化學動力學
也稱
反應動力學
、
化學反應動力學
,是物理化學的一個分支,是研究
化學過程
進行的速率和反應化學動力學機理的物理化學分支學科。它的研究對象是性質隨時間而變化的非平衡的動態體系。它的主要研究領域包括:
分子反應動力學
、催化動力學、
基元
反應動力學、
宏觀動力學
、
微觀動力學
等,也可依不同化學分支分類為有機反應動力學及無機反應動力學。化學動力學往往是化工生產過程中的決定性因素。時間是化學動力學的一個重要變量。經典的化學動力學實驗方法不能制備單一
量子態
的
反應物
,也不能檢測由單次反應碰撞所產生的初生態產物。體系的
熱力學平衡
性質不能給出化學動力學的信息,全面認識一個
化學反應過程
并付諸實現,不能缺少化學動力學研究。
量子化學
的計算至今還不能得到反應體系的可靠的、完整的
勢能面
。因此,現行的
反應速率
理論仍不得不借用經典
統計力學
的處理方法。這樣的處理必須作出某種形式的
平衡假設
,因而使相關書籍這些
速率理論
不適用于非常快的反應。盡管對于衡假設的適用性研究已經很多,但完全用
非平衡態
理論處理反應速率問題尚不成熟。分子束(即分子散射),特別是
交叉分子束方法
對研究化學元反應動力學的應用,使在實驗上研究單次反應碰撞成為可能。分子束實驗已經獲得了許多經典化學動力學無法取得的關于化學元反應的微觀信息,分子反應動力學是現代化學動力學的一個前沿陣地。體系的熱力學平衡性質不能給出化學動力學的信息。例如,對以下反應:2H2(氣)+O2(氣)─→2H2O(氣)盡管H2、O2和H2O的所有熱力學性質都已準確知道,但只能預言H2和O2生成H2O的可能性,而不能預言H2和O2在給定的條件下能以什么樣的反應速率生成H2O,也不能提供
H2分子和O2分子是通過哪些步驟結合為H2O分子的信息。所以,全面認識一個化學反應過程并付諸實現,不能缺少化學動力學研究。