Techniklexikon

Übergangszustand

Chemie, Physikalische Chemie, aktivierter Komplex, der Stosskomplex im Maximum der Potentialbarriere einer chemischen Reaktion. Wenn sich im Verlauf einer Reaktion die Edukte (AB und CD) einander nähern, lockern sich unter Energieaufnahme bestimmte Bindungen und neue Bindungen werden geknüpft. Im Übergangszustand der Reaktion entsteht ein besonders energiereicher Komplex [ABCD]^¹, der unter Energieabgabe in die Produkte (AD und BC) zerfällt:

AB + CD ® [ABCD]^¹ ® AD + BC.

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist um so grösser, je höher die Konzentration des aktivierten Komplexes ist und je schneller dieser in die Produkte zerfällt. Die Energiedifferenz zwischen dem Energieinhalt der Reaktanden und des aktivierten Komplexes ist die Aktivierungsenthalpie. Für die Geschwindigkeitskonstante k gilt die Beziehung

(Eyring-Gleichung; k_B: Boltzmann-Konstante, h: Plancksches Wirkungsquantum, T: Temperatur, R: allgemeine Gaskonstante, DS^¹ und DH^¹ Aktivierungsentropie und -enthalpie). Das Profil der freien Enthalpie einer chemischen Reaktion wird in einem Reaktionskoordinaten-Diagramm graphisch dargestellt (siehe Abb.).

Übergangszustand: Reaktionskoordinaten-Diagramm einer reversiblen, bimolekularen chemischen Reaktion. Die waagrechten Niveaus entsprechen dem Energieinhalt der Edukte (AB, CD) und Produkte (AD, BC), das Maximum dem Energieinhalt des aktivierten Komplexes (). Die Aktivierungsenthalpien der Hin- und Rückreaktionen sind  und .