反应机理
反应机理知识点总结
反应机理知识点总结1. 速率方程化学反应的速率方程描述了反应物浓度与反应速率之间的关系。
一般来说，对于一个简单的反应aA + bB → cC + dD，其速率方程可以表示为： v = k[A]^m[B]^n，其中v表示反应速率，k是速率常数，m和n分别为反应物A和B的反应级数。
根据反应级数的不同，反应可以分为零级、一级、二级和三级反应。
了解速率方程有助于我们理解不同反应条件对反应速率的影响，从而可以优化反应条件。
2. 元素反应元素反应指的是只涉及原子之间相互转化而不涉及化学键断裂或形成的反应。
例如，氢气和氧气的燃烧反应就是一个典型的元素反应：2H2 + O2 → 2H2O。
在元素反应中，原子保持了它们的最初的化合价状态，因此这种反应通常不需要考虑物质之间的键断裂和形成，速率方程通常很简单。
3. 反应机理中的过渡态在反应进行过程中，反应物首先形成过渡态，然后再形成产物。
过渡态是一种具有局部化学键断裂和形成的中间体，其具有非常短暂的存在形式，可以通过理论计算和实验技术进行研究。
了解过渡态有助于我们理解反应的具体细节和反应物之间的相互作用。
4. 齐亚卡洛方程齐亚卡洛方程描述了气相反应的速率与反应物浓度之间的关系。
对于一个简单的气相反应aA + bB → cC + dD，其齐亚卡洛方程可以表示为：v = k[P_A]^m[P_B]^n，其中v表示反应速率，k是速率常数，m和n分别为反应物A和B的反应级数，而P_A和P_B分别为A和B的分压。
齐亚卡洛方程对于研究气相反应的速率规律和优化反应条件有重要意义。
5. 反应机理的实验方法通过实验方法可以揭示反应的机理，常用的方法包括实验动力学、同位素标记实验、中间体和过渡态的研究、实体和空间分辨技术等。
其中实验动力学是通过测定反应速率与反应物浓度的关系来研究反应机理的方法，同位素标记实验则是通过使用同位素标记的方法来追踪反应物和产物之间的转化过程，而通过研究中间体和过渡态可以揭示反应机理的细节。
反应机理
双分子反应一 步活化能较高
O
H+
CH3C-OH
+OH CH3C-OH HOC2H5
按加成--消除机理进行 反应，是酰氧键断裂
加成
OH
CH3-C-OH
HO +
C2H5
质子转移
四面体正离子
OH
+
CH3-C-OH2
OC2H5
-H2O 消除
+OH
-H+
CH3C-OC2H5
O CH3C-OC2H5
*2 碳正离子机理
NO2
在芳香亲核取代反应中，吸电子基是一个 活化的邻对位定位基。
应用实例
O2N
OC2H5 + H2N
NO2 -X
180oC
O2N
O -NO2
OCH3
HN NO2
+ EtOH
HX HO HNO2
OCH3
SN1Ar反应机理
[C6H5N2]+Cl-
HBF4
[C6H5N2]+BF4-
-N2
F
BF3
F + BF3
目录
一、取代反应 二、加成反应 三、消除反应 四、氧化还原反应 五、缩合反应 六、重排反应
一、取代反应
1 自由基取代反应 2 饱和碳原子上的亲核取代反应 3 酯化反应 4 酯的水解反应 5 芳香亲电取代反应 6 1,2-环氧化合物的开环反应 7 赫尔-乌尔哈-泽林斯基反应 8 芳香亲核取代反应 9 芳香自由基取代反应
+ H2SO4
6 1,2-环氧化合物的开环反应
环氧乙烷类化合物的三元环结构使各原子的轨道不能正面充 分重叠，而是以弯曲键相互连结，由于这种关系，分子中存在一 种张力，极易与多种试剂反应，把环打开。酸催化开环反应时， 首先环氧化物的氧原子质子化，然后亲核试剂向C−O键的碳原子 的背后进攻取代基较多的环碳原子，发生SN2反应生成开环产物。 这是一个SN2反应，但具有SN1的性质，电子效应控制了产物，空 间因素不重要。碱性开环时，亲核试剂选择进攻取代基较少的环 碳原子，C−O键的断裂与亲核试剂和环碳原子之间键的形成几乎 同时进行，并生成产物。这是一个SN2反应，空间效应控制了反 应。
化学反应的反应机理
化学反应的反应机理化学反应是物质之间转化的过程，在发生化学反应时，反应物的化学键被打破并重新组合形成新的化学物质。
了解化学反应的反应机理是理解化学过程的关键。
本文将介绍化学反应的反应机理以及相关的概念、理论和实验方法。
一、化学反应机理的概念化学反应机理是指反应过程中各种中间体和过渡态的形成与转化过程。
它描述了反应物转化为产物的详细步骤和路径。
化学反应机理的研究有助于揭示反应动力学，提高反应效率，设计新型催化剂等。
二、反应速率与化学反应机理反应速率是描述化学反应快慢的指标。
根据反应速率与化学反应机理的关系，可以推导出反应速率方程。
反应速率方程表明反应速率与反应物浓度的关系，进而揭示反应机理中的关键步骤。
三、反应机理的实验研究方法1. 反应物浓度变化法：确定不同浓度下反应速率的变化，从而推断反应机理。
2. 温度变化法：通过改变反应温度，观察反应速率的变化，从而确定反应机理。
3. 化学平衡法：在化学平衡条件下，改变反应物浓度或温度，观察反应的平衡转移情况，揭示反应机理。
四、反应机理的理论解释1. 碰撞理论：根据分子碰撞的能量和方向，解释反应速率与反应物浓度的关系。
2. 过渡态理论：反应物在一个过渡态中通过能垒，形成产物。
五、反应机理的类别1. 单分子反应：反应速率只与一个分子的浓度有关。
2. 双分子反应：反应速率与两个分子的浓度有关。
3. 三分子反应：反应速率与三个分子的浓度有关。
4. 反应机理复杂的多分子反应：反应速率与多个分子的浓度和反应物的排列顺序有关。
5. 链式反应：反应过程中形成和消耗自由基的反应。
六、反应机理在工业生产中的应用1. 催化剂的研发与应用：了解反应机理可以帮助设计高效的催化剂，提高反应速率和产物选择性。
2. 反应条件的优化：根据反应机理，可以调控反应条件，提高反应效率和产率。
3. 新产品的研发：通过研究反应机理，可以发现新的反应路线和新的化学品。
七、近年来的研究进展与挑战1. 表面催化：研究催化剂表面反应机理以及表面吸附和解离等过程。
化学反应中的反应机理与反应途径
化学反应中的反应机理与反应途径化学反应中的反应机理与反应途径是化学反应过程中非常重要的概念。
反应机理是指化学反应发生的过程，包括反应物之间的相互作用、中间产物的形成与消失以及最终产物的生成。
反应途径则是指反应物转化为产物所经历的路径，包括反应步骤、活化能和反应速率等。
1.反应机理化学反应的机理通常包括以下几个步骤：•碰撞：反应物分子之间发生碰撞，是反应发生的前提。
•吸附：反应物分子与催化剂表面发生吸附，形成吸附层。
•活化和中间产物：吸附后的反应物分子在催化剂表面发生活化，形成中间产物。
•反应步骤：中间产物经过一系列的化学变化，转化为最终产物。
•解吸：最终产物从催化剂表面解吸，释放到溶液中。
2.反应途径反应途径是指反应物转化为产物所经历的路径。
反应途径包括以下几个方面：•直接途径：反应物直接转化为产物，不经过中间产物的过程。
•间接途径：反应物通过中间产物转化为产物，包括多步反应。
•催化途径：催化剂参与反应，降低反应活化能，加速反应速率。
•可逆途径：反应物和产物之间可以相互转化，存在正反两个方向的反应途径。
3.影响因素反应机理与反应途径受到多种因素的影响，主要包括：•反应物浓度：反应物浓度的增加会增加反应物之间的碰撞频率，从而加快反应速率。
•温度：温度的升高会增加反应物分子的平均动能，使反应物分子更容易发生碰撞并活化，从而加快反应速率。
•催化剂：催化剂可以提供新的反应路径，降低反应活化能，加速反应速率。
•压力：对于气态反应物，压力的增加会使反应物分子之间的碰撞频率增加，从而加快反应速率。
4.研究方法研究化学反应中的反应机理与反应途径通常采用以下几种方法：•实验方法：通过实验观察和测量反应速率、活化能等参数，推测反应机理和反应途径。
•理论计算：利用化学动力学和量子力学等理论计算方法，分析和预测反应机理与反应途径。
•催化剂表征：通过催化剂的表征技术，研究催化剂的活性、选择性和稳定性等性质，推断反应机理与反应途径。
化学合成反应机理
化学合成反应机理化学合成是一种常用的化学方法，通过组合或转化原子、分子或离子来制备目标产物。
在化学合成中，反应机理是非常重要的。
了解反应机理可以帮助我们理解反应的原理，引导我们设计高效的合成方法，并提供有关反应条件和产物选择的信息。
一、反应机理的概念反应机理是指描述化学反应中原子、分子、离子之间发生的具体步骤和反应路径的理论模型。
它通过分析反应物和产物之间的键断裂、键形成和中间体的形成来揭示反应的本质。
反应机理可以从实验数据、理论计算和理论分析中得到。
二、核心概念：活化能和反应中间体活化能是指化学反应中反应物要通过能垒才能转变为产物的能量差。
活化能高低直接影响反应速率，活化能越高，反应速率越慢。
了解反应机理可以帮助我们了解活化能的来源，从而设计合适的反应条件来提高反应速率。
反应中间体是指在反应中暂时形成的中间产物，它们通常是不稳定的，往往很快转化为更稳定的物质。
反应中间体的存在对于理解反应机理和选择适当的合成路径非常重要。
三、反应的基本步骤1. 取代反应取代反应是一种常见的化学合成方法，包括亲核取代反应和电子取代反应。
亲核取代反应是指亲核试剂攻击电子密度较高的化合物，将原有官能团取代掉，形成新的官能团。
电子取代反应则是通过电子试剂来引发反应，改变化合物的电子分布。
2. 加成反应加成反应是指两个或多个分子之间发生共有电子对（键）的结合，形成一个新的化合物。
加成反应可以通过共轭体系的形成或破坏来实现。
加成反应在天然产物的合成中经常被使用，可以实现复杂分子骨架的构建。
3. 消除反应消除反应是指通过消除某些原子或基团，使反应物减少一个或多个分子，生成一个或多个新的化合物。
常见的消除反应包括酯中的酸或酸酐的消除，或芳香醚中的碱或醇的消除。
消除反应可以减小反应物的分子量，有助于化合物的精简合成。
四、反应机理的研究方法1. 实验方法实验方法是研究反应机理的关键手段之一。
通过实验可以获得反应物和产物的转化率、速率常数等重要数据，从而推测反应的机理模型。
有机化学八大反应机理
有机化学八大反应机理有机化学是研究有机分子结构和反应的分支化学。
它的研究方法包括反应机理研究，反应产物的分析和结构推断，以及计算机模拟技术的应用。
反应机理研究是有机化学的核心，它的研究方法包括实验证明、模型推断和计算机模拟。
在有机化学中，有八种主要的反应机理，这八种反应机理是有机反应的基础，它们共同构成了有机反应的复杂系统。
这八种反应机理是：酸催化反应、氢转移反应、羰基反应、缩合反应、氧化反应、环化反应、加成反应和复分解反应。
首先，酸催化反应是有机反应中最常见的反应机理，它是由一种有机酸催化剂引发的。
酸催化反应可以分为三类：羧基质子化反应、烷基质子化反应和烯基质子化反应。
它们的反应机理都是酸催化剂将原料中的电子富集，使其形成质子中心，从而引发了反应。
其次是氢转移反应，它是一种重要的有机反应机理，在此反应中，原料中的一个氢原子被转移到另一个原料上，从而形成新的分子结构。
氢转移反应可以分为四类：单位氢转移反应、双位氢转移反应、羰基氢转移反应和烯基氢转移反应。
第三是羰基反应，它是指一种反应机理，在此反应中，羰基会与另一个原料发生反应，形成新的化合物。
羰基反应可以分为两类：无水羰基反应和有水羰基反应。
无水羰基反应是指在无水条件下，羰基与另一个原料发生反应，而有水羰基反应又可分为水解反应和加水羰基化反应。
第四是缩合反应，它是指两个原料发生反应，形成新的化合物的反应机理。
缩合反应可以分为三类：烷基缩合反应、羰基缩合反应和烯基缩合反应。
它们的反应机理都是两个原料的原子发生相互作用，形成新的化合物。
第五是氧化反应，它是指一种反应机理，在此反应中，氧将原料中的一个原子氧化，形成新的分子结构。
氧化反应可以分为四类：氢氧化反应、羰基氧化反应、烯基氧化反应和烃氧化反应。
它们的反应机理都是将原料中的一个原子氧化，形成新的分子结构。
第六是环化反应，它是指一种反应机理，在此反应中，原料中的一个或多个原子被添加到另一个原料上，形成新的环状结构。
有机化学反应机理详解（共95个反应机理）
一、Arbuzow反应(重排)亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷：卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。
除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a- 或 b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得：如果反应所用的卤代烷 R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯 (RO)3P 的烷基相同（即 R' = R），则 Arbuzow反应如下：这是制备烷基膦酸酯的常用方法。
除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯 RP(OR')2和次亚膦酸酯 R2POR' 也能发生该类反应，例如：反应机理一般认为是按 S N2 进行的分子内重排反应：反应实例二、Arndt-Eister 反应酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
反应机理重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。
反应实例三、Baeyer----Villiger 反应反应机理过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。
因此，这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排：不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为：醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。
反应实例酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。
化学反应中的反应机理
化学反应中的反应机理化学反应是物质发生变化的过程，其中的反应机理描述了反应的详细步骤和能量变化。
反应机理的了解对于探索新的反应途径、优化反应条件以及预测反应产物具有重要的意义。
本文将从反应速率、活化能和反应路径等方面来探讨化学反应中的反应机理。
一、反应速率与反应物浓度的关系化学反应速率表示单位时间内反应物消失或产物生成的量。
反应速率与反应物浓度之间存在着密切的关系。
一般来说，反应速率随着反应物浓度的增加而增加，符合反应速率与反应物浓度之间的正比关系。
这是由于在浓度较高时，反应物分子之间的碰撞频率增加，进而增加了反应物转化为产物的可能性。
反应速率与反应物浓度之间的关系可以用速率方程来描述，比如对于A + B → C的简单一级反应，其速率方程可以表示为r = k[A][B]，其中r为反应速率，k为速率常数。
二、活化能的概念活化能是指反应物在反应过程中必须达到的临界能量，才能使反应发生。
化学反应中，反应物首先需要吸收能量，使化学键断裂和形成新的化学键，从而形成中间物，最后得到产物。
反应物分子在反应过程中，需要克服能垒才能达到临界能量，进而发生反应。
活化能可以用势能垒来表示，势能垒的高低影响着反应的速率。
反应物越容易突破势能垒，反应速率就越快。
三、反应路径的确定反应路径是指化学反应中反应物转变为产物所经过的一系列步骤。
确定反应路径对于理解反应机理以及优化反应条件具有重要的意义。
确定反应路径的主要方法包括实验和理论两类。
在实验中，通过改变反应物的浓度、温度、催化剂等条件，观察反应速率的变化，从而推测反应路径。
理论方法则运用量子力学和分子动力学的原理，对反应物和产物的势能面进行计算模拟，从而预测反应路径。
四、反应机理的表达反应机理是描述化学反应中各个步骤和反应物之间的相互作用的理论模型。
反应机理可以用反应方程式来表示，比如A + B → C，但反应方程式本身并不能提供反应速率以及中间物的信息。
因此，更为准确的反应机理则需要通过实验和理论方法的结合来确定。
化学有机化学重要反应机理归纳
化学有机化学重要反应机理归纳化学中，有机化学是一个重要的分支领域，涉及到有机物的构造、合成和变化等方面。
而有机化学的重要反应机理也是学习有机化学的关键所在。
本文将对有机化学中的一些重要反应机理进行归纳和讨论。
一、亲核取代反应机理亲核取代反应是有机化学中常见的反应类型，其机理通常由亲核试剂与底物发生取代反应而引起。
最常见的机理是亲核试剂攻击底物中的部分正离子，形成一个烷基或烯基化合物。
这种反应在有机合成中广泛应用，常用于功能团的引入和官能团的转化。
例如，在醇的酸催化下，亲核试剂氯化氢（HCl）可以取代醇中的羟基，生成相应的氯代烷。
2.亲电取代反应机理亲电取代反应是有机化学中另一种常见的反应类型，涉及到亲电试剂与底物之间的电子转移。
亲电试剂通常是带有亲电性的分子，如卤代烷、酸或碱等。
在亲电取代反应机理中，亲电试剂攻击底物中的亲电中心，生成一个新的化学键。
例如，溴代烷和氢氧根离子之间的反应是一个典型的亲电取代反应。
在这个反应中，溴离子攻击了溴代烷中的溴原子，形成醇和氢溴酸。
3.自由基取代反应机理自由基取代反应是一类基于自由基的反应机理。
在这种反应中，自由基反应物首先通过光或热能输入得到激发，然后断裂键，生成具有活性的自由基。
这些自由基会与其他分子发生反应，以使反应系统达到稳定状态。
一个典型的自由基取代反应是溴代烃的氢（H）取代反应。
在紫外光的照射下，溴代烃被激发成溴自由基，然后溴自由基与氢气反应生成氢溴酸。
4.加成反应机理加成反应是一种常见的有机反应类型，涉及到底物中的多个亲核中心或亲电中心与试剂发生加成反应，形成一个新的化学键。
例如，烯烃和氢气之间的加成反应是合成烷烃的一种重要方法。
在该反应中，烯烃中的双键被氢气加成，生成相应的烷烃。
5.消除反应机理消除反应是一种将底物中的两个官能团除去并形成新的双键或多键的反应类型。
它涉及到一个亲核试剂和一个酸或碱试剂。
例如，醇与酸发生消除反应时，醇中的羟基与酸反应，失去一个分子的水并形成双键。
有机化学九十六种反应机理及实例1——1~10
有机化学九十六种反应机理及实例1——1~10一、Arbuzov 反应亚磷酸三烷基酯作为亲核试剂与卤代烷作用，生成烷基膦酸二烷基酯和一个新的卤代烷：卤代烷反应时，其活性次序为：R'I >R'Br >R'Cl。
除了卤代烷外，烯丙型或炔丙型卤化物、a-卤代醚、a-或b-卤代酸酯、对甲苯磺酸酯等也可以进行反应。
当亚酸三烷基酯中三个烷基各不相同时，总是先脱除含碳原子数最少的基团。
本反应是由醇制备卤代烷的很好方法，因为亚磷酸三烷基酯可以由醇与三氯化磷反应制得：如果反应所用的卤代烷R'X 的烷基和亚磷酸三烷基酯(RO)3P 的烷基相同（即R' = R），则Arbuzov反应如下：这是制备烷基膦酸酯的常用方法。
除了亚磷酸三烷基酯外，亚膦酸酯RP(OR')2 和次亚膦酸酯R2POR' 也能发生该类反应，例如：1、反应机理：一般认为是按SN2 进行的分子内重排反应：反应实例：二、Baeyer----Villiger 反应1、反应机理过酸先与羰基进行亲核加成，然后酮羰基上的一个烃基带着一对电子迁移到-O-O-基团中与羰基碳原子直接相连的氧原子上，同时发生O-O键异裂。
因此，这是一个重排反应具有光学活性的3---苯基丁酮和过酸反应，重排产物手性碳原子的枸型保持不变，说明反应属于分子内重排：不对称的酮氧化时，在重排步骤中，两个基团均可迁移，但是还是有一定的选择性，按迁移能力其顺序为：醛氧化的机理与此相似，但迁移的是氢负离子，得到羧酸。
2、反应实例酮类化合物用过酸如过氧乙酸、过氧苯甲酸、间氯过氧苯甲酸或三氟过氧乙酸等氧化，可在羰基旁边插入一个氧原子生成相应的酯，其中三氟过氧乙酸是最好的氧化剂。
这类氧化剂的特点是反应速率快，反应温度一般在10~40℃之间，产率高。
三、Arndt-Eister 反应酰氯与重氮甲烷反应，然后在氧化银催化下与水共热得到酸。
1、反应机理重氮甲烷与酰氯反应首先形成重氮酮（1），（1）在氧化银催化下与水共热，得到酰基卡宾（2），（2）发生重排得烯酮（3），（3）与水反应生成酸，若与醇或氨（胺）反应，则得酯或酰胺。
化学反应的反应机理解析
化学反应的反应机理解析化学反应是物质发生变化的过程，其中反应机理是描述反应中各种元素和化合物之间相互作用的详细过程。
了解反应机理对于理解和控制化学反应过程至关重要。
本文将围绕化学反应的反应机理展开讨论。
一、反应机理的定义反应机理是指在化学反应中，反应物转化为生成物的每个步骤和中间体的生成和消失过程。
它描述了反应发生的细节和顺序，以及反应物之间的相互作用。
反应机理可以通过实验观察、理论计算和模拟仿真等多种方法进行分析和探究。
二、反应速率与反应步骤在研究反应机理时，反应速率是一个重要的参数。
反应速率是指单位时间内反应物消耗或生成物生成的量。
一般来说，反应速率越快，反应机理越复杂。
化学反应过程涉及多个反应步骤，其中每个步骤都有自己的速率常数和表达式。
通过实验数据和动力学模型，可以确定每个反应步骤的速率常数和反应级数，从而推导出整个反应的速率表达式。
三、摩尔反应和电子转移反应化学反应可以分为摩尔反应和电子转移反应。
摩尔反应是指反应物和生成物之间的化学键重新组合，而电子转移反应则涉及到电子的转移和重新排布。
摩尔反应的反应机理常常包括化学键的断裂和形成过程，而电子转移反应的机理则涉及到电子传递的路径和能级变化。
四、催化剂的作用机理催化剂是化学反应中常常使用的一种物质，它可以加速反应速率而不参与反应本身。
催化剂的作用机理与反应机理密切相关。
催化剂通常通过提供新的反应路径或降低反应过渡态的能垒来促进反应的进行。
催化剂与反应物之间的相互作用可以通过吸附、解离和活化等步骤来实现。
五、实验方法与理论计算研究反应机理可以通过实验方法和理论计算相结合。
实验方法包括测量反应速率、观察反应物的生成和消失以及分析反应中的中间体。
理论计算则可以通过计算化学的势能面、电子结构和反应路径等方面来预测和解释反应的机理。
实验和理论相互印证可以使我们对反应机理的理解更加全面和准确。
六、应用领域与展望反应机理的研究对于理解和控制化学反应具有重要意义。
什么是反应机理
什么是反应机理
反应机理是指化学反应过程中，反应物转化为产物的具体步骤和途径。
它涉及到反应物分子间的相互作用、原子间的电子转移以及微观结构的变化。
反应机理的研究有助于我们理解化学反应的内在规律，预测化学反应的趋势和速率，为化学反应的控制和优化提供理论依据。
反应机理的研究方法主要包括实验和理论计算两种。
实验方法包括光谱分析、量子化学计算、动力学测量等，用于获取反应过程中的实验数据。
理论计算方法主要采用量子力学和分子动力学模拟，对反应物和产物的结构、能量、电子状态等进行分析，揭示反应过程中的微观机制。
反应机理可以分为两类：一类是基元反应，即反应过程中只涉及单一物种的转化，如单一分子的吸附、解离、离子化等。
另一类是复合反应，涉及多个物种之间的相互作用，如催化反应、光化学反应等。
基元反应通常遵循Arrhenius方程，而复合反应则需要借助动力学理论进行分析。
反应机理的研究在化学、化工、材料科学等领域具有广泛的应用。
在新型催化剂、高性能聚合物、生物分子等重要领域，反应机理的研究为材料的制备和优化提供了重要的理论指导。
此外，反应机理在环境科学、能源转化等领域也具有重要意义，可以帮助我们更好地了解和控制环境污染和能源转化过程中的化学反应。
总之，反应机理作为化学反应研究的基石，不仅有助于我们揭示
化学反应的本质规律，还为实际应用中的化学反应控制和优化提供了理论依据。
随着科学技术的不断发展，反应机理的研究将不断深入，为人类创造更美好的未来。
经典有机化学反应机理大全
O OH H
COOEt
-EtO-
O
H EtOOC
-H+
O
H+
O
-CO2
O
COOEt
H HOOC
22. Diels-Alder反应（共轭二烯与亲二烯体发生环加成得到六元环, 反应具有立体专一性）
MeOOC +
COOMe
H COOMe
MeOOC H
COOMe
H COOMe
反应机理
COOMe
H COOMe
+ Ts
23. Enamine（烯胺）反应（二级胺与具有α-H的醛, 酮发生反应）
O H3C
H +N
O H3O+ H3C
N H3C
Br
N
H3C
反应机理
O
H
CC + NR
H
R
OH CCNR HR
R NR
24. Eschweiler-Clark反应（将伯胺, 仲胺和甲醛及甲酸还原性甲 基化制备叔胺）
=R
EtOH e-
R HH
EtOH
HH
EtOH
-R
R
HH
HH
10. Bouveault-Blanc反应（酯在钠-醇体系中先还原成醛, 再进一步 还原为伯醇）
RCOOR'
Na RCH2OH
EtOH
反应机理
O R OR'
Na
O
EtOH OH
Na
OH EtOH
R OR'
R OR'
R OR'
H R OR'
重要的有机反应机理
1. Arndt-Eistert反应（重氮甲烷与酰氯作用形成 -重氮酮，在Ag离 子催化下酰基碳烯 重排得到烯酮。烯酮水解得到多一个碳的羧酸）
化学反应的反应机理
化学反应的反应机理化学反应是指在特定条件下，由反应物转变为生成物的过程。
而反应机理则是指描述化学反应发生的步骤和过程的详细说明。
了解反应机理对于深入理解化学反应的本质和探索新的反应路径有着重要意义。
本文将就几种常见的反应机理进行介绍。
一、酸碱中和反应的机理酸碱中和反应是指酸和碱反应生成盐和水的化学反应。
这类反应的机理可以用质子转移理论来解释。
在酸碱中和反应中，酸中的H+质子会转移给碱中的OH-离子，生成水。
具体的反应机理可以用以下方程式表示：酸 + 碱→ 盐 + 水例如，盐酸和氢氧化钠的中和反应可以表示为：HCl + NaOH → NaCl + H2O在这个反应中，氯化氢的质子(H+)转移给氢氧化钠中的氢氧根离子(OH-)，生成氯化钠和水。
二、氧化还原反应的机理氧化还原反应是指在化学反应中，发生电子转移的反应。
这类反应的机理可以用电子转移理论来解释。
在氧化还原反应中，某个物质会失去电子，被氧化，而另一个物质会获得电子，被还原。
具体的反应机理可以用以下方程式表示：氧化剂 + 还原剂→ 氧化产物 + 还原产物例如，铁的氧化可以表示为：2Fe + O2 → 2FeO在这个反应中，铁原子失去了电子，被氧气氧化为氧化铁。
三、取代反应的机理取代反应是指分子中的一个基团被另一个基团取代的化学反应。
这类反应的机理可以用尤金梅耶-阿奇森机理来解释。
尤金梅耶-阿奇森机理认为，取代反应发生的步骤包括解离和结合两个过程，即一个化学键断裂和另一个化学键形成。
具体的反应机理可以用以下方程式表示：反应物1 + 反应物2 → 产物1 + 产物2例如，乙烷和卤素之间的取代反应可以表示为：C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl在这个反应中，一个氯原子取代了乙烷中的一个氢原子，生成氯乙烷和氢氯酸。
总结：化学反应的反应机理是描述反应发生步骤和过程的重要内容。
通过了解反应机理，我们可以更深入地理解化学反应的本质和行为规律。
酸碱中和反应、氧化还原反应和取代反应分别具有不同的机理和特点。
化学反应中的物质的反应机理
化学反应中的物质的反应机理介绍：在化学领域，物质的反应机理是指描述反应发生过程中分子之间的相互作用及其导致的化学变化的一系列步骤。
了解反应机理对于理解化学反应的动力学过程以及控制反应的条件和速率具有重要意义。
本文将通过对几个常见化学反应的反应机理进行探讨，帮助读者深入理解物质的反应机理。
一、酸碱中和反应的反应机理酸碱中和反应是基于酸和碱之间的中和反应。
酸和碱中的物质在溶液中以离子形式存在，当酸和碱混合时，酸中的H+离子与碱中的OH-离子结合，形成水和盐。
例如，当盐酸（HCl）和氢氧化钠（NaOH）混合时，盐酸中的H+离子与氢氧化钠中的OH-离子结合，生成水（H2O）和氯化钠（NaCl）：HCl + NaOH → H2O + NaCl二、氧化还原反应的反应机理氧化还原反应是指物质的电荷转移过程。
在氧化还原反应中，发生氧化的物质损失电子，而发生还原的物质获得电子。
氧化还原反应涉及到氧化剂和还原剂的相互作用。
例如，铁离子（Fe2+）与亚硫酸根离子（SO32-）发生氧化还原反应。
亚硫酸根离子失去两个电子，被氧化成硫酸根离子（SO42-），而铁离子获得两个电子，被还原成铁（Fe）:Fe2+ + SO32- → Fe + SO42-三、水解反应的反应机理水解反应是指物质与水之间发生反应产生新的物质。
水解反应通常在酸性、碱性或中性条件下进行。
例如，酯水解反应是酯与水反应生成醇和酸的过程。
酯中的酯基与水中的水分子发生取代反应，生成醇和酸。
CH3COOC2H5 + H2O → CH3CH2OH + CH3COOH四、聚合反应的反应机理聚合反应是指由单体分子通过共价键连接而形成大分子的过程。
聚合反应通常发生在高温或存在催化剂的条件下。
例如，乙烯（C2H4）聚合成聚乙烯（C2H4）n的反应机理是通过乙烯分子中的π键开环，多个乙烯分子通过共价键连接而形成长链聚合物。
C2H4 + C2H4 + C2H4 + ... → (C2H4)n结论：物质的反应机理是描述化学反应发生过程中分子之间相互作用的一系列步骤。
化学反应动力学和反应机理
化学反应动力学和反应机理化学反应动力学是研究化学反应速率及其影响因素的学科，涉及多个方面的知识，包括化学平衡、热力学、流体力学、物理化学等。
反应机理是指化学反应的详细顺序步骤和中间产物，是探究化学反应机制的重要手段。
一、化学反应动力学1. 反应速率反应速率是指反应物浓度变化的速率，通常用单位时间内消耗或产生的物质的量来表示。
根据摩尔定律，反应速率与反应物浓度成正比，即速率v与浓度的乘积的n次方成正比，n为反应物在化学方程式中的系数。
例如，对于一元反应，v∝[A]，对于二元反应，v∝[A][B]。
2. 反应速率常数反应速率常数k是指单位时间内单位浓度反应物消耗或产生的量，它与温度有关。
当反应物的摩尔浓度为1mol/L时，反应速率常数k称为反应的特定速率常数。
3. 反应级数反应级数是指反应速率与各个反应物浓度的函数关系中，各个反应物的指数。
例如，对于一级反应，速率与反应物浓度成正比，一级反应的速率常数为k[A]。
对于二级反应，速率与反应物浓度的平方成正比，二级反应的速率常数为k[A][B]。
4. 反应机理反应机理是指化学反应的详细顺序步骤和中间产物，包括反应物的吸附、分子间的碰撞、化学键断裂和形成、新的化学键的形成等过程。
通过研究反应机理，可以了解反应速率规律和探究反应过程中的化学现象。
二、反应机理1. 活化能活化能是指启始反应所需的最小能量，它能够促使反应分子的化学键发生断裂和形成新的化学键，进而形成产物。
反应物分子必须具有足够的能量才能突破这一阻碍。
2. 反应中间态反应中间态是指反应过程中出现的瞬态中间物质，它们是反应机理的关键。
反应中间物质将反应物转化成产物，然后再回到反应物状态，这种过程称为催化反应。
反应中间态可以通过分析反应物的光谱和反应物变化曲线来得到。
3. 催化催化是指化学反应在催化剂的作用下发生，催化剂能够提高反应速率，降低反应活化能，使反应更加简单、高效。
常见的催化剂有金属催化剂、酸催化剂、碱催化剂等。
有机反应机理知识点归纳
有机反应机理知识点归纳
有机反应机理是有机化学中非常重要的一部分，它描述了有机分子之间发生化学反应的详细过程。
下面是一些常见的有机反应机理知识点归纳：
1. 反应类型：
- 加成反应：两个单体结合形成一个新的化合物。
- 消去反应：一个大分子分解成两个或更多小分子。
- 变位反应：分子内原子或基团的位置重新排列。
- 取代反应：一个原子或基团被另一个原子或基团取代。
2. 反应机理的步骤：
- 初始步骤：包括反应物的活化和生成中间体。
- 中间体的转化：中间体经历一系列的转化步骤，最终形成产物。
- 生成产物：最终产物生成并结束反应。
3. 催化剂的作用：
- 催化剂可以加速反应速率，降低活化能。
- 酶是生物体内常见的催化剂。
4. 反应速率与反应底物浓度的关系：
- 当反应底物浓度增加时，反应速率也会增加。
- 反应速率与浓度之间的关系可以通过速率方程式表示。
5. 质子转移反应：
- 质子可以从一个分子转移到另一个分子，形成质子化和去质子化产物。
- 质子转移反应在有机化学中非常常见。
6. π电子的参与：
- π电子可以作为电子云，参与化学反应中的电子迁移。
以上是有机反应机理的一些常见知识点归纳，希望对您有所帮助。
高中有机化学反应机理汇总
高中有机化学反应机理汇总1. 反应机理的定义反应机理是指描述化学反应中分子、离子或原子之间键的形成和断裂的过程。
在有机化学中，了解反应机理可以帮助预测反应产物和确定反应条件。
2. 有机化学反应机理分类有机化学反应机理可以分为以下几类：2.1 取代反应取代反应是指一个原子、离子或基团被另一个原子、离子或基团替代的反应。
常见的取代反应有卤代烃的取代反应、醇的酸碱取代反应等。
2.2 加成反应加成反应是指两个或多个分子结合成一个大分子的反应。
例如，烯烃与卤素发生加成反应生成卤代烃。
2.3 消除反应消除反应是指一个分子中的原子或基团被去除，生成另一个分子。
常见的消除反应有醇的脱水反应、卤代烃的脱卤反应等。
2.4 缩合反应缩合反应是指两个或多个分子合成一个较大的分子。
例如，醛或酮与胺反应发生缩合反应生成亚胺。
2.5 氧化还原反应氧化还原反应是指电子的转移过程。
在有机化学中，常见的氧化还原反应有醛、酮的氧化反应、醇的氧化反应等。
3. 反应机理的研究方法研究反应机理可以采用以下方法：3.1 反应速率法通过测量反应速率随温度、浓度等条件的变化，推断反应的机理和速率控制步骤。
3.2 反应中间体的观察通过实验观察和分离反应中间生成的物质，推测反应路径和机理。
3.3 同位素标记法通过使用同位素标记原子或基团，追踪反应过程中原子或基团的动态变化，推断反应机理。
3.4 环境效应研究通过改变溶剂和温度等环境条件，观察反应速率和产物分布的变化，进一步了解反应机理。
4. 案例分析以溴乙烷与氢氧化钠反应为例，溴乙烷和氢氧化钠先发生取代反应，生成溴代乙烷和水。
然后，溴代乙烷和氢氧化钠发生消除反应，生成乙烯和水。
该反应的整体反应机理为取代-消除反应。
5. 总结有机化学反应机理的研究对理解化学反应的过程和规律具有重要意义。
通过了解不同类型的反应机理以及研究方法，可以更好地理解和预测有机反应的结果和条件。
化学反应中的反应机理与反应路径
化学反应中的反应机理与反应路径化学反应是指物质在发生化学变化时，原子之间的键重新组合或者断裂的过程。
在化学反应中，反应机理及反应路径是揭示反应过程及其机制的关键因素。
本文将对化学反应中的反应机理与反应路径进行探讨。
一、反应机理的概念反应机理是指描述反应发生过程中化学物质的相互作用、键的重新组合以及化学键的断裂等细节的过程。
它涉及到反应温度、反应物浓度、反应物的性质等因素。
了解反应机理有助于深入理解反应过程并优化反应条件。
二、反应路径的概念反应路径是指反应发生过程中各个中间体和过渡态的形成和消失顺序。
它包括反应物在反应中的转化和生成产物的过程。
反应路径的研究能够揭示反应的详细步骤，有助于寻找最佳反应条件和控制反应过程。
三、反应机理与反应路径的关系反应机理和反应路径是紧密相关的概念。
反应机理描述了反应物之间的相互作用以及反应的速率控制步骤，而反应路径则揭示了反应中产物的生成过程和反应中间体的转化过程。
反应机理是反应路径的基础，而反应路径则是反应机理的具体体现。
四、常见的反应机理和反应路径1. 串联反应机理和串联反应路径：串联反应机理是指反应发生时，经过多个步骤逐渐转化为产物的过程。
而串联反应路径则是描述这些步骤的顺序和能量变化。
串联反应机理和路径常见于复杂的有机反应和催化反应中。
2. 逆反应机理和逆反应路径：逆反应机理是指当反应物的浓度达到一定程度后，反应的主要方向发生逆转的过程。
逆反应路径则是对应的描述逆反应进行的步骤。
逆反应机理和路径在化学平衡的研究中有着重要的应用。
3. 链反应机理和链反应路径：链反应机理是指反应中产生活性中间体或自由基，并引发进一步反应的过程。
链反应路径则是对应的描述这些自由基或中间体的生成和消失的顺序。
链反应机理和路径广泛应用于有机化学和环境化学等领域。
五、研究反应机理与反应路径的方法研究反应机理和反应路径的方法包括实验和计算两种。
实验方法通常通过变化反应条件、监测反应物浓度变化和产物生成情况等来分析反应机理和路径。
化学反应机理及其应用
化学反应机理及其应用一、引言化学反应是指原子、分子或离子之间从一个物质转化为另一个物质的过程。
为了更深入地理解化学反应，需要对反应机理进行研究。
反应机理是指反应的具体步骤和过程，包括物质的分子间相互碰撞、反应物的吸附、反应的化学键断裂和形成等。
本文将简单介绍化学反应机理及其应用。
二、化学反应的机理1. 分子碰撞理论我们通常将分子碰撞理论作为化学反应速率的解释。
该理论认为，当具有足够能量的分子相互碰撞时，它们可能会发生反应。
在这种情况下，反应的速率对温度、反应物浓度和表面积等因素敏感。
2. 作用介质理论在有些情况下，分子之间发生反应需要介质的帮助。
在这种情况下，我们通常将作用介质理论作为反应机理的解释。
介质的作用是降低反应的激活能量，使反应能够更容易发生。
3. 电子转移理论在许多化学反应中，原子或分子会失去或获得氧化还原电荷。
在这种情况下，我们使用电子转移理论解释反应机理。
该理论描述了电子在反应中的移动过程，以及此过程对反应速率和反应产物形成的影响。
4. 受保护的中间体理论对于某些化学反应，反应物必须将其化学键断裂并形成中间物，然后再形成最终产物。
在这种情况下，我们使用受保护的中间体理论描述反应机理。
该理论认为，中间物的形成可以通过使用分子保护基团来促进。
三、化学反应机理的应用1. 催化反应许多化学反应需要催化剂才能进行。
催化剂可以改变反应物的分子结构，从而降低反应的激活能量。
这种化学反应在实际应用中非常重要，例如：化妆品、化学制品和能源生产。
2. 化学合成化学反应机理的认识可以帮助科学家更好地设计新物质的合成路径。
例如，从一些简单的分子开始，科学家往往可以通过设计化学反应机理来开发新的药物或材料。
3. 环保应用了解化学反应机理可以帮助设计更加环保的化学反应。
例如，在精细化工生产中，清洗剂的配方和使用原料种类的选择都受到反应机理的影响。
4. 生命科学化学反应机理还可以对生命科学有帮助。
研究酶在化学反应中的作用，对于理解细胞中的生化过程和设计药物具有重要价值。
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取代反应:
PtCl42-+2NH3 PtCl2(NH3)2+2ClPt (NH3)42+ +2Cl- PtCl2(NH3)2+ 2NH3 产物是否相同?
反位效应
H3N Pt H3N NH3 NH3 ClCl Pt H3N NH3 NH3 Cl
-
Cl Pt H3N
NH3 Cl
NH3 Cl
反位效应
A B A B Pt Cl Cl + NH3 -Cl A B Pt NH3 Cl B>A Pt Cl NH3 A>B
H2O OH F RNH2 py NH3 Cl Br SCN I NO2 C6H5 SC(NH2)2 CH3 NO H PR3 C2H4 CN CO
Fe(CN)64 + Fe(phen)33+ Fe(CN)63 + Fe(phen)32+ d6 d5 d5 d6 是否可能是配体交换？
外界(球）机理(outer-sphere mechanism)：
简单的电子转移，无桥式中间体形成 内界（球）机理(inner-sphere mechanism)： 电子由配位层形成的桥式中间体发生转移
[Co(H2O)6]3+ ？
eg* (*) Co(III) Cr(II) s (电子转移前) t2g (
Co
Cr
(桥联电子转移时)
Co
(II) HS LS
Cr(III)
(电子转移后)
Co(III)和Cr(II)电子转移的内界机理示意图
习题
第4章 1，2，3，5，6
讨论：实验室用Cr3+（aq) 制备Cr(en)33+时，加 Zn的作用是什么？ （无机化学实验４）
第4章 配合物反应机理和动力学
配体取代 (交换反应)
两类
电子转移反应(氧化还原反应) Taube , Marcus
反应 机理的研究
研究对象: Co3+ , Cr3+ , Ni2+ ,Pt2+等中心离子, 简单配体
研究的时标(time scale )范围:
100s (惰性化合物)
ms (活性化合物)
lg ky=sPt0 + lgks0 Y的亲核性顺序是：
ROH OR Cl py NO2 N3 Br I
SCN SO32 CN C6H5S PR3
logk和亲核因子Pt(Y)的关系
[CoAX(en)2]+水解反应中的立体化学(stereochemistry)
Co + II
+
Cl
Cr + III
+
H2O
如何证明是内界机理? 反证法: 假设先转移电子 [Cr(II)(H2O)6]2+ (t1/2 = 10–9s)
Cr(H
[Cr(H2O)5Cl]2+ ？ O)63+ (t1/2 = 106s) 2 惰性
假设先转移Cl配体：
[Co(III)(NH3)5Cl]2+（惰性
1. 外界(球）机理
+2
Fe
Fe +
+3
e Fe
+3
Fe
+2
活化, 调整核间距
特点:
1. 电子转移速度快 2. 配位层不变
E1
E2
R. A. Marcus ,The Nobel Prize in Chemistry 1992
反应物
活化络合体
产物
Fe配合物的对称电子交换反应的反应坐标
2. 内界(球)机理(H. Taube) The Pioneer in Modern Inorganic Chemistry Professor Henry Taube professor at Stanford University and winner of the 1983 Nobel Prize to
k1 k -1
- 1
Co(CN)52 + H2O
k2
Co(CN)5Y3
Y分别为Br, I, SCN, N3时， k值均为1.6103s1 说明反应与进入基团无关
（２） 缔合机理(Associative), A机理
x + y rate determing slow x y _x fast y
Cl-和M的键较NH3强，削弱了NH3和M的键
2. 极化理论, 反位基团的变形性大(易被极化)
+
T
_ +M_ _ X
3．影响取代反应速率的因素
（１）中心M的半径，电荷
八面体水配合物的水交换寿命/s
水交换速率的大小
S区（除Mg和Be以外）
d区 速率中等
速率大
d10 活性
稀土 活性
(2). d区元素的LFSE
[Co(III)(NH3)5Cl]2+ + [Cr(II)(H2O)6]2++5H3O+
d6 d7 d3
eCo +III Cl H2O Cr +II Co +III Cl Cr +II
d4
[Co(H2O)6]2+ + [Cr(H2O)5Cl]2+ + 5NH4+
Co +II
Cl
Cr +III
活性(labile)配合物 电子组态
d0 d1 d2 d4(HS) d5(HS) d6(HS) d7(HS) d8 d9 d10
配合物
CaEDTA2, Sc(H2O)5OH2, TiCl62 Ti(H2O)63+ , VO(H2O)52+, MoOCl52 V(phen)33+, ReOCl53 Cr(H2O)62+ Mn(H2O)62+, Fe(H2O)4Cl2+ Fe(H2O)62+ Co(NH3)62+ Ni(en)32+ Cu(NH3)4(H2O)22+ Ga(C2O4)63
1. 八面体配合物的取代反应
x +y y +x
（１）离解机理(dissociative), D机理
x rate determing slow +y fast y
中间体 可测定
(SN1单分子亲核取代)
Y的浓度和性质无关，只与起始配合物的浓度有关， 速率方程为（稳态近似，Y浓度大）： 反应速率= k[ML5 X] ( 速率方程与进入基团无关，为SN1，单分子亲核取代) Co(CN)5H2O2 Co(CN)52 + Y
A= NO2 –, X=Cl– 100% trans
A=OH–, X=Cl–
25% cis
取代反应后分子的构型变化
Co(III) 配合物CoAX(en)2+通过结构扭曲的异构化反应 （外消旋化）
二. 氧化还原(电子转移)反应
不同的金属离子间转移，氧化还原反应(有净化学变化) 同种金属离子间转移，电子交换反应(无净化学变化) 例如： [Co(NH3)6]3+ + [Cr(H2O)6]2++6H3O+ [Co(H2O)6]2+ + [Cr(H2O)6]3+ + 6NH4+ (氧化还原) Fe(H2O)62+ + *Fe(H2O)63+ *Fe(H2O)62+ + Fe(H2O)63+ (电子交换)
Tolman 锥角 CH3 90° CO 95° PPh3 145° P(t-Bu)3 182° 以膦配体为基础，P和M的距离为2.88Å
(5). 进入基团Y的影响 ( 主要是平面四方)
transPtL2Cl2+Y transPtL2ClY+Cl
Y的亲核性越强, k越大, 越有利于SN2反应
排除缔合机理
2.平面四方形配合物
取代反应的动力学过程和速率方程
A T B X + S T B A X S A -X T B S +Y
SN 2
A T B Y -X T B A X Y
速率＝ks[配合物] + ky[配合物][Y]
溶剂化过程 Y配位的双分子过程
动力学反位效应(kinetic trans effect) 反应产物
(3). 离去基团的影响
M—X作用强, 速率慢 (D机理) [Co(NH3)5X]2+ 取代速率, I>Br>Cl>F
[Rh(NH3)5X]2+ 取代速率, I<Br<Cl<F
符合HSAB
(4). 旁观基团及空间效应
空间效应大, 有利于D机理, X容易离开
旁观基团给电子能力强, 有利于D机理, 取代速率快
惰性(inert)配合物 电子组态 d3
d4(LS)
主要配合物 V(H2O)62+ ，Cr(en)2Cl2+
Cr(CN)64, Mn(CN)63
d5(LS)
d6(LS)
Mn(CN)64，Fe(CN)63
Fe(CN)64，Co(en)2(H2O)23+
注意：Cr3+, Co3+多数惰性, Cr2+(HS), Co2+, Ni2+ 多 数活性
中间体 可检测
速率方程与进入基团y的浓度有关: r = k [ML5X][Y] (SN2双分子亲核取代)
放射性C-14跟踪，检测出缔合中间体：
Ni(CN)42+14CN Ni(CN)4 (14CN)3
Ni(CN)4 (14CN)3 Ni(CN)3(14CN)2 + CN 或者 用光谱方法检测出Ni(CN)53