取代反应和速率控制步驟

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取代反应和速率控制步驟之间的区别

取代反应 vs. 速率控制步驟

取代反應（Substitution reaction）是一種重要的有機化學反應，其定義是分子中的一個原子或原子團被其他原子或原子團取代。而取代反應主要依照反應中所使用的試劑分為親核取代反應與親電取代反應兩大類，但也有不屬於前面兩種類型的取代反應，將會在下文提及。 有機的取代反應會依以下的特點，被歸類到若干個有機取代反應類別中：. 速率控制步驟，又稱為速率限制步驟（限速步驟）或速率決定步驟（rate-determining step (RDS)），是一個化學詞彙，用以表達在化學反應中，反應速率最慢的一個步驟。認識一個化學反應當中最慢的一個步驟的重要性在於能夠有效率地改善整個化學反應的速度，從而達致更高的产率等。一個常用的比喻就是一條狹窄的水管——無論水流有多快，也無法改變水的流量。速率控制步驟就是影響整個化學反應速率的那條水管。.

化學反應速率

反应速率即化学反应进行的快慢，单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)。用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。浓度单位一般用莫耳·升-1，时间单位用秒、分或小时。化学反应并非均匀速率进行：反应速率分为平均速率（一定时间间隔裡平均反应速率）和瞬时速率（给定某时刻的反应速率），可通过实验测定。反应物本身的性质，外界因素：温度，浓度，压强，催化剂，光，激光，反应物颗粒大小，反应物之间的接触面积和反应物状态，x射线，γ射线，固体物质的表面积，与反应物的接触面积，反应物的浓度也会影响化学反应速率。 \Delta v(A).

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碳正离子

碳正離子，又稱作碳陽離子，是一個帶有正電的碳原子，其中最簡單的形式為甲基碳正離子CH3+，跟乙基碳陽離子C2H5+。有些碳正離子基會帶有兩個或更多的正電，正電可能會在同一個或是不同的碳上，如乙烯雙陽離子基C2H42+。 直到1970年代早期，碳陽離子都被視為碳離子。在近代的化學中，帶正電的碳原子就視作一個碳陽離子。根據碳原子的價數可以分成兩大類：三價的碳離子（質子化的碳烯），或五到六價的碳離子（質子化的烷類），而命名法為Ｇ.A.Olah所發表，碳正離子能藉由分散或离域正電荷來達到穩定。.

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離去基團

離去基團（或稱離去基）在化學反應中從一較大分子中脫離的原子或官能基。如下式中，Cl−就是離去基團： 當離去基團共軛酸的pKa越小，離去基團越容易從其他分子中脫離。原因是因為當其共軛酸的pKa越小，相应離去基團不需和其他原子結合，以陰離子（或電中性離去基團）的形式存在的趋势也就增强。因而强碱往往不是很好的离去基团。 溴化物作为离去基团和氢氧化物（取其OH - 的功能）作为亲核试剂。 对于SN1反应而言，以卤离子、拟卤离子和非配位阴离子作为离去基团较好，尤其是卤离子。可以加入银离子以生成难溶的卤化银，进一步向右拉动反应平衡。 若一個離去基團越容易從其他分子脫離，會稱之好的離去基團。以下是在室溫的水中比較離去基團容易從其他分子脫離的程度：.

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活性中间体

活性中间体（或中间体/活性中間物）是化学反应過程中產生的存在時間短，能量高，高反應性的分子．當反應產生時會快速的轉變成更穩定的分子。只有在特殊情況下才能將其分離出來並儲存，比如低溫。中間體的存在能夠幫助解釋部分化學反應如何進行。 多數化學反應為多步反應，即反應不會一次完成。且活性中間體高能量，不穩定，容易再反應變成產物。有機化學中，活性常見的活性中間體有碳正离子、碳负离子、自由基和卡宾等。活性中間體通常難以分離，並且只能通過光譜手段觀測。有些分步進行的合成路徑涉及較穩定的中間體，例如格氏試劑的製備，碳負離子、醚和與鎂離子形成絡合物，穩定了碳負離子中間體。此格式試劑再用於各種烷基化反應。 File:Radical metilo--methyl radical.png|自由基 File:Carbene.png|碳烯 File:Methyl cation.svg|碳正離子 File:碳负离子.png|碳負離子 File:Carbyne quartet.png|卡宾 File:1,2-Didehydrobenzol.svg|苯.

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有机化学

有机化学是研究有机化合物及有機物質的结构、性质、反應的学科，是化学中极重要的一个分支。有机化学研究的對象是以不同形式包含碳原子的物質 ，又称为碳化合物的化学。 有關有机化合物或有機物質結構的研究包括用光譜、核磁共振、红外光谱、紫外光谱、质谱或其他物理或化學方式來確認其組成的元素、組成方式、實驗式及化學式。有關性質的研究包括其物理性質及化學性質，也需評估其，目的是要了解有機物質在其純物質形式（若是可能的話），以及在溶液中或是混合物中的性質。有機反應的研究包括有機物質的製備（可能是有機合成或是其他方式），以及其化學反應，可能是在實驗室中的，或是In silico（經由電腦模擬的）。 有机化学研究的範圍包括碳氫化合物，也就是只由碳和氫組成的化合物，化合物中也有可能还会参与其他的元素，包括氢、 氮、氧和卤素，还有诸如磷、硅、硫等元素。 。有机化学和許多相關領域有重疊，包括药物化学、生物化学、有机金属化学、高分子化学以及材料科学等。 有机化合物之所以引起研究者浓厚的兴趣，是因为碳原子可以形成稳定的长碳链或碳环以及许许多多种的官能基，这种性质造就有机化合物的多样性。有機化合物是所有碳基生物的基礎。有機化合物的應用範圍很廣，包括醫學、塑膠、藥物、、食物、化妆品、护理用品、炸藥及塗料等。.

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