Типи хімічних реакцій

У сучасній науці розрізняють хімічні і ядерні реакції, що протікають в результаті взаємодії вихідних речовин, які прийнято називати реагентами. В результаті утворюються інші хімічні речовини, які називаються продуктами. Всі взаємодії відбуваються за певних умов (температура, тиск, світло, випромінювання, присутність каталізаторів та інше). Ядра атомів реагентів хімічних реакцій не змінюються. В ядерних перетвореннях утворюються нові ядра і частинки. Існує кілька різних ознак, за якими визначають типи хімічних реакцій.

За основу класифікації можна взяти число вихідних і виникають речовин. У цьому випадку всі типи хімічних реакцій діляться на п'ять груп:

1. Розкладання (кілька нових виходить з однієї речовини), наприклад, розкладання при нагріванні калію хлорату на хлористий калій і кисень: KCLO3 - 2KCL + 3O2.
2. З'єднання (два або кілька з'єднань утворюють одне нове), взаємодіючи з водою, окис кальцію перетворюється в гідроокис кальцію: H2O + CaO - Ca (OH) 2
3. Заміщення (число продуктів дорівнює числу вихідних речовин, в яких заміщена одна складова частина на іншу), залізо в сульфаті міді, заміщаючи мідь, утворює сульфат двовалентного заліза: Fe + CuSO4 - FeSO4 + Cu.
4. Подвійного обміну (молекули двох речовин обмінюються залишають їх частинами), метали в йодиді калію і азотнокислом сріблі обмінюються анионами, утворюючи випадає в осад йодид срібла і азотнокислий кадий: KI + AgNO3 - AgIdarr- + KNO3.
5. Поліморфного перетворення (відбувається перехід речовини з однієї кристалічної форми в іншу), йодид ртуті червоного кольори при нагріванні переходить в йодид ртуті жовтого кольору: HgI2 (червоний) harr- HgI2 (жовтий).

Якщо хімічні перетворення розглядати за ознакою зміни в реагуючих речовинах ступеня окислення елементів, то тоді типи хімічних реакцій можуть ділитися на групи:

1. Зі зміною ступеня окислення - реакції окислювально-відновні. Як приклад можна розглянути взаємодію заліза з соляною кислотою: Fe + HCL - FeCl2 + H2, в результаті ступінь окислення заліза (відновник, що віддає електрони) змінилася з 0 до -2, а водню (окислювач, який бере електрони) з +1 до 0 .
2. Без зміни ступеня окислення, наприклад, реакції кислотно-лужного взаємодії бромистого водню з гидроокисью натрію: HBr + NaOH - NaBr + H2O, в результаті таких реакцій утворюються сіль і вода, а ступеня окислення хімічних елементів, що входять в вихідні речовини, не змінюються.

Якщо розглядати хімічну рівновагу і швидкість протікання в прямому і зворотному напрямку, то всі типи хімічних реакцій можуть ділитися також на дві групи:

1. Оборотні - ті, що одночасно протікають в двох напрямках. Більшість реакцій є оборотними. Як приклад можна привести розчинення у воді двоокису вуглецю з утворенням нестійкої вугільної кислоти, яка розкладається на вихідні речовини: H2O + CO2 harr- H2CO3.
2. Незворотні - протікають тільки в прямому напрямку, після повного витрачання одного з вихідних речовин завершуються, після чого присутні тільки продукти і вихідна речовина, взяте в надлишку. Звичайно один з продуктів є або випав в осад нерозчинним речовиною або виділився газом. Наприклад, при взаємодії сірчаної кислоти і хлористого барію: H2SO4 + BaCl2 + - BaSO4darr- + 2HCl в осад випадає нерозчинний сульфат барію.

Типи хімічних реакцій в органічній хімії можна розділити на чотири групи:

1. Заміщення (відбувається заміна одних атомів або груп атомів на інші), наприклад, при взаємодії хлоретану з гидроокисью натрію утворюється етанол і хлорид натрію: C2H5Cl + NaOH - C2H5OH + NaCl, тобто атом хлору заміщається на атом водню.
2. Приєднання (дві молекули реагують і утворюють одну), наприклад, бром приєднується в місці розриву подвійного зв'язку в молекулі етилену: Br2 + CH2 = CH2 - BrCH2-CH2Br.
3. Відщеплення (молекула розкладається на дві і більше молекули), наприклад, за певних умов етанол розкладається на етилен і воду: C2H5OH - CH2 = CH2 + H2O.
4. Перегрупування (ізомеризація, коли одна молекула перетворюється в іншу, але якісний і кількісний склад атомів в ній не змінюється), наприклад, 3-хлорутен-1 (C4H7CL) перетворюється в 1 хлорбутен-2 (C4H7CL). Тут атом хлору перейшов від третього вуглецевого атома в вуглеводневій ланцюжку до першого, а подвійний зв'язок з'єднувала перший і другий атоми вуглецю, а потім стала з'єднувати другий і третє атоми.

Відомі й інші види хімічних реакцій:

1. За тепловим ефектом: реакції, що протікають з поглинанням (ендотермічні) або виділенням тепла (екзотермічні).
2. За типом взаємодіючих реагентів або утворюються продуктів. Взаємодія з водою - гідроліз, з воднем - гідрування, з киснем - окислення або горіння. Відщеплення води - дегідратація, водню - дегидрирование і так далі.
3. За умовами взаємодії: в присутності каталізаторів (каталітичні), під дією низької або високої температури, при зміні тиску, на світлі та інше.
4. За механізмом протікання реакції: іонні, радикально-ланцюгові або ланцюгові реакції.