = 2  q
1/2
où qest la charge électrique de l’ion ;
est la polarisabilité de la molécule ;
est la masse réduite des partenaires en collision.

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k (1010 cm3·molécule1·s1)
Réactifs
Expér.
L.G.S.
H2+ + H2
21
21
CH5+ + H2
15,8
15,7
CH4+ + CH4
12,5
13,3
C2H5+ + CH4
11,2
11,7
Lias, S. G. et P. Ausloos, Ion-Molecule Reactions. Their Role
in Radiation Chemistry, Am. Chem. Soc., Washing0on, D. C.,
1975.
La théorie de L.G.S. rend bien compte des observations expérimentales.
Exemples de constantes de vitesse
de réaction ion/molécule apolaire

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2014-12-29
Cinétique des réactions
•Un ion + une molécule polaire :
–La théorie L.G.S. doit être corrigée
•(hypothèse du dipôle bloqué ou verrouillé).
k = 2  q
1/2
1/2 + 
2
 k T
1/2
kest la constante de BOLTZMANN ;
et T la température absolue ;
µest le moment dipolaire permanent.