科技名词

笼效应

cage effect

定义：处于同一溶剂笼中的反应物分子可以进行多次碰撞，显著地影响反应的现象。

学科：化学_物理化学_化学动力学

相关名词：反应速率 碰撞 溶剂

来源：全国科学技术名词审定委员会

【延伸阅读】

溶液中的反应与气相反应相比，最大的不同是溶剂分子的存在。同一个反应在气相中进行和在溶液中进行，其速率不同，甚至历程不同，而生成物也不同，这是由溶剂效应引起的。

在溶液中起反应的分子要通过扩散，穿过周围的溶剂分子之后，才能彼此接近而发生接触，反应后生成物分子也要穿过周围的溶剂分子通过扩散而离开。这里所说的扩散，就是对周围溶剂分子的反复碰撞。从微观的角度，可以把周围的溶剂分子看作是形成了一个笼，而反应分子则处于笼中。分子在笼中的持续时间比气体分子互相碰撞的持续时间长10~100倍。所谓笼效应，就是指反应分子在溶剂分子形成的笼中进行的多次反复的碰撞。这种连续重复碰撞一直持续到反应分子从笼中挤出。

溶剂分子的存在虽然限制了反应分子远距离地移动，减少了与远距离分子的碰撞机会，但是增加了近距离反应分子的重复碰撞，总的碰撞频率并未减低。据粗略估计，在水溶液中，一对无相互作用的分子，它们在笼中的时间约为10-12~10-11秒，这段时间内要进行大约100~1000次的碰撞。然后，偶尔有机会挤出这个笼子，扩散到别处，又进入另一个笼子中。

溶液中的反应要比气相反应复杂得多，笼效应是溶剂影响反应速率的重要因素之一。现在已逐渐形成专门研究在溶液中进行反应的分支科学——溶液反应动力学。