Χημικές ιδιότητεςουσίες ανιχνεύονται σε διάφορες χημικές αντιδράσεις.
Οι μετασχηματισμοί των ουσιών, που συνοδεύονται από αλλαγή στη σύσταση και (ή) δομή τους, ονομάζονται χημικές αντιδράσεις. Συχνά υπάρχει ένας τέτοιος ορισμός: μια χημική αντίδραση είναι η διαδικασία μετατροπής αρχικών ουσιών (αντιδραστηρίων) σε τελικές ουσίες (προϊόντα).
Οι χημικές αντιδράσεις γράφονται χρησιμοποιώντας χημικές εξισώσεις και σχήματα που περιέχουν τους τύπους των πρώτων υλών και των προϊόντων αντίδρασης. Στις χημικές εξισώσεις, σε αντίθεση με τα σχήματα, ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου είναι ο ίδιος στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά, γεγονός που αντανακλά το νόμο της διατήρησης της μάζας.
Στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης, αναγράφονται οι τύποι των αρχικών ουσιών (αντιδραστήρια), στη δεξιά πλευρά - οι ουσίες που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης (προϊόντα αντίδρασης, τελικές ουσίες). Το σύμβολο ίσου που συνδέει το αριστερό και σωστη πλευρα, υποδηλώνει ότι σύνολοάτομα των ουσιών που συμμετέχουν στην αντίδραση παραμένει σταθερό. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας ακέραιους στοιχειομετρικούς συντελεστές μπροστά από τους τύπους, που δείχνουν τις ποσοτικές αναλογίες μεταξύ των αντιδρώντων και των προϊόντων αντίδρασης.
Οι χημικές εξισώσεις μπορεί να περιέχουν πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά της αντίδρασης. Εάν μια χημική αντίδραση εξελιχθεί υπό την επίδραση εξωτερικών επιδράσεων (θερμοκρασία, πίεση, ακτινοβολία κ.λπ.), αυτό υποδεικνύεται με το κατάλληλο σύμβολο, συνήθως πάνω (ή «κάτω») από το σύμβολο ίσου.
Ένας τεράστιος αριθμός χημικών αντιδράσεων μπορεί να ομαδοποιηθεί σε διάφορους τύπους αντιδράσεων, οι οποίοι χαρακτηρίζονται από καλά καθορισμένα χαρακτηριστικά.
Οπως και χαρακτηριστικά ταξινόμησηςμπορούν να επιλεγούν τα εξής:
- 1. Ο αριθμός και η σύνθεση των πρώτων υλών και των προϊόντων αντίδρασης.
- 2. Συλλογική κατάσταση αντιδρώντων και προϊόντων αντίδρασης.
- 3. Ο αριθμός των φάσεων στις οποίες βρίσκονται οι συμμετέχοντες στην αντίδραση.
- 4. Η φύση των μεταφερόμενων σωματιδίων.
- 5. Η πιθανότητα να προχωρήσει η αντίδραση προς τα εμπρός και προς τα πίσω.
- 6. Υπογράψτε θερμική επίδρασηδιαιρεί όλες τις αντιδράσεις σε: εξώθερμες αντιδράσεις που συμβαίνουν με εξω-φαινόμενο - την απελευθέρωση ενέργειας με τη μορφή θερμότητας (Q> 0, ?H
και ενδόθερμες αντιδράσεις που προχωρούν με το ενδοφαινόμενο - την απορρόφηση ενέργειας με τη μορφή θερμότητας (Q<0, ?H >0):
Τέτοιες αντιδράσεις αναφέρονται ως θερμοχημικές.
Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα κάθε έναν από τους τύπους αντιδράσεων.
Ταξινόμηση ανάλογα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδραστηρίων και των τελικών ουσιών
1. Αντιδράσεις σύνδεσης
Στις αντιδράσεις μιας ένωσης πολλών αντιδρώντων, σχετικά απλή σύνθεσηλαμβάνεται μια ουσία πιο σύνθετης σύνθεσης:
Κατά κανόνα, αυτές οι αντιδράσεις συνοδεύονται από απελευθέρωση θερμότητας, δηλ. οδηγούν στο σχηματισμό πιο σταθερών και λιγότερο πλούσιων σε ενέργεια ενώσεων.
Οι αντιδράσεις του συνδυασμού απλών ουσιών έχουν πάντα οξειδοαναγωγικό χαρακτήρα. Οι σύνθετες αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα μεταξύ σύνθετες ουσίες, μπορεί να συμβεί και τα δύο χωρίς αλλαγή στο σθένος:
και να ταξινομηθεί ως οξειδοαναγωγή:
2. Αντιδράσεις αποσύνθεσης
Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης οδηγούν στο σχηματισμό πολλών ενώσεων από μία σύνθετη ουσία:
Α = Β + Γ + Δ.
Τα προϊόντα αποσύνθεσης μιας σύνθετης ουσίας μπορεί να είναι απλές και σύνθετες ουσίες. Από τις αντιδράσεις αποσύνθεσης που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή των καταστάσεων σθένους, πρέπει να σημειωθεί η αποσύνθεση κρυσταλλικών υδριτών, βάσεων, οξέων και αλάτων οξέων που περιέχουν οξυγόνο:
Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης οξειδοαναγωγικής φύσης περιλαμβάνουν την αποσύνθεση οξειδίων, οξέων και αλάτων που σχηματίζονται από στοιχεία σε υψηλότερους βαθμούςοξείδωση:
Ιδιαίτερα χαρακτηριστικές είναι οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις αποσύνθεσης για άλατα νιτρικού οξέος.
Αντιδράσεις αποσύνθεσης σε οργανική χημείαονομάζονται ρωγμές.
ή αφυδρογόνωση
3. Αντιδράσεις υποκατάστασης
Στις αντιδράσεις υποκατάστασης, συνήθως μια απλή ουσία αλληλεπιδρά με μια σύνθετη, σχηματίζοντας μια άλλη απλή ουσία και μια άλλη σύνθετη:
A + BC = AB + C.
Αυτές οι αντιδράσεις στη συντριπτική τους πλειοψηφία ανήκουν σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής:
Τα παραδείγματα αντιδράσεων υποκατάστασης που δεν συνοδεύονται από αλλαγή στις καταστάσεις σθένους των ατόμων είναι εξαιρετικά λίγα. Πρέπει να σημειωθεί η αντίδραση του διοξειδίου του πυριτίου με άλατα οξέων που περιέχουν οξυγόνο, τα οποία αντιστοιχούν σε αέριους ή πτητικούς ανυδρίτες:
CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2,
Μερικές φορές αυτές οι αντιδράσεις θεωρούνται ως αντιδράσεις ανταλλαγής:
4. Ανταλλαγή αντιδράσεων
Οι αντιδράσεις ανταλλαγής είναι αντιδράσεις μεταξύ δύο ενώσεων που ανταλλάσσουν τα συστατικά τους μεταξύ τους:
AB + CD = AD + CB.
Εάν συμβαίνουν διεργασίες οξειδοαναγωγής κατά τη διάρκεια αντιδράσεων υποκατάστασης, τότε οι αντιδράσεις ανταλλαγής συμβαίνουν πάντα χωρίς αλλαγή κατάσταση σθένουςάτομα. Αυτή είναι η πιο κοινή ομάδα αντιδράσεων μεταξύ σύνθετων ουσιών - οξειδίων, βάσεων, οξέων και αλάτων:
Μια ειδική περίπτωση αυτών των αντιδράσεων ανταλλαγής είναι οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης:
Συνήθως αυτές οι αντιδράσεις υπακούουν στους νόμους χημική ισορροπίακαι ρέει προς την κατεύθυνση όπου τουλάχιστον μία από τις ουσίες αφαιρείται από τη σφαίρα της αντίδρασης με τη μορφή μιας αέριας, πτητικής ουσίας, ιζήματος ή ενώσεων χαμηλής διάστασης (για διαλύματα):
5. Αντιδράσεις μεταφοράς.
Στις αντιδράσεις μεταφοράς, ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων μετακινείται από ένα δομική μονάδασε άλλο:
Για παράδειγμα:
- 1. Οι χημικές αντιδράσεις διαφέρουν ως προς τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδρώντων:
- α) αντιδράσεις που προχωρούν χωρίς αλλαγή της σύστασης των ουσιών που αλληλεπιδρούν: ανόργανη χημείαΠαραδείγματα τέτοιων χημικών αντιδράσεων είναι οι διαδικασίες αλλαγής αλλοτροπικών τροποποιήσεων του ίδιου χημικού στοιχείου (ο γραφίτης μετατρέπεται σε διαμάντι, το οξυγόνο σε όζον).
Στην οργανική χημεία, παραδείγματα θα ήταν οι αντιδράσεις ισομερισμού αλκανίων, αλκενίων, αλκυνίων και άλλων που προχωρούν χωρίς να αλλάζουν όχι μόνο η ποιοτική, αλλά και η ποσοτική σύνθεση των αντιδραστηρίων.
- β) χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν με αλλαγή στη σύνθεση των ουσιών: αντιδράσεις συνδυασμού, υποκατάστασης, ανταλλαγής και αποσύνθεσης.
- 2. Οι αντιδράσεις μπορούν να ταξινομηθούν αλλάζοντας τις καταστάσεις οξείδωσης χημικά στοιχείααλληλεπιδρούν σε μια χημική αντίδραση:
- α) οι χημικές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής συμβαίνουν με αλλαγή του βαθμού οξείδωσης.
- β) αντιδράσεις χωρίς μεταβολή της κατάστασης οξείδωσης των αντιδρώντων.
- 3. Οι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται επίσης ανάλογα με τη θερμική επίδραση που προκύπτει από τις αλληλεπιδράσεις ατόμων ή μορίων:
- α) εξώθερμη - με την απελευθέρωση θερμότητας (ή ενέργειας).
- β) ενδόθερμος - με την απορρόφηση ενέργειας.
- 4. Σύμφωνα με τη συμμετοχή στη διαδικασία της αλληλεπίδρασης του καταλύτη, οι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται σε καταλυτικές και μη καταλυτικές (πάνω από το 70% όλων των αντιδράσεων είναι καταλυτικές).
- 5. Με την παρουσία στην αντίδραση ουσιών σε διαφορετικά καταστάσεις συνάθροισηςΟι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται σε ετερογενείς (τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης) και σε ομοιογενείς (όλα τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα υπάρχουν σε μια φάση).
- 6. Στην κατεύθυνση της ροής, οι χημικές αντιδράσεις μπορεί να είναι αναστρέψιμες (που πηγαίνουν και προς τις δύο κατευθύνσεις) ή μη αναστρέψιμες.
- 7. Υπάρχει επίσης μια ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων ανάλογα με το είδος της ενέργειας που ξεκινά την αντίδραση: φωτοχημική, ακτινοβολία, θερμοχημική και ηλεκτροχημική.
- 4. Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό των χημικών αντιδράσεων
- 1. Η φύση των αντιδρώντων. Σημαντικό ρόλο παίζει η φύση των χημικών δεσμών και η δομή των μορίων των αντιδραστηρίων. Οι αντιδράσεις προχωρούν προς την κατεύθυνση της καταστροφής λιγότερο ισχυρών δεσμών και του σχηματισμού ουσιών με ισχυρότερους δεσμούς. Για παράδειγμα, απαιτούνται υψηλές ενέργειες για τη διάσπαση των δεσμών στα μόρια Η2 και Ν2. τέτοια μόρια δεν είναι πολύ αντιδραστικά. Για να σπάσουν οι δεσμοί σε πολύ πολικά μόρια (HCl, H2O), απαιτείται λιγότερη ενέργεια και ο ρυθμός αντίδρασης είναι πολύ υψηλότερος. Οι αντιδράσεις μεταξύ ιόντων στα διαλύματα ηλεκτρολυτών προχωρούν σχεδόν ακαριαία.
Το φθόριο αντιδρά εκρηκτικά με το υδρογόνο σε θερμοκρασία δωματίου· το βρώμιο αντιδρά με το υδρογόνο αργά ακόμη και όταν θερμαίνεται.
Το οξείδιο του ασβεστίου αντιδρά έντονα με το νερό, απελευθερώνοντας θερμότητα. οξείδιο του χαλκού - δεν αντιδρά.
2. Συγκέντρωση. Με αύξηση της συγκέντρωσης (ο αριθμός των σωματιδίων ανά μονάδα όγκου), οι συγκρούσεις των μορίων των αντιδραστηρίων συμβαίνουν συχνότερα - ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται.
Ο νόμος της δράσης της μάζας - ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι ευθέως ανάλογος με το προϊόν των συγκεντρώσεων των αντιδρώντων.
Για ομοιογενή αντίδραση ενός σταδίου τύπου Α + Β; προϊόντα αντίδρασης αυτός ο νόμος εκφράζεται με την εξίσωση:
όπου v είναι ο ρυθμός αντίδρασης. cA και cB είναι οι συγκεντρώσεις των ουσιών Α και Β, mol/l.
k - συντελεστής αναλογικότητας, που ονομάζεται σταθερά ταχύτητας της αντίδρασης.
Η σταθερά ταχύτητας αντίδρασης k εξαρτάται από τη φύση των αντιδρώντων, τη θερμοκρασία και τον καταλύτη, αλλά δεν εξαρτάται από τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων.
Η φυσική έννοια της σταθεράς ταχύτητας είναι ότι είναι ίση με την ταχύτητα αντίδρασης σε μοναδιαίες συγκεντρώσεις των αντιδρώντων.
Για ετερογενείς αντιδράσεις, η συγκέντρωση της στερεάς φάσης δεν περιλαμβάνεται στην έκφραση του ρυθμού αντίδρασης.
3. Θερμοκρασία. Για κάθε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10°C, ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται κατά 2-4 (Κανόνας Van't Hoff). Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται από t1 σε t2, η αλλαγή στον ρυθμό αντίδρασης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:
(όπου Vt2 και Vt1 είναι οι ρυθμοί αντίδρασης σε θερμοκρασίες t2 και t1, αντίστοιχα, g είναι ο συντελεστής θερμοκρασίας αυτής της αντίδρασης).
Ο κανόνας του Van't Hoff ισχύει μόνο σε ένα στενό εύρος θερμοκρασίας. Πιο ακριβής είναι η εξίσωση Arrhenius:
όπου το Α είναι μια σταθερά ανάλογα με τη φύση των αντιδρώντων.
R είναι η καθολική σταθερά αερίου.
Ea είναι η ενέργεια ενεργοποίησης, δηλ. την ενέργεια που πρέπει να έχουν τα συγκρουόμενα μόρια προκειμένου η σύγκρουση να οδηγήσει σε χημικό μετασχηματισμό.
Ενεργειακό διάγραμμα χημικής αντίδρασης.
Ρύζι. 1
A - αντιδραστήρια, B - ενεργοποιημένο σύμπλοκο (κατάσταση μετάβασης), C - προϊόντα.
Όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια ενεργοποίησης Ea, τόσο περισσότερο αυξάνεται ο ρυθμός αντίδρασης με την αύξηση της θερμοκρασίας.
- 4. Η επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων. Για ετερογενή συστήματα (όταν οι ουσίες βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης), όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια επαφής, τόσο πιο γρήγορα προχωρά η αντίδραση. Επιφάνεια στερεάμπορεί να αυξηθεί με άλεση τους και για διαλυτές ουσίες - με διάλυσή τους.
- 5. Κατάλυση. Οι ουσίες που συμμετέχουν στις αντιδράσεις και αυξάνουν τον ρυθμό της, παραμένοντας αμετάβλητες στο τέλος της αντίδρασης, ονομάζονται καταλύτες. Ο μηχανισμός δράσης των καταλυτών σχετίζεται με μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης της αντίδρασης λόγω του σχηματισμού ενδιάμεσων ενώσεων. Στην ομογενή κατάλυση, τα αντιδρώντα και ο καταλύτης αποτελούν μια φάση (βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης), ενώ στην ετερογενή κατάλυση είναι διαφορετικές φάσεις (βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης). Επιβραδύνετε δραματικά την πορεία των ανεπιθύμητων χημικές διεργασίεςσε ορισμένες περιπτώσεις είναι δυνατό με την προσθήκη αναστολέων στο μέσο αντίδρασης (το φαινόμενο της «αρνητικής κατάλυσης»).
- 5. Ο νόμος της χημικής ισορροπίας
Η χημική ισορροπία είναι μια κατάσταση ενός χημικού συστήματος στο οποίο μια ή περισσότερες χημικές αντιδράσεις προχωρούν αναστρέψιμα και οι ρυθμοί σε κάθε ζεύγος αντιδράσεων προς τα εμπρός-αντίστροφα είναι ίσοι μεταξύ τους. Για ένα σύστημα σε χημική ισορροπία, οι συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων, η θερμοκρασία και άλλες παράμετροι του συστήματος δεν αλλάζουν με το χρόνο.
Σε κατάσταση ισορροπίας, οι ρυθμοί των μπροστινών και των αντίστροφων αντιδράσεων γίνονται ίσοι.
Η θέση της χημικής ισορροπίας εξαρτάται από τις ακόλουθες παραμέτρους αντίδρασης: θερμοκρασία, πίεση και συγκέντρωση. Η επίδραση που έχουν αυτοί οι παράγοντες σε μια χημική αντίδραση υπακούει στο πρότυπο που εκφράστηκε γενική εικόνατο 1885 από τον Γάλλο επιστήμονα Le Chatelier.
Σε κάθε αναστρέψιμη αντίδρασημία από τις κατευθύνσεις αντιστοιχεί σε μια εξώθερμη διεργασία και η άλλη σε μια ενδόθερμη.
Η προς τα εμπρός αντίδραση είναι εξώθερμη και η αντίστροφη είναι ενδόθερμη.
Η επίδραση της αλλαγής θερμοκρασίας στη θέση της χημικής ισορροπίας υπόκειται σε τους ακόλουθους κανόνες: Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η χημική ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση της ενδόθερμης αντίδρασης, με μείωση της θερμοκρασίας, προς την κατεύθυνση της εξώθερμης αντίδρασης.
Σε όλες τις αντιδράσεις που περιλαμβάνουν αέριες ουσίες, που συνοδεύονται από αλλαγή όγκου λόγω αλλαγής της ποσότητας της ουσίας κατά τη μετάβαση από τις αρχικές ουσίες στα προϊόντα, η θέση ισορροπίας επηρεάζεται από την πίεση στο σύστημα.
Η επίδραση της πίεσης στη θέση ισορροπίας υπόκειται στους ακόλουθους κανόνες: Με την αύξηση της πίεσης, η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση του σχηματισμού ουσιών (ή προϊόντων εκκίνησης) με μικρότερο όγκο. όταν η πίεση μειώνεται, η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση του σχηματισμού ουσιών με μεγάλο όγκο:
Έτσι, κατά τη μετάβαση από τις αρχικές ουσίες στα προϊόντα, ο όγκος των αερίων μειώθηκε στο μισό.
Η επίδραση της συγκέντρωσης στην κατάσταση ισορροπίας υπακούει στους ακόλουθους κανόνες:
Με την αύξηση της συγκέντρωσης μιας από τις πρώτες ουσίες, η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση του σχηματισμού προϊόντων αντίδρασης.
Με την αύξηση της συγκέντρωσης ενός από τα προϊόντα της αντίδρασης, η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση του σχηματισμού των αρχικών ουσιών.
1. Με πινακίδα αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείωνμόρια ουσιών που αντιδρούν, όλες οι αντιδράσεις χωρίζονται σε:
ΕΝΑ) αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (αντιδράσεις με μεταφορά ηλεκτρονίων).
σι) μη οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις (αντιδράσεις χωρίς μεταφορά ηλεκτρονίων).
2. Σύμφωνα με το πρόσημο του θερμικού φαινομένουόλες οι αντιδράσεις χωρίζονται σε:
ΕΝΑ) εξώθερμος (πηγαίνει με την απελευθέρωση θερμότητας)?
σι) ενδόθερμος (πηγαίνοντας με την απορρόφηση της θερμότητας).
3. Με πινακίδα ομοιογένεια του συστήματος αντίδρασηςΟι αντιδράσεις χωρίζονται σε:
ΕΝΑ) ομοιογενής (που ρέει σε ένα ομοιογενές σύστημα).
σι) ετερογενής (που ρέει σε ανομοιογενές σύστημα)
4. Ανάλογα με παρουσία ή απουσία καταλύτηΟι αντιδράσεις χωρίζονται σε:
ΕΝΑ) καταλυτικός (πηγαίνει με τη συμμετοχή καταλύτη)?
σι) μη καταλυτικό (πηγαίνει χωρίς καταλύτη).
5. Με πινακίδα αναστρεπτόΌλες οι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται σε:
ΕΝΑ) μη αναστρεψιμο (που ρέει μόνο προς μία κατεύθυνση).
σι) αναστρεπτός (που ρέει ταυτόχρονα προς τα εμπρός και προς τα πίσω).
Εξετάστε μια άλλη συνήθως χρησιμοποιούμενη ταξινόμηση.
Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αρχικών ουσιών (αντιδραστηρίων) και των προϊόντων αντίδρασηςΜπορούν να διακριθούν οι ακόλουθοι κύριοι τύποι χημικών αντιδράσεων:
ΕΝΑ) αντιδράσεις ένωσης;σι) αντιδράσεις αποσύνθεσης;
V) αντιδράσεις υποκατάστασης;ΣΟΛ) αντιδράσεις ανταλλαγής.
Αντιδράσεις σύνδεσης- πρόκειται για αντιδράσεις κατά τις οποίες μια ουσία πιο σύνθετης σύνθεσης σχηματίζεται από δύο ή περισσότερες ουσίες:
Α + Β + ... = Β.
Υπάρχει μεγάλος αριθμόςαντιδράσεις συνδυασμού απλών ουσιών (μέταλλα με αμέταλλα, αμέταλλα με αμέταλλα), για παράδειγμα:
Fe + S \u003d FeS 2Na + H 2 \u003d 2NaH
S + O 2 \u003d SO 2 H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
Οι αντιδράσεις του συνδυασμού απλών ουσιών είναι πάντα αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Κατά κανόνα, αυτές οι αντιδράσεις είναι εξώθερμες.
Οι σύνθετες ουσίες μπορούν επίσης να συμμετέχουν σε αντιδράσεις ενώσεων, για παράδειγμα:
CaO + SO 3 \u003d CaSO 4 K 2 O + H 2 O \u003d 2KOH
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2
Στα παραδείγματα που δίνονται, οι καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων δεν αλλάζουν κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων.
Υπάρχουν επίσης αντιδράσεις συνδυασμού απλών και πολύπλοκων ουσιών που σχετίζονται με αντιδράσεις οξειδοαναγωγής, για παράδειγμα:
2FeС1 2 + Сl 2 = 2FeСl 3 2SO 2 + О 2 = 2SO 3
· Αντιδράσεις αποσύνθεσης- αυτές είναι αντιδράσεις κατά τη διάρκεια των οποίων σχηματίζονται δύο ή περισσότερες απλούστερες ουσίες από μια σύνθετη ουσία: A \u003d B + C + ...
Τα προϊόντα αποσύνθεσης της αρχικής ουσίας μπορεί να είναι απλές και σύνθετες ουσίες, για παράδειγμα:
2Fe (OH) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3H 2 O VaCO 3 \u003d BaO + CO 2
2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2
Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης συνήθως προχωρούν όταν οι ουσίες θερμαίνονται και είναι ενδόθερμες. Όπως οι αντιδράσεις ένωσης, οι αντιδράσεις αποσύνθεσης μπορούν να προχωρήσουν με ή χωρίς αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων.
Αντιδράσεις υποκατάστασης- πρόκειται για αντιδράσεις μεταξύ απλών και πολύπλοκων ουσιών, κατά τις οποίες άτομα μια απλή ουσίααντικαταστήσει τα άτομα ενός από τα στοιχεία στο μόριο μιας σύνθετης ουσίας. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης υποκατάστασης, σχηματίζεται μια νέα απλή και μια νέα σύνθετη ουσία:
A + BC = AC + B
Αυτές οι αντιδράσεις είναι σχεδόν πάντα αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Για παράδειγμα:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
Ca + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2
Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu
2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3
2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2
Υπάρχει ένας μικρός αριθμός αντιδράσεων υποκατάστασης που περιλαμβάνουν πολύπλοκες ουσίες και που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων, για παράδειγμα:
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
Ca 3 (RO 4) 2 + 3SiO 2 \u003d 3CaSiO 3 + P 2 O 5
Αντιδράσεις ανταλλαγής- πρόκειται για αντιδράσεις μεταξύ δύο πολύπλοκων ουσιών, τα μόρια των οποίων ανταλλάσσουν τα συστατικά τους μέρη:
AB + CB = AB + CB
Οι αντιδράσεις ανταλλαγής προχωρούν πάντα χωρίς μεταφορά ηλεκτρονίων, δηλαδή δεν είναι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Για παράδειγμα:
HNO 3 + NaOH = NaNO 3 + H 2 O
BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HCl
Ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων ανταλλαγής, συνήθως σχηματίζεται ένα ίζημα (↓) ή μια αέρια ουσία (), ή αδύναμος ηλεκτρολύτης(π.χ. νερό).
ΣΕ σύγχρονη επιστήμηδιάκριση μεταξύ χημικών και πυρηνικών αντιδράσεων που συμβαίνουν ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των αρχικών ουσιών, οι οποίες συνήθως ονομάζονται αντιδραστήρια. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται άλλες χημικές ουσίες, οι οποίες ονομάζονται προϊόντα. Όλες οι αλληλεπιδράσεις συμβαίνουν υπό ορισμένες συνθήκες (θερμοκρασία, ακτινοβολία, παρουσία καταλυτών κ.λπ.). Οι πυρήνες των ατόμων των αντιδρώντων χημικών αντιδράσεων δεν αλλάζουν. Στους πυρηνικούς μετασχηματισμούς σχηματίζονται νέοι πυρήνες και σωματίδια. Υπάρχουν αρκετές διάφορα σημάδιαπου καθορίζουν τα είδη των χημικών αντιδράσεων.
Η ταξινόμηση μπορεί να βασίζεται στον αριθμό των αρχικών και σχηματισμένων ουσιών. Σε αυτή την περίπτωση, όλοι οι τύποι χημικών αντιδράσεων χωρίζονται σε πέντε ομάδες:
- Αποσυνθέσεις (από μία ουσία λαμβάνονται αρκετές νέες), για παράδειγμα, αποσύνθεση όταν θερμαίνεται σε χλωριούχο κάλιο και οξυγόνο: KCLO3 → 2KCL + 3O2.
- Ενώσεις (δύο ή περισσότερες ενώσεις σχηματίζουν μια νέα), αλληλεπιδρώντας με το νερό, το οξείδιο του ασβεστίου μετατρέπεται σε υδροξείδιο του ασβεστίου: H2O + CaO → Ca(OH)2;
- Αντικαταστάσεις (ο αριθμός των προϊόντων είναι ίσος με τον αριθμό των αρχικών ουσιών στις οποίες ένα συστατικό αντικαθίσταται από ένα άλλο), ο σίδηρος σε θειικό χαλκό, αντικαθιστώντας τον χαλκό, σχηματίζει θειικό σίδηρο: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
- Διπλή ανταλλαγή (μόρια δύο ουσιών ανταλλάσσουν τα μέρη που τα αφήνουν), μέταλλα και ανταλλάσσουν ανιόντα, σχηματίζοντας καταβυθισμένο ιωδιούχο άργυρο και νιτρικό κάδιο: KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3.
- Πολυμορφικός μετασχηματισμός (υπάρχει μετάβαση μιας ουσίας από μια κρυσταλλική μορφή σε άλλη), το ιωδιούχο χρώμα, όταν θερμαίνεται, μετατρέπεται σε ιωδιούχο υδράργυρο κίτρινο χρώμα: HgI2 (κόκκινο) ↔ HgI2 (κίτρινο).
Αν χημικούς μετασχηματισμούςλαμβάνοντας υπόψη τις αλλαγές στην κατάσταση οξείδωσης των στοιχείων στις αντιδρώντες ουσίες, τότε οι τύποι χημικών αντιδράσεων μπορούν να χωριστούν σε ομάδες:
- Με αλλαγή του βαθμού οξείδωσης - οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις (ORD). Ως παράδειγμα, εξετάστε την αλληλεπίδραση του σιδήρου με υδροχλωρικό οξύ: Fe + HCL → FeCl2 + H2, ως αποτέλεσμα, η κατάσταση οξείδωσης του σιδήρου (αναγωγικός παράγοντας δωρεάς ηλεκτρονίων) άλλαξε από 0 σε -2 και του υδρογόνου (οξειδωτικός παράγοντας αποδοχής ηλεκτρονίων) από +1 σε 0.
- Καμία αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης (δηλαδή, χωρίς OVR). Για παράδειγμα, οι αντιδράσεις αλληλεπίδρασης οξέος-βάσης υδροβρωμιούχου με υδροξείδιο του νατρίου: HBr + NaOH → NaBr + H2O, ως αποτέλεσμα τέτοιων αντιδράσεων, σχηματίζονται αλάτι και νερό και οι καταστάσεις οξείδωσης των χημικών στοιχείων που περιλαμβάνονται στην αρχική οι ουσίες δεν αλλάζουν.
Εάν λάβουμε υπόψη τον ρυθμό ροής προς την εμπρός και την αντίστροφη κατεύθυνση, τότε όλοι οι τύποι χημικών αντιδράσεων μπορούν επίσης να χωριστούν σε δύο ομάδες:
- Αναστρέψιμα - αυτά που ρέουν προς δύο κατευθύνσεις ταυτόχρονα. Οι περισσότερες αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες. Ένα παράδειγμα είναι η διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα στο νερό με το σχηματισμό ενός ασταθούς ανθρακικό οξύ, το οποίο διασπάται σε αρχικές ουσίες: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
- Μη αναστρέψιμη - ροή μόνο προς τα εμπρός, μετά την πλήρη κατανάλωση μιας από τις πρώτες ουσίες, ολοκληρώνονται, μετά την οποία υπάρχουν μόνο προϊόντα και η αρχική ουσία, που λαμβάνεται σε περίσσεια. Συνήθως ένα από τα προϊόντα είναι είτε αδιάλυτη ουσία είτε εκλυμένο αέριο. Για παράδειγμα, όταν το θειικό οξύ και το χλωριούχο βάριο αντιδρούν: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4↓ + 2HCl, ένα αδιάλυτο
Οι τύποι χημικών αντιδράσεων στην οργανική χημεία μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις ομάδες:
- Αντικατάσταση (ένα άτομο ή ομάδες ατόμων αντικαθίστανται από άλλα), για παράδειγμα, όταν το χλωροαιθάνιο αντιδρά με υδροξείδιο του νατρίου, σχηματίζεται αιθανόλη και χλωριούχο νάτριο: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, δηλαδή το άτομο χλωρίου αντικαθίσταται από ένα υδρογόνο άτομο.
- Προσκόλληση (δύο μόρια αντιδρούν και σχηματίζουν ένα), για παράδειγμα, το βρώμιο ενώνεται στη θέση της διάσπασης του διπλού δεσμού στο μόριο του αιθυλενίου: Br2 + CH2=CH2 → BrCH2—CH2Br.
- Διάσπαση (ένα μόριο διασπάται σε δύο ή περισσότερα μόρια), για παράδειγμα, υπό ορισμένες συνθήκες, η αιθανόλη διασπάται σε αιθυλένιο και νερό: C2H5OH → CH2=CH2 + H2O.
- Αναδιάταξη (ισομερισμός, όταν ένα μόριο μετατρέπεται σε άλλο, αλλά η ποιοτική και ποσοτική σύνθεση των ατόμων σε αυτό δεν αλλάζει), για παράδειγμα, το 3-χλωρορουτέν-1 (C4H7CL) μετατρέπεται σε 1 χλωροβουτένιο-2 (C4H7CL). Εδώ το άτομο χλωρίου μετακινήθηκε από το τρίτο άτομο άνθρακα στην αλυσίδα υδρογονάνθρακα στο πρώτο και ο διπλός δεσμός συνέδεσε το πρώτο και το δεύτερο άτομο άνθρακα και στη συνέχεια άρχισε να συνδέει το δεύτερο και το τρίτο άτομο.
Άλλοι τύποι χημικών αντιδράσεων είναι επίσης γνωστοί:
- Με ροή με απορρόφηση (ενδόθερμη) ή απελευθέρωση θερμότητας (εξώθερμη).
- Ανάλογα με τον τύπο των αντιδρώντων ή προϊόντων που σχηματίζονται. Αλληλεπίδραση με νερό - υδρόλυση, με υδρογόνο - υδρογόνωση, με οξυγόνο - οξείδωση ή καύση. Η διάσπαση του νερού είναι αφυδάτωση, το υδρογόνο είναι αφυδρογόνωση και ούτω καθεξής.
- Σύμφωνα με τις συνθήκες αλληλεπίδρασης: παρουσία υπό την επίδραση χαμηλού ή υψηλή θερμοκρασία, όταν αλλάζει η πίεση, στο φως και ούτω καθεξής.
- Σύμφωνα με τον μηχανισμό της αντίδρασης: ιοντικές, ριζικές αλυσιδωτές ή αλυσιδωτές αντιδράσεις.
Οι χημικές αντιδράσεις, οι ιδιότητές τους, τα είδη, οι συνθήκες ροής κ.λπ., αποτελούν έναν από τους ακρογωνιαίους λίθους μιας ενδιαφέρουσας επιστήμης που ονομάζεται χημεία. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι είναι μια χημική αντίδραση και ποιος είναι ο ρόλος της. Έτσι, στη χημεία, χημική αντίδραση θεωρείται η μετατροπή μιας ή περισσότερων ουσιών σε άλλες ουσίες. Ταυτόχρονα, οι πυρήνες τους δεν αλλάζουν (σε αντίθεση με τις πυρηνικές αντιδράσεις), αλλά υπάρχει ανακατανομή ηλεκτρονίων και πυρήνων και, φυσικά, εμφανίζονται νέα χημικά στοιχεία.
Χημικές αντιδράσεις στη φύση και την καθημερινή ζωή
Εσείς και εγώ είμαστε περικυκλωμένοι από χημικές αντιδράσεις, επιπλέον, εμείς οι ίδιοι τις πραγματοποιούμε τακτικά με διάφορες οικιακές δραστηριότητες, όταν, για παράδειγμα, ανάβουμε ένα σπίρτο. Ειδικά πολλές χημικές αντιδράσεις οι ίδιοι χωρίς να υποψιάζονται (και ίσως υποψιάζονται) οι μάγειρες κάνουν όταν ετοιμάζουν φαγητό.
Φυσικά, επίσης σε φυσικές συνθήκεςλαμβάνουν χώρα πολλές χημικές αντιδράσεις: η έκρηξη ενός ηφαιστείου, φυλλώματος και δέντρων, αλλά τι μπορώ να πω, σχεδόν οποιαδήποτε βιολογική διαδικασία μπορεί να αποδοθεί σε παραδείγματα χημικών αντιδράσεων.
Τύποι χημικών αντιδράσεων
Όλες οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να χωριστούν σε απλές και σύνθετες. Οι απλές χημικές αντιδράσεις, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε:
- σύνθετες αντιδράσεις,
- αντιδράσεις αποσύνθεσης,
- αντιδράσεις υποκατάστασης,
- αντιδράσεις ανταλλαγής.
Χημική αντίδραση της ένωσης
Σύμφωνα με τον πολύ εύστοχο ορισμό του μεγάλου χημικού D. I. Mendeleev, η αντίδραση μιας ένωσης λαμβάνει χώρα όταν «εμφανίζεται μία από τις δύο ουσίες της». Ένα παράδειγμα χημικής αντίδρασης μιας ένωσης μπορεί να είναι η θέρμανση σκόνης σιδήρου και θείου, στην οποία σχηματίζεται θειούχος σίδηρος - Fe + S = FeS. Ένα άλλο εντυπωσιακό παράδειγμα αυτής της αντίδρασης είναι η καύση απλών ουσιών όπως το θείο ή ο φώσφορος στον αέρα (ίσως, μια τέτοια αντίδραση μπορεί επίσης να ονομαστεί θερμική χημική αντίδραση).
Χημική αντίδραση αποσύνθεσης
Είναι απλό, η αντίδραση αποσύνθεσης είναι αντίθετη από την σύνθετη αντίδραση. Παράγει δύο ή περισσότερες ουσίες από μία ουσία. Ένα απλό παράδειγμα αντίδρασης χημικής αποσύνθεσης θα ήταν η αποσύνθεση της κιμωλίας, κατά την οποία σχηματίζεται άσβεστος από την ίδια την κιμωλία και διοξείδιο του άνθρακα.
Αντίδραση χημικής υποκατάστασης
Η αντίδραση υποκατάστασης πραγματοποιείται όταν μια απλή ουσία αλληλεπιδρά με μια σύνθετη. Ας δώσουμε ένα παράδειγμα αντίδρασης χημικής υποκατάστασης: αν χαμηλώσετε ένα καρφί χάλυβα σε διάλυμα με θειικό χαλκό, τότε κατά τη διάρκεια αυτής της απλής χημική εμπειρίαπαίρνουμε θειικό σίδηρο (ο σίδηρος θα εκτοπίσει τον χαλκό από το αλάτι). Η εξίσωση για μια τέτοια χημική αντίδραση θα μοιάζει με αυτό:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu
Χημική αντίδραση ανταλλαγής
Οι αντιδράσεις ανταλλαγής λαμβάνουν χώρα αποκλειστικά μεταξύ πολύπλοκων χημικών ουσιών, κατά τις οποίες αλλάζουν τα μέρη τους. Πολλές από αυτές τις αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε διάφορες λύσεις. Εξουδετέρωση οξέος με χολή Καλό παράδειγμααντίδραση χημικής ανταλλαγής.
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O
Έτσι φαίνεται χημική εξίσωσηΑυτή η αντίδραση, στην οποία ένα ιόν υδρογόνου από την ένωση HCl ανταλλάσσεται με ένα ιόν νατρίου από την ένωση NaOH. Η συνέπεια αυτής της χημικής αντίδρασης είναι ο σχηματισμός ενός διαλύματος άλατος.
Σημάδια χημικών αντιδράσεων
Σύμφωνα με τα σημάδια εμφάνισης χημικών αντιδράσεων, μπορεί κανείς να κρίνει αν έχει περάσει ή όχι μια χημική αντίδραση μεταξύ των αντιδραστηρίων. Ακολουθούν παραδείγματα σημείων χημικών αντιδράσεων:
- Αλλαγή χρώματος (ο ελαφρύς σίδηρος, για παράδειγμα, σε υγρό αέρα καλύπτεται με καφέ επίστρωση, ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης μεταξύ σιδήρου και σιδήρου).
- Καθίζηση (εάν το διοξείδιο του άνθρακα περάσει ξαφνικά μέσα από ένα διάλυμα ασβέστη, θα πάρουμε ένα ίζημα ενός λευκού αδιάλυτου ιζήματος ανθρακικού ασβεστίου).
- Έκλυση αερίου (αν ρίξετε μαγειρική σόδακιτρικό οξύ, παίρνετε την απελευθέρωση διοξειδίου του άνθρακα).
- Ο σχηματισμός ουσιών με ασθενώς διάσταση (όλες οι αντιδράσεις που έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό νερού).
- Η λάμψη του διαλύματος (ένα παράδειγμα εδώ είναι οι αντιδράσεις που συμβαίνουν με ένα διάλυμα λουμινόλης, το οποίο εκπέμπει φως κατά τις χημικές αντιδράσεις).
Γενικά, είναι δύσκολο να διακρίνει κανείς ποια σημάδια χημικών αντιδράσεων είναι τα κύρια· διαφορετικές ουσίες και διαφορετικές αντιδράσεις έχουν τα δικά τους σημάδια.
Πώς να προσδιορίσετε το σημάδι μιας χημικής αντίδρασης
Μπορείτε να προσδιορίσετε το σημάδι μιας χημικής αντίδρασης οπτικά (με αλλαγή χρώματος, λάμψη) ή από τα αποτελέσματα αυτής ακριβώς της αντίδρασης.
Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης
Ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης συνήθως νοείται ως η μεταβολή στην ποσότητα ενός από τα αντιδρώντα ανά μονάδα χρόνου. Επιπλέον, ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης είναι πάντα θετική τιμή. Το 1865, ο χημικός N. N. Beketov διατύπωσε το νόμο της δράσης της μάζας, ο οποίος δηλώνει ότι «ο ρυθμός μιας χημικής αντίδρασης σε κάθε δεδομένη στιγμή είναι ανάλογος με τις συγκεντρώσεις των αντιδραστηρίων που αυξάνονται σε δυνάμεις ίσες με τους στοιχειομετρικούς συντελεστές τους».
Οι παράγοντες στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης περιλαμβάνουν:
- τη φύση των αντιδρώντων
- την παρουσία ενός καταλύτη
- θερμοκρασία,
- πίεση,
- την επιφάνεια των αντιδρώντων.
Όλα έχουν την πιο άμεση επίδραση στον ρυθμό μιας χημικής αντίδρασης.
Ισορροπία χημικής αντίδρασης
Η χημική ισορροπία είναι μια τέτοια κατάσταση ενός χημικού συστήματος στην οποία συμβαίνουν πολλές χημικές αντιδράσεις και οι ρυθμοί σε κάθε ζεύγος εμπρόσθιων και αντίστροφων αντιδράσεων είναι ίσοι. Έτσι, ξεχωρίζεται η σταθερά ισορροπίας μιας χημικής αντίδρασης - αυτή είναι η τιμή που καθορίζει για μια δεδομένη χημική αντίδραση την αναλογία μεταξύ των θερμοδυναμικών δραστηριοτήτων των αρχικών ουσιών και των προϊόντων σε κατάσταση χημικής ισορροπίας. Γνωρίζοντας τη σταθερά ισορροπίας, μπορείτε να προσδιορίσετε την κατεύθυνση μιας χημικής αντίδρασης.
Συνθήκες για την εμφάνιση χημικών αντιδράσεων
Για την έναρξη χημικών αντιδράσεων, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν οι κατάλληλες συνθήκες για αυτό:
- φέρνοντας ουσίες σε στενή επαφή.
- θερμαντικές ουσίες σε μια ορισμένη θερμοκρασία (η θερμοκρασία της χημικής αντίδρασης πρέπει να είναι κατάλληλη).
Θερμική επίδραση μιας χημικής αντίδρασης
Αυτό λένε αλλαγή. εσωτερική ενέργειασυστήματα ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης και του μετασχηματισμού των αρχικών ουσιών (αντιδρώντων) σε προϊόντα αντίδρασης σε ποσότητες που αντιστοιχούν στην εξίσωση της χημικής αντίδρασης υπό τις ακόλουθες συνθήκες:
- η μόνη δυνατή εργασία σε αυτή την περίπτωση είναι μόνο εργασία ενάντια στην εξωτερική πίεση.
- οι πρώτες ύλες και τα προϊόντα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης έχουν την ίδια θερμοκρασία.
Χημικές αντιδράσεις, βίντεο
Και εν κατακλείδι, ένα ενδιαφέρον βίντεο για τις πιο εκπληκτικές χημικές αντιδράσεις.
Η ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων στην ανόργανη και οργανική χημεία πραγματοποιείται με βάση διάφορα χαρακτηριστικά ταξινόμησης, λεπτομέρειες των οποίων δίνονται στον παρακάτω πίνακα.
Με την αλλαγή της κατάστασης οξείδωσης των στοιχείων
Το πρώτο σημάδι ταξινόμησης είναι η αλλαγή του βαθμού οξείδωσης των στοιχείων που σχηματίζουν τα αντιδρώντα και τα προϊόντα.
α) οξειδοαναγωγή
β) χωρίς αλλαγή της κατάστασης οξείδωσης
οξειδοαναγωγήςονομάζονται αντιδράσεις που συνοδεύονται από αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των χημικών στοιχείων που αποτελούν τα αντιδραστήρια. Η οξειδοαναγωγή στην ανόργανη χημεία περιλαμβάνει όλες τις αντιδράσεις υποκατάστασης και εκείνες τις αντιδράσεις αποσύνθεσης και ένωσης στις οποίες εμπλέκεται τουλάχιστον μία απλή ουσία. Οι αντιδράσεις που προχωρούν χωρίς αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων που σχηματίζουν τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης περιλαμβάνουν όλες τις αντιδράσεις ανταλλαγής.
Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδραστηρίων και των προϊόντων
Οι χημικές αντιδράσεις ταξινομούνται ανάλογα με τη φύση της διεργασίας, δηλαδή ανάλογα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδρώντων και των προϊόντων.
Αντιδράσεις σύνδεσηςονομάζονται χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα των οποίων λαμβάνονται πολύπλοκα μόρια από πολλά απλούστερα, για παράδειγμα:
4Li + O 2 = 2Li 2 O
Αντιδράσεις αποσύνθεσηςονομάζονται χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα των οποίων λαμβάνονται απλά μόρια από πιο πολύπλοκα, για παράδειγμα:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης μπορούν να θεωρηθούν ως διεργασίες αντίστροφες προς την ένωση.
αντιδράσεις υποκατάστασηςΟι χημικές αντιδράσεις ονομάζονται, ως αποτέλεσμα των οποίων ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων σε ένα μόριο μιας ουσίας αντικαθίσταται από ένα άλλο άτομο ή ομάδα ατόμων, για παράδειγμα:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2
Δικα τους εγγύηση- η αλληλεπίδραση μιας απλής ουσίας με μια σύνθετη. Τέτοιες αντιδράσεις υπάρχουν στην οργανική χημεία.
Ωστόσο, η έννοια της «υποκατάστασης» στα οργανικά είναι ευρύτερη από ό,τι στην ανόργανη χημεία. Αν στο μόριο της αρχικής ουσίας οποιοδήποτε άτομο ή λειτουργική ομάδααντικαθίστανται από άλλο άτομο ή ομάδα, πρόκειται επίσης για αντιδράσεις υποκατάστασης, αν και από την άποψη της ανόργανης χημείας, η διαδικασία μοιάζει με αντίδραση ανταλλαγής.
- ανταλλαγή (συμπεριλαμβανομένης της εξουδετέρωσης).
Αντιδράσεις ανταλλαγήςονομάζονται χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς να αλλάζουν οι καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων και να οδηγούν στην ανταλλαγή συστατικά μέρηαντιδραστήρια, για παράδειγμα:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3
Τρέξτε προς την αντίθετη κατεύθυνση αν είναι δυνατόν.
Εάν είναι δυνατόν, προχωρήστε προς την αντίθετη κατεύθυνση - αναστρέψιμη και μη αναστρέψιμη.
αναστρεπτόςονομάζονται χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν σε μια δεδομένη θερμοκρασία ταυτόχρονα σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις με ανάλογες ταχύτητες. Κατά τη σύνταξη των εξισώσεων τέτοιων αντιδράσεων, το πρόσημο ίσου αντικαθίσταται από βέλη με αντίθετη κατεύθυνση. Το απλούστερο παράδειγμα μιας αναστρέψιμης αντίδρασης είναι η σύνθεση αμμωνίας με την αλληλεπίδραση αζώτου και υδρογόνου:
N 2 + 3H 2 ↔2NH 3
μη αναστρεψιμοείναι αντιδράσεις που προχωρούν μόνο προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται προϊόντα που δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Οι μη αναστρέψιμες περιλαμβάνουν χημικές αντιδράσεις, ως αποτέλεσμα των οποίων σχηματίζονται κακώς διαχωρισμένες ενώσεις, υπάρχει απελευθέρωση ένας μεγάλος αριθμόςενέργεια, καθώς και εκείνα στα οποία τα τελικά προϊόντα εγκαταλείπουν τη σφαίρα της αντίδρασης σε αέρια μορφή ή με τη μορφή ιζήματος, για παράδειγμα:
HCl + NaOH = NaCl + H2O
2Ca + O 2 \u003d 2CaO
BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr
Με θερμική επίδραση
εξώθερμοςείναι χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν θερμότητα. Σύμβολοαλλαγές στην ενθαλπία (περιεκτικότητα σε θερμότητα) ΔΗ, και τη θερμική επίδραση της αντίδρασης Q. Για εξώθερμες αντιδράσεις Q > 0, και ΔΗ< 0.
ενδόθερμοςονομάζονται χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα με την απορρόφηση θερμότητας. Για ενδόθερμες αντιδράσεις Q< 0, а ΔH > 0.
Οι αντιδράσεις σύζευξης θα είναι γενικά εξώθερμες και οι αντιδράσεις αποσύνθεσης θα είναι ενδόθερμες. Μια σπάνια εξαίρεση είναι η αντίδραση του αζώτου με το οξυγόνο - ενδόθερμη:
N2 + O2 → 2NO - Q
Κατά φάση
ομοιογενήςονομάζονται αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε ένα ομοιογενές μέσο ( ομοιογενείς ουσίες, σε μία φάση, για παράδειγμα g-d, αντιδράσεις σε διαλύματα).
ετερογενήςονομάζονται αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα σε ένα ανομοιογενές μέσο, στην επιφάνεια επαφής των αντιδρώντων ουσιών που βρίσκονται σε διαφορετικές φάσεις, για παράδειγμα, στερεό και αέριο, υγρό και αέριο, σε δύο μη αναμίξιμα υγρά.
Με τη χρήση καταλύτη
Ο καταλύτης είναι μια ουσία που επιταχύνει μια χημική αντίδραση.
καταλυτικές αντιδράσειςπροχωρήστε μόνο παρουσία καταλύτη (συμπεριλαμβανομένων των ενζυματικών).
Μη καταλυτικές αντιδράσειςλειτουργούν απουσία καταλύτη.
Ανά τύπο αποσύνδεσης
Ανά τύπο διαλείμματος χημικός δεσμόςστο αρχικό μόριο διακρίνονται ομολυτικές και ετερολυτικές αντιδράσεις.
ομολυτικήονομάζονται αντιδράσεις κατά τις οποίες, ως αποτέλεσμα της θραύσης των δεσμών, σχηματίζονται σωματίδια που έχουν ασύζευκτο ηλεκτρόνιο - ελεύθερες ρίζες.
Ετερολυτικόονομάζονται αντιδράσεις που προχωρούν μέσω του σχηματισμού ιοντικών σωματιδίων - κατιόντων και ανιόντων.
- ομολυτικό (ίσο κενό, κάθε άτομο λαμβάνει 1 ηλεκτρόνιο)
- ετερολυτικό (άνισο χάσμα - παίρνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων)
ΡιζικόΟι (αλυσιδωτή) χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ρίζες ονομάζονται, για παράδειγμα:
CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl
ιωνικόςονομάζονται χημικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα με τη συμμετοχή ιόντων, για παράδειγμα:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓
Οι ετερολυτικές αντιδράσεις ονομάζονται ηλεκτρόφιλες. ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣμε ηλεκτρόφιλα - σωματίδια που φέρουν ολόκληρο ή κλασματικό θετικό φορτίο. Χωρίζονται σε αντιδράσεις ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης και ηλεκτροφιλικής προσθήκης, για παράδειγμα:
C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl
H 2 C \u003d CH 2 + Br 2 → BrCH 2 -CH 2 Br
Το πυρηνόφιλο αναφέρεται σε ετερολυτικές αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με πυρηνόφιλα - σωματίδια που φέρουν έναν ακέραιο ή κλασματικό αριθμό αρνητικό φορτίο. Υποδιαιρούνται σε πυρηνόφιλες αντιδράσεις υποκατάστασης και πυρηνόφιλες αντιδράσεις προσθήκης, για παράδειγμα:
CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr
CH 3 C (O) H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH (OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Ταξινόμηση οργανικών αντιδράσεων
Ταξινόμηση οργανικές αντιδράσειςφαίνεται στον πίνακα:
