遷移状態
絶対反応速度論で反応系と生成系の間に存在すると仮定されたポテンシャルエネルギー極大の中間状態。
https://kotobank.jp/word/%E9%81%B7%E7%A7%BB%E7%8A%B6%E6%85%8B-87982
遷移状態(せんいじょうたい、英: transition state)とは、化学反応の過程で原系から生成系に変換するときに通る最もエネルギーの高い状態のことである。
例えば、2つの分子の衝突によって反応が開始するとき、衝突によって力学的エネルギーが分子内部のエネルギーに変換され、2つの分子の構造は元の構造とは異ったゆがんだ構造となり、元の構造のときよりもエネルギーが高い。このような構造の内、最もエネルギーの高い状態を遷移状態と呼び、その周辺の状態を活性錯体(または活性複合体、活性錯合体)と呼ぶ。
遷移状態は、一般の反応中間体のように直接観測することはできない。しかしフェムト秒単位での赤外分光法により、遷移状態にごく近い反応中間体を捉えることが可能になっており、遷移状態は一般には元の結合が残る一方で新たな結合が形成されつつある状態であると考えられている。
遷移状態の概念は反応速度論において非常に重要である。原系と遷移状態とのエネルギー差が反応の活性化エネルギーに相当し、遷移状態のエネルギーが低い方が活性化エネルギーを獲得する分子の数が増して反応が進みやすくなる。遷移状態の概念は1935年頃ヘンリー・アイリングやマイケル・ポランニーらによって「遷移状態理論」として導入され、アイリングの「絶対反応速度論」などとして発展した。(記事 反応速度論に詳しい)
酵素による触媒作用の1つの要因として、遷移状態が安定化される(すなわち遷移状態のエネルギーが低下する)ことにより活性化エネルギーが減少する効果がある。これを応用して、目的とする反応の遷移状態に類似した化合物を用いて抗体酵素を得る研究がされている。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%81%B7%E7%A7%BB%E7%8A%B6%E6%85%8B
反応中間体(はんのうちゅうかんたい)、略して中間体とは、化学反応の過程で、反応物(あるいは前段階の中間体)から反応によって生成し、またさらに反応して最終生成物を与える分子実体のことである。
ほとんどの化学反応は複数の素反応からなる多段階反応であり、(最終生成物が生成する最後の段階を除いた)それぞれの素反応の生成物が反応中間体である。
IUPACのゴールドブックでは[1]、反応中間体(reaction intermediate)を、「分子振動より寿命が長く、反応物によって(直接・間接を問わず)化学反応で生成して、またさらに反応して(直接・間接を問わず)最終生成物を与える分子実体(原子・イオン・分子…)」と定義している。
この定義より、反応中間体は寿命が分子振動程度の遷移状態とは区別され、また、温度から得られるエネルギーであるRT(気体定数×絶対温度)より深いポテンシャルの極小を持つこともわかる。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%8D%E5%BF%9C%E4%B8%AD%E9%96%93%E4%BD%93
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活性化エネルギー(かっせいかエネルギー、英: activation energy)とは、反応の出発物質の基底状態から遷移状態に励起するのに必要なエネルギーである。アレニウスパラメータとも呼ばれる。活性化エネルギーが高いことを活性化障壁と表現することもある。
吸熱反応においては、反応物と生成物の内部エネルギー(またはエンタルピー)に差がある場合には、最低限その差に相当するエネルギーを外部から受け取らなければならない。しかし、実際の反応においてはそれだけでは十分でなく、その差以上のエネルギーを必要とする場合がほとんどである。大きなエネルギーを受け取ることで、出発物質は生成物のエネルギーよりも大きなエネルギーを持った遷移状態となり、遷移状態となった出発物質はエネルギーを放出しながら生成物へと変換する。これは発熱反応の場合にも当てはまり、たとえ出発物質よりも生成物のエネルギーの方が低いとしても、活性化エネルギーの壁を越えられなければ反応は進行しない。例えば炭素と酸素を常温・常圧で混ぜても反応しないが、熱などにより活性化エネルギー分を供給してやることによって燃焼反応が進行する。
触媒作用とは、遷移状態を安定化することにより反応に必要な活性化エネルギーを下げ、反応を進みやすくすることである。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E5%8C%96%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC
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