CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
COURS
130
E p
5
Mécanismes réactionnels en cinétique homogène
d 2
d 1éq
vallée II
Cl – H + I•
3,1 eV
d 1
courbe E p = f (d 1)
à d 2 = Cte>> d 1
vallée I
Cl• + H–I
Doc. 6 Aspect de la surface E p = f (d 1 , d 2).
Pour d 2 = Cte >> d 1 , la courbe E p = f (d 1) est pratiquement
identique à celle d’une molécule de HI isolée.
La représentation et la manipulation de surfaces ne sont
pas très commodes mais, comme le font les cartes d’étatmajor
pour le relief, il est possible de donner une représentation
plane de cette surface en utilisant les courbes
de niveau : on obtient ainsi une carte de réaction.
Ep ≠
Ep E p(0)
1,4 eV
I – H + Cl
E pa
I + H– Cl
c.r.
Doc. 8 Variation de l’énergie potentielle
du système I…H…Cl en fonction
de la coordonnée de réaction.
L’état de transition correspond à un
maximum d’énergie potentielle.
d 2éq
d 2
2.2.3. État de transition
d 1éq
Cl • + H–I
La carte de réaction montre que, quel que soit le chemin suivi pour passer de
la vallée I à la vallée II, l’énergie potentielle du système doit commencer par
augmenter : on dit que le système doit franchir une barrière d’énergie potentielle
au cours du processus élémentaire.
■ Le chemin le plus emprunté est celui qui suit le fond de la vallée et
passe par le col car c’est celui qui correspond à la barrière d’énergie
potentielle la plus basse : c’est le chemin réactionnel du processus élémentaire
considéré.
■ L’abscisse curviligne le long du chemin réactionnel est appelée coordonnée
de réaction, et souvent notée c.r.
■ L’état correspondant à l’énergie potentielle maximale est appelé état
de transition du chemin réactionnel.
■ La différence d’énergie potentielle entre l’état initial et l’état de transition
représente l’énergie potentielle d’activation E pa (doc. 8) :
E pa = E p ≠ − Ep(0)
Quelle est l’origine de cette barrière énergétique ?
Cl–H + I •
Doc. 7 Courbes de niveau de la surface E p = f (d 1 , d 2 ).
Comme sur une carte d’état-major, les zones où les lignes de
niveau sont très proches les unes des autres sont celles où le
relief est très escarpé. Celles où les courbes de niveau sont
très espacées les unes des autres sont des plateaux ou des
fonds de vallée.
Dans l’état de transition, la liaison I–H est pratiquement rompue (phénomène
endoénergétique), mais la liaison H–Cl n’est pas encore formée : c’est ce qui
explique que l’énergie potentielle du système soit maximale.
d 1