такие
Реакции химические, элементарные акты которых различны. В противоположность С. р. элементарные акты простых реакций не отличаются один от другого природой участвующих в них веществ, а лишь, возможно, - направлением превращения, если реакция обратима (в последнем случае некоторые авторы реакцию также называют сложной). С. р. можно рассматривать как совокупность простых реакций, которые в этом случае называются стадиями сложной
реакции. Иногда все образующиеся в ходе С. р. вещества являются её продуктами в том смысле, что они могут быть получены в количествах, сравнимых с затраченными количествами исходных веществ. Таковы, в частности,
Последовательные реакции и
Параллельные реакции. Более распространён, однако, тип химических реакций, иллюстрируемый примером гомогенного распада закиси азота N
2O. Эта реакция происходит в две стадии:
1) N2O → N2 + O 2
2) 2O→O2 1
2N2O = 2N2 +O
Под чертой приведено итоговое уравнение реакции, выражающее её конечный результат, устанавливаемый с помощью химического анализа или каким-либо иным сравнительно грубым методом, например по изменению давления, если реакцию проводят в замкнутой системе. Чтобы получить итоговое уравнение суммированием химических уравнений стадий 1 и 2, эти уравнения надо предварительно умножить на числа, написанные справа от них. Такие числа называются стехиометрическими числами. Вещества, образующиеся и расходующиеся на разных стадиях, но не входящие в итоговые уравнения, называются промежуточными веществами (атомный кислород, например, - промежуточное вещество распада N2O).
Наиболее важные типы С. р. - каталитические
реакции (см.
Катализ) и
Цепные реакции. Особенность тех и других - циклическое образование и расходование промежуточных веществ; основное различие состоит в характере этих промежуточных веществ. При катализе промежуточные вещества - устойчивые образования, способные сами по себе, в отсутствие
реакции, существовать неопределенно долго. Промежуточные вещества цепных реакций - атомы, свободные радикалы или возбуждённые молекулы - могут существовать только короткое время.
Если С. р. происходит в открытой системе, при непрерывной подаче с постоянной скоростью исходных веществ и с непрерывным удалением продуктов реакции, то реакция может происходить стационарно. Каждое промежуточное вещество тогда образуется и расходуется с одинаковой скоростью, так что его количество в системе не изменяется со временем. Реакция в замкнутой системе может происходить квазистационарно, если среднее время жизни промежуточных веществ мало по сравнению со временем, за которое происходит существенное изменение состава реагирующей смеси. При этом течение реакции в каждый момент практически не отличается от стационарного.
Важнейшим случаем нестационарных реакций являются
реакции с разветвляющимися цепями, теория которых была создана Н. Н. Семеновым (См.
Семёнов)
. Скорость отдельных стадий С. р. определяется
Действующих масс законом
, на основе которого можно получить уравнения, описывающие течение С. р. Задача значительно упрощается, если реакция стационарна или квазистационарна.
Лит.: Эмануэль Н. М., Кнорре Д. Г., Курс химической кинетики, 3 изд., М., 1974; Механизм и кинетика сложных каталитических реакций, М., 1970.
М. И. Тёмкин.
