>> Хімія: Типи хімічних реакцій у органічної хімії
Реакції органічних речовинможна формально поділити на чотири основні типи: заміщення, приєднання, відщеплення (елімінування) та перегрупування (ізомеризації). Очевидно, що все різноманіття реакцій органічних сполук неможливо звести до рамок запропонованої класифікації (наприклад, реакції горіння). Однак така класифікація допоможе встановити аналогії з знайомими вам з курсу. неорганічної хіміїкласифікації реакцій, що протікають між неорганічними речовинами.
Як правило, основну органічну сполуку, що бере участь у реакції, називають субстратом, а інший компонент реакції умовно розглядають як реагент.
Реакції заміщення
Реакції, у яких здійснюється заміна одного атома чи групи атомів у вихідній молекулі (субстраті) інші атоми чи групи атомів, називаються реакціями заміщення.
В реакції заміщення вступають граничні та ароматичні сполуки, такі, як, наприклад, алкани, циклоалкани або арени.
Наведемо приклади таких реакцій.
Теми кодифікатора ЄДІ: Класифікація хімічних реакцій в органічній та неорганічній хімії.
Хімічні реакції це такий вид взаємодії частинок, коли з одних хімічних речовинвиходять інші, що відрізняються від них за властивостями та будовою. Речовини, які вступаютьу реакцію - реагенти. Речовини, які утворюютьсяв ході хімічної реакції - продукти.
У ході хімічної реакції руйнуються хімічні зв'язки і утворюються нові.
У ході хімічних реакцій не змінюються атоми, що у реакції. Змінюється лише порядок з'єднання атомів у молекулах. Таким чином, число атомів однієї і тієї ж речовини в ході хімічної реакції не змінюється.
Хімічні реакції класифікують за різними ознаками. Розглянемо основні види класифікації хімічних реакцій.
Класифікація за кількістю та складом реагуючих речовин
За складом та числом реагуючих речовин поділяють реакції, що протікають без зміни складу речовин, та реакції, що протікають зі зміною складу речовин:
1. Реакції, які протікають без зміни складу речовин (A → B)
До таких реакцій у неорганічній хіміїможна віднести алотропні переходи простих речовин з однієї модифікації до іншої:
S ромбічна → S моноклінна.
У органічної хіміїдо таких реакцій відносяться реакції ізомеризації , коли з одного ізомеру під дією каталізатора та зовнішніх факторів виходить інший (як правило, структурний ізомер).
Наприклад, ізомеризація бутану в 2-метилпропан (ізобутан):
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3)-CH 3 .
2. Реакції, що протікають із зміною складу
- Реакції з'єднання (A + B + … → D)— це такі реакції, у яких із двох і більше речовин утворюється одна нова складна речовина. У неорганічної хіміїдо реакції з'єднання відносяться реакції горіння простих речовин, взаємодія основних оксидів з кислотними та ін. В органічній хіміїтакі реакції називаються реакціями приєднання. Реакції приєднання — це такі реакції, в ході яких до органічної молекули, що розглядається, приєднується інша молекула. До реакцій приєднання відносяться реакції гідрування(Взаємодія з воднем), гідратації(Приєднання води), гідрогалогенування(Приєднання галогеноводороду), полімеризація(Приєднання молекул один до одного з утворенням довгого ланцюжка) та ін.
Наприклад, гідратація:
CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH
- Реакції розкладання (A → B + C + …)- Це такі реакції, в ході яких з однієї складної молекули утворюється кілька менш складних або простих речовин. При цьому можуть утворюватися як прості, і складні речовини.
Наприклад, при розкладанні пероксиду водню:
2H 2 O 2→ 2H 2 O + O 2 .
В органічній хіміїподіляють власне реакції розкладання та реакції відщеплення . Реакції відщеплення (елімінування) — це такі реакції, у яких відбувається відрив атомів чи атомних груп від вихідної молекули за збереження її вуглецевого скелета.
Наприклад, реакція відщеплення водню (дегідрування) від пропана:
C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2
Як правило, у назві таких реакцій є приставка де. Реакції розкладання в органічній хімії відбуваються, як правило, із розривом вуглецевого ланцюга.
Наприклад, реакція крекінгу бутану(розщеплення на простіші молекули при нагріванні або під дією каталізатора):
C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6
- Реакції заміщення - Це такі реакції, в ході яких атоми або групи атомів однієї речовини заміщаються на атоми або групи атомів іншої речовини. У неорганічній хімії ці реакції відбуваються за схемою:
AB + C = AC + B.
Наприклад, більш активні галогенивитісняють менш активні сполуки. Взаємодія йодиду каліюз хлором:
2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2 .
Заміщатися можуть окремі атоми, і молекули.
Наприкладпри сплавленні менш леткі оксидивитісняють більш леткііз солей. Так, нелеткий оксид кремніювитісняє оксид вуглецю з карбонату натріюпри сплавленні:
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2
У органічної хімії реакції заміщення - це такі реакції, в ході яких частина органічної молекули заміщається на інші частки. При цьому заміщена частка, як правило, з'єднується з частиною молекули-заступника.
Наприклад, реакція хлорування метану:
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
За кількістю частинок та складом продуктів взаємодії ця реакція більше схожа на реакцію обміну. Проте, за механізмомтака реакція є реакцією заміщення.
- Реакції обміну — це такі реакції, під час яких два складні речовиниобмінюються своїми складовими частинами:
AB + CD = AC + BD
До реакцій обміну відносяться реакції іонного обміну, що протікають у розчинах; реакції, що ілюструють кислотно-основні властивості речовин та інші.
прикладреакції обміну в неорганічній хімії - нейтралізація соляної кислоти лугом:
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
прикладреакції обміну в органічній хімії. лужний гідроліз хлоретану:
CH 3 -CH 2 -Cl + KOH = CH 3 -CH 2 -OH + KCl
Класифікація хімічних реакцій щодо зміни ступеня окиснення елементів, що утворюють речовини
По зміні ступеня окиснення елементівхімічні реакції ділять на окисно-відновні реакції, і реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів.
- Окисно-відновні реакції (ОВР) - це реакції, в ході яких ступеня окисленняречовин змінюються. При цьому відбувається обмін електронами.
У неорганічної хімії до таких реакцій відносяться, як правило, реакції розкладання, заміщення, сполуки і всі реакції, що йдуть за участю простих речовин. Для вирівнювання ОВР використовують метод електронного балансу(кількість відданих електронів має дорівнювати кількості отриманих) або метод електронно-іонного балансу.
У органічної хімії поділяють реакції окислення та відновлення, залежно від того, що відбувається з органічною молекулою.
Реакції окиснення в органічній хімії- Це реакції, в ході яких зменшується кількість атомів воднюабо збільшується кількість атомів кисню у вихідній органічній молекулі.
Наприклад, окислення етанолу під дією оксиду міді:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH=O + H 2 O + Cu
Реакції відновлення в органічній хімії - це реакції, в ході яких збільшується кількість атомів воднюабо зменшується кількість атомів киснюв органічній молекулі.
Наприклад, відновлення оцтового альдегіду воднем:
CH 3 -CH=O + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH
- Протолітичні реакції та реакції обміну - Це такі реакції, в ході яких ступеня окислення атомів не змінюються.
Наприклад, нейтралізація їдкого натру азотною кислотою:
NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3
Класифікація реакцій з теплового ефекту
За тепловим ефектом реакції поділяють на екзотермічніі ендотермічні.
Екзотермічні реакції - Це реакції, що супроводжуються виділенням енергії у формі теплоти (+ Q). До таких реакцій відносяться майже всі реакції сполуки.
Винятки- Реакція азотуз киснемз освітою оксиду азоту (II) - ендотермічна:
N 2 + O 2 = 2NO - Q
Реакція газоподібного воднюз твердим йодомтакож ендотермічна:
H 2 + I 2 = 2HI - Q
Екзотермічні реакції, у ході яких виділяється світло, називають реакціями горіння.
Наприклад, горіння метану:
CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O
Також екзотермічнимиє:
Ендотермічні реакції - Це реакції, що супроводжуються поглинанням енергіїу формі теплоти ( - Q ). Як правило, з поглинанням теплоти йде більшість реакцій розкладання(Реакції, що вимагають тривалого нагрівання).
Наприклад, розкладання вапняку:
CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q
Також ендотермічнимиє:
- реакції гідролізу;
- реакції, що йдуть тільки при нагріванні;
- реакції, що протікають тількиза дуже високих температур або під дією електричного розряду.
Наприклад, перетворення кисню на озон:
3O 2 = 2O 3 - Q
У органічної хімії із поглинанням теплоти йдуть реакції розкладання. Наприклад, крекінг пентана:
C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.
Класифікація хімічних реакцій щодо агрегатного стану реагуючих речовин (за фазовим складом)
Речовини можуть існувати у трьох основних агрегатних станах. твердому, рідкомуі газоподібному. За фазовим станомподіляють реакції гомогенніі гетерогенні.
- Гомогенні реакції — це такі реакції, в яких реагуючі речовини та продукти знаходяться в одній фазі, і зіткнення частинок реагують відбувається у всьому обсязі реакційної суміші. До гомогенних реакцій відносять взаємодії рідина-рідинаі газ-газ.
Наприклад, окислення сірчистого газу:
2SO 2(г) + O 2(г) = 2SO 3(г)
- Гетерогенні реакції — це реакції, в яких реагуючі речовини та продукти знаходяться у різних фазах. При цьому зіткнення реагуючих частинок відбувається лише на межі зіткнення фаз. До таких реакцій відносяться взаємодії газ-рідина, газ-тверда фаза, тверда-тверда, і тверда фаза - рідина.
Наприклад, взаємодія Вуглекислий газі гідроксиду кальцію:
CO 2(г) + Ca(OH) 2(р-р) = CaCO 3(тв) + H 2 O
Для класифікації реакцій за фазовим станом корисно вміти визначати фазові стани речовин. Це досить легко зробити, використовуючи знання про будову речовини, зокрема про .
Речовини з іонної, атомноїабо металевої кристалічною решіткою , як правило твердіза звичайних умов; речовини з молекулярними гратами, як правило, рідиниабо газиза звичайних умов.
Зверніть увагу, що при нагріванні або охолодженні речовини можуть переходити з одного фазового станув інше. У такому разі необхідно орієнтуватися на умови проведення конкретної реакції та фізичні властивості речовини.
Наприклад, отримання синтез-газувідбувається при дуже високих температурах, при яких вода - пара:
CH 4(г) + H2O(г) = CO(г) + 3H 2(г)
Таким чином, парова конверсія метану — гомогенна реакція.
Класифікація хімічних реакцій за участю каталізатора
Каталізатор - це така речовина, яка прискорює реакцію, але не входить до складу продуктів реакції. Каталізатор бере участь у реакції, але практичсеки не витрачається в ході реакції. Умовно схему дії каталізатора Допри взаємодії речовин A + Bможна зобразити так: A + K = AK; AK+B=AB+K.
Залежно від наявності каталізатора розрізняють каталітичні та некаталітичні реакції.
- Каталітичні реакції - Це реакції, які йдуть за участю каталізаторів. Наприклад, розкладання бертолетової солі: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 .
- Некаталітичні реакції - Це реакції, які йдуть без участі каталізатора. Наприклад, горіння етану: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.
Всі реакції, що протікають за участю у клітинах живих організмів, протікають за участю спеціальних білкових каталізаторів – ферментів. Такі реакції називають ферментативними.
Докладніше механізм дії та функції каталізаторів розглядаються в окремій статті.
Класифікація реакцій у напрямку
Оборотні реакції - Це реакції, які можуть протікати і в прямому, і в і зворотному напрямку, тобто. коли за цих умов продукти реакції можуть взаємодіяти один з одним. До оборотних реакцій належать більшість гомогенних реакцій, етерифікація; реакції гідролізу; гідрування-дегідрування, гідратація-дегідратація; одержання аміаку з простих речовин, окислення сірчистого газу, одержання галогеноводородів (крім фтороводню) та сірководню; синтез метанолу; отримання та розкладання карбонатів та гідрокарбонатів, і т.д.
Необоротні реакції - Це реакції, які протікають переважно в одному напрямку, тобто. продукти реакції не можуть взаємодіяти один з одним за цих умов. Приклади необоротних реакцій: горіння; реакції, що йдуть із вибухом; реакції, що йдуть з утворенням газу, осаду або води у розчинах; розчинення лужних металів у воді; та ін.
Хімічні реакції слід відрізняти від ядерних реакцій. В результаті хімічних реакцій загальна кількість атомів кожного хімічного елемента та його ізотопний склад не змінюються. Інша річ ядерні реакції - процеси перетворення атомних ядерв результаті їх взаємодії з іншими ядрами або елементарними частинками, наприклад перетворення алюмінію на магній:
27 13 Аl + 1 1 Н = 24 12 Мg + 4 2 Не
Класифікація хімічних реакцій багатопланова, тобто у її основу може бути покладено різні ознаки. Але під будь-якою з таких ознак можуть бути віднесені реакції між неорганічними, так і між органічними речовинами.
Розглянемо класифікацію хімічних реакцій за різними ознаками.
I. За кількістю та складом реагуючих речовин
Реакції без зміни складу речовин.
У неорганічній хімії до таких реакцій можна віднести процеси одержання алотропних модифікацій одного хімічного елемента, наприклад:
С (графіт) ↔ С (алмаз)
S (ромбічна) ↔ S (моноклінова)
Р (білий) ↔ Р (червоний)
Sn (біле олово) ↔ Sn (сіре олово)
3O 2 (кисень) ↔ 2O 3 (озон)
В органічній хімії до цього типу реакцій можуть бути віднесені реакції ізомеризації, які йдуть без зміни як якісного, а й кількісного складумолекул речовин, наприклад:
1. Ізомеризація алканів.
Реакція ізомеризації алканів має велике практичне значення, так як вуглеводні изостроения мають меншу здатність до детонації.
2. Ізомеризація алкенів.
3. Ізомеризація алкінів (реакція А. Є. Фаворського).
CH 3 - CH 2 - С= - СН ↔ СН 3 - С= - С- СН 3
етилацетилен диметнлацетилен
4. Ізомеризація галогеналканів (А. Є. Фаворський, 1907).
5. Ізомеризація ціаніту амонію при нагріванні.
Вперше сечовина була синтезована Ф. Велером у 1828 р. ізомеризацією ціанату амонію при нагріванні.
Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини
Можна виділити чотири типи таких реакцій: з'єднання, розкладання, заміщення та обміну.
1. Реакції сполуки - це такі реакції, при яких із двох і більше речовин утворюється одна складна речовина
У неорганічній хімії все різноманіття реакцій сполуки можна розглянути, наприклад, на прикладі реакцій одержання сірчаної кислоти із сірки:
1. Одержання оксиду сірки (IV):
S + O 2 = SO - із двох простих речовин утворюється одна складна.
2. Одержання оксиду сірки (VI):
SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - із простої та складної речовин утворюється одна складна.
3. Одержання сірчаної кислоти:
SO 3 + Н 2 O = Н 2 SO 4 - із двох складних речовин утворюється одна складна.
Прикладом реакції сполуки, при якій одна складна речовина утворюється більш ніж з двох вихідних, може бути заключна стадія отримання азотної кислоти:
4NО 2 + O 2 + 2Н 2 O = 4НNO 3
В органічній хімії реакції сполуки прийнято називати реакціями приєднання. Все різноманіття таких реакцій можна розглянути на прикладі блоку реакцій, що характеризують властивості ненасичених речовин, наприклад етилену:
1. Реакція гідрування - приєднання водню:
CH 2 = CH 2 + Н 2 → Н 3 -СН 3
етен → етан
2. Реакція гідратації – приєднання води.
3. Реакція полімеризації.
2. Реакції розкладання - це такі реакції, у яких з однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин.
У неорганічній хімії все різноманіття таких реакцій можна розглянути на блоці реакцій одержання кисню лабораторними способами:
1. Розкладання оксиду ртуті(II) - з однієї складної речовини утворюються дві прості.
2. Розкладання нітрату калію - з однієї складної речовини утворюються одна проста і одна складна.
3. Розкладання перманганату калію - з однієї складної речовини утворюються дві складні і одна проста, тобто три нових речовини.
В органічній хімії реакції розкладання можна розглянути на блоці реакцій отримання етилену в лабораторії та промисловості:
1. Реакція дегідратації (відщеплення води) етанолу:
З 2 H 5 OH → CH 2 =CH 2 + H 2 O
2. Реакція дегідрування (відщеплення водню) етану:
CH 3 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2
або СН 3 -СН 3 → 2С + ДТ 2
3. Реакція крекінгу (розщеплення) пропану:
CH 3 -СН 2 -СН 3 → СН 2 = СН 2 + СН 4
3. Реакції заміщення - це такі реакції, внаслідок яких атоми простої речовинизаміщають атоми якогось елемента в складній речовині.
У неорганічній хімії прикладом таких процесів може бути блок реакцій, що характеризують властивості, наприклад, металів:
1. Взаємодія лужних або лужноземельних металів із водою:
2Na + 2Н 2 O = 2NаОН + Н 2
2. Взаємодія металів із кислотами в розчині:
Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2
3. Взаємодія металів із солями в розчині:
Fе + СuSO 4 = FеSO 4 + Сu
4. Металотермія:
2Аl + Сr 2 O 3 → Аl 2 O 3 + 2Сr
Предметом вивчення органічної хімії є прості речовини, лише сполуки. Тому як приклад реакції заміщення наведемо найбільше характерна властивістьграничних сполук, зокрема метану, - здатність атомів водню заміщатися на атоми галогену. Інший приклад - бромування ароматичного з'єднання (бензолу, толуолу, аніліну).
З 6 Н 6 + Вr 2 → С 6 Н 5 Вr + НВr
бензол → бромбензол
Звернімо увагу на особливість реакції заміщення в органічних речовин: у результаті таких реакцій утворюються не проста і складна речовина, як у неорганічній хімії, а дві складні речовини.
В органічній хімії до реакцій заміщення відносять деякі реакції між двома складними речовинами, наприклад нітрування бензолу. Вона є формально реакцією обміну. Те, що це реакція заміщення, стає зрозумілим лише під час розгляду її механізму.
4. Реакції обміну - це такі реакції, при яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами
Ці реакції характеризують властивості електролітів і в розчинах протікають за правилом Бертолле, тобто тільки в тому випадку, якщо в результаті утворюється осад, газ або речовина, що малодисоціює (наприклад, Н 2 O).
У неорганічній хімії це може бути блок реакцій, що характеризують, наприклад, властивості лугів:
1. Реакція нейтралізації, що йде з утворенням солі та води.
2. Реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням газу.
3. Реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням осаду:
СuSO 4 + 2КОН = Сu(ОН) 2 + До 2 SO 4
або в іонному вигляді:
Сu 2+ + 2OН - = Сu(ОН) 2
В органічній хімії можна розглянути блок реакцій, що характеризують, наприклад, властивості оцтової кислоти:
1. Реакція, що йде з утворенням слабкого електроліту - Н2O:
СН 3 СООН + NаОН → Nа(СН3СОО) + Н 2 O
2. Реакція, що йде з утворенням газу:
2СН 3 СООН + СаСО 3 → 2СН 3 СОО + Са 2+ + СО 2 + Н 2 O
3. Реакція, що йде з утворенням осаду:
2СН 3 СООН + К 2 SO 3 → 2К(СН 3 СОО) + Н 2 SO 3
2СН 3 СООН +SiO → 2СН 3 СОО + Н 2 SiO 3
ІІ. За зміною ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини
За цією ознакою розрізняють такі реакції:
1. Реакції, що йдуть зі зміною ступенів окислення елементів, або окислювально-відновлювальні реакції.
До них відноситься безліч реакцій, у тому числі всі реакції заміщення, а також ті реакції з'єднання та розкладання, в яких бере участь хоча б одна проста речовина, наприклад:
1. Mg 0 + H + 2 SO 4 = Mg +2 SO 4 + H 2
2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2
Складні окиснювально-відновні реакції складаються за допомогою методу електронного балансу.
2KMn +7 O 4 + 16HCl - = 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O
В органічній хімії яскравим прикладомокисно-відновних реакцій можуть бути властивості альдегідів.
1. Вони відновлюються у відповідні спирти:
Альдекіди окислюються у відповідні кислоти:
2. Реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів.
До них, наприклад, відносяться всі реакції іонного обміну, а також багато реакцій сполуки, багато реакцій розкладання, реакції етерифікації:
НСООН + CHgOH = НСООСН 3 + H 2 O
ІІІ. По тепловому ефекту
По тепловому ефекту реакції ділять на екзотермічні та ендотермічні.
1. Екзотермічні реакції протікають із виділенням енергії.
До них відносяться майже всі реакції сполуки. Рідкісний виняток становлять ендотермічні реакції синтезу оксиду азоту(II) з азоту та кисню та реакція газоподібного водню з твердим йодом.
Екзотермічні реакції, що протікають із виділенням світла, відносять до реакцій горіння. Гідрування етилену – приклад екзотермічної реакції. Вона йде за кімнатної температури.
2. Ендотермічні реакції протікають із поглинанням енергії.
Очевидно, що до них відноситимуться майже всі реакції розкладання, наприклад:
1. Випалення вапняку
2. Крекінг бутану
Кількість виділеної або поглиненої в результаті реакції енергії називають тепловим ефектом реакції, а рівняння хімічної реакції із зазначенням цього ефекту називають термохімічним рівнянням:
Н 2(г) + З 12(г) = 2НС 1(г) + 92,3 кДж
N 2(г) + O 2(г) = 2NO(г) - 90,4 кДж
IV. По агрегатному стану реагуючих речовин (фазовому складу)
За агрегатним станом реагуючих речовин розрізняють:
1. Гетерогенні реакції - реакції, в яких реагуючі речовини та продукти реакції знаходяться у різних агрегатних станах (у різних фазах).
2. Гомогенні реакції - реакції, в яких реагуючі речовини та продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані (в одній фазі).
V. За участю каталізатора
За участю каталізатора розрізняють:
1. Некаталітичні реакції, що йдуть без участі каталізатора.
2. Каталітичні реакції, що йдуть за участю каталізатора. Оскільки всі біохімічні реакції, які у клітинах живих організмів, йдуть з участю особливих біологічних каталізаторів білкової природи - ферментів, всі вони ставляться до каталітичних чи, точніше, ферментативним. Слід зазначити, що понад 70% хімічних виробництв використовують каталізатори.
VI. У напрямку
У напрямку розрізняють:
1. Необоротні реакції протікають у умовах лише одному напрямі. До них можна віднести всі реакції обміну, що супроводжуються утворенням осаду, газу або малодисоціюючої речовини (води) та всі реакції горіння.
2. Оборотні реакції в даних умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках. Таких реакцій переважна більшість.
В органічній хімії ознака оборотності відображають назви – антоніми процесів:
Гідрування - дегідрування,
Гідратація - дегідратація,
Полімеризація – деполімеризація.
Зворотні всі реакції етерифікації (протилежний процес, як ви знаєте, носить назву гідролізу) і гідролізу білків, складних ефірів, вуглеводів, полінуклеотидів Оборотність цих процесів є основою найважливішого властивості живого організму - обміну речовин.
VII. За механізмом перебігу розрізняють:
1. Радикальні реакціїйдуть між радикалами і молекулами, що утворюються в ході реакції.
Як ви вже знаєте, при всіх реакціях відбувається розрив старих та утворення нових хімічних зв'язків. Спосіб розриву зв'язку у молекулах вихідної речовини визначає механізм (шлях) реакції. Якщо речовина утворена за рахунок ковалентного зв'язку, то можуть бути два способи розриву зв'язку: гемолітичний і гетеролітичний. Наприклад, для молекул Сl 2 СН 4 і т. д. реалізується гемолітичний розрив зв'язків, він призведе до утворення частинок з неспареними електронами, тобто вільних радикалів.
Радикали найчастіше утворюються, коли розриваються зв'язки, при яких загальні електронні пари розподілені між атомами приблизно однаково (неполярний ковалентний зв'язок), проте багато полярних зв'язків також можуть розриватися подібним чином, зокрема тоді, коли реакція проходить в газовій фазі і під дією світла , як, наприклад, у разі розглянутих вище процесів - взаємодії 12 і СН 4 - . Радикали дуже реакційноздатні, оскільки прагнуть завершити свій електронний шар, забравши електрон в іншого атома чи молекули. Наприклад, коли радикал хлору стикається з молекулою водню, він викликає розрив загальної електронної пари, що зв'язує атоми водню, і утворює ковалентний зв'язокз одним із атомів водню. Другий атом водню, ставши радикалом, утворює загальну електронну пару з неспареним електроном атома хлору з молекули Сl 2 , що руйнується, в результаті чого виникає радикал хлору, який атакує нову молекулу водню і т. д.
Реакції, які є ланцюгом послідовних перетворень, називають ланцюговими реакціями. За розробку теорії ланцюгових реакційдва видатних хіміка - наш співвітчизник Н. Н. Семенов та англієць С. А. Хіншелвуд були удостоєні Нобелівської премії.
Аналогічно протікає і реакція заміщення між хлором та метаном:
За радикальним механізмом протікають більшість реакцій горіння органічних та неорганічних речовин, синтез води, аміаку, полімеризація етилену, вінілхлориду та ін.
2. Іонні реакції йдуть між вже наявними або такими, що утворюються в ході реакції іонами.
Типові іонні реакції – це взаємодія між електролітами у розчині. Іони утворюються як при дисоціації електролітів у розчинах, а й під впливом електричних розрядів, нагрівання чи випромінювань. γ-Промені, наприклад, перетворюють молекули води та метану на молекулярні іони.
За іншим іонним механізмом відбуваються реакції приєднання до алкенів галогеноводородів, водню, галогенів, окислення та дегідратація спиртів, заміщення спиртового гідроксилу на галоген; реакції, що характеризують властивості альдегідів та кислот. Іони у разі утворюються при гетеролітичному розриві ковалентних полярних зв'язків.
VIII. За видом енергії,
ініціює реакцію, розрізняють:
1. Фотохімічні реакції. Їх ініціює світлова енергія. Крім розглянутих вище фотохімічних процесівсинтезу НСl або реакції метану з хлором, до них можна віднести одержання озону в тропосфері як вторинного забруднювача атмосфери. У ролі первинного у разі виступає оксид азоту(IV), який під впливом світла утворює радикали кисню. Ці радикали взаємодіють із молекулами кисню, у результаті виходить озон.
Утворення озону йде весь час, поки достатньо світла, тому що NO може взаємодіяти з молекулами кисню з утворенням того ж NO 2 . Накопичення озону та інших вторинних забруднювачів атмосфери може призвести до появи фотохімічного смогу.
До цього виду реакцій належить і найважливіший процес, що протікає в рослинних клітинах, - фотосинтез, назва якого говорить сама за себе.
2. Радіаційні реакції. Вони ініціюються випромінюваннями великої енергії - рентгенівськими променями, ядерними випромінюваннями (γ-променями, а-частинками - Не 2+ та ін.). За допомогою радіаційних реакцій проводять дуже швидку радіополімеризацію, радіоліз (радіаційне розкладання) і т.д.
Наприклад, замість двостадійного одержання фенолу з бензолу його можна отримувати взаємодією бензолу з водою під дією радіаційних випромінювань. При цьому з молекул води утворюються радикали [ON] і [H], з якими і реагує бензол з утворенням фенолу:
З 6 Н 6 + 2 [ВІН] → З 6 Н 5 ВІН + Н 2 O
Вулканізація каучуку може бути проведена без сірки з використанням радіовулканізації, і отримана гума буде нітрохи не гіршою за традиційну.
3. Електрохімічні реакції. Їх ініціює електричний струм. Крім добре відомих вам реакцій електролізу вкажемо також реакції електросинтезу, наприклад реакції промислового отримання неорганічних окислювачів
4. Термохімічні реакції. Їх ініціює теплова енергія. До них відносяться всі ендотермічні реакції та безліч екзотермічних реакцій, для початку яких необхідна початкова подача теплоти, тобто ініціювання процесу.
Розглянута вище класифікація хімічних реакцій відбито схемою.
Класифікація хімічних реакцій, як та інші класифікації, умовна. Вчені домовилися розділити реакцію певні типи за виділеними ними ознаками. Але більшість хімічних перетворень можна зарахувати до різним типам. Наприклад, складемо характеристику процесу синтезу аміаку.
Це реакція сполуки, окислювально-відновна, екзотермічна, оборотна, каталітична, гетерогенна (точніше, гетерогенно-каталітична), що протікає із зменшенням тиску в системі. Для успішного управління процесом необхідно враховувати усі наведені відомості. Конкретна хімічна реакція завжди багатоякісна, її характеризують різні ознаки.
Кожен учитель стикається з проблемою нестачі навчального часу. Точніше навіть зіштовхується, а постійно працює за умов його хронічного недоліку. Причому з роками останній неухильно збільшується внаслідок ущільнення навчального матеріалу, скорочення числа годин, що відводяться на вивчення хімії, та ускладнення завдань навчання, покликаного забезпечувати різнобічний розвиваючий вплив на особистість учня.
Для вирішення цього постійно посилюється протиріччя важливо, з одного боку, переконливо розкрити перед учнем значимість освіти, необхідність особистісної зацікавленості у ньому та перспективності саморуху у його придбанні. З іншого боку – інтенсифікувати здійснюваний у школі навчально – виховний процес (УВП). Першого можна досягти в тому випадку, якщо навчання буде побудовано так, що учень ЗАХОЧЕ і ЗМОЖЕ усвідомити себе СУБ'ЄКТОМ ВЧЕННЯ, тобто таким учасником УВП, який розуміє та приймає його цілі, володіє способами їх досягнення і прагне розширення спектра цих способів. Таким чином, провідними умовами перетворення учня на суб'єкт вчення (в рамках предметного навчання хімії) є його компетентність у змісті аналізованих навчальних питань та способи оволодіння ним та орієнтація на досягнення цілісних знань з предмета.
Завантажити:
Попередній перегляд:
Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії.
/на допомогу молодому вчителю/
Ціль: систематизувати знання учнів про підходи до класифікації хімічних реакцій. Освітні завдання: · повторити та узагальнити відомості про класифікацію хімічних реакцій за ознакою – кількістю вихідних та отриманих речовин; розглянути закони збереження маси речовин та енергії при хімічних реакціях як окремий випадокпрояви загального закону природи.
Виховні завдання: · Довести провідну роль теорії у пізнанні практики; · показати учням взаємозв'язок протилежних процесів; · Довести матеріальність досліджуваних процесів;
Розвиваючі завдання: · Розвиток логічного мисленняшляхом порівняння, узагальнення, аналізу, систематизації.
Тип уроку: урок комплексного застосування знань.
Методи та прийоми: бесіда, письмова робота, фронтальне опитування.
Хід уроку I. Організаційний момент
ІІ. Мотивація навчальної діяльностіучнів, повідомлення теми, мети, завдань уроку.
ІІІ. Перевірка знань учнями фактичного матеріалу.
Фронтальна бесіда: 1. Які типи хімічних реакцій вам відомі? (Реакції розкладання, з'єднання, заміщення та обміну). 2. Дайте визначення реакції розкладання? (Реакції розкладання – реакції, при яких з однієї складної речовини утворюються дві і новіші прості або менш складні речовини). 3. Дайте визначення реакції з'єднання? (Реакції сполуки – реакції, при яких дві або кілька речовин утворюють одну складнішу речовину). 4. Дайте визначення реакції заміщення? (Реакції заміщення – реакції, у яких атоми простої речовини заміщають атоми однієї з елементів у складному речовині). 5Дайте визначення реакції обміну? (Реакції обміну – реакції, у яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами). 6. Яка основа цієї класифікації? (основою класифікації є кількість вихідних речовин, що утворилися)
IV. Перевірка знань учнями основних понять, законів, теорій, умінь пояснювати їхню сутність.
- Поясніть суть протікання хімічних реакцій. (Сутність хімічних реакцій зводиться до розриву зв'язків у вихідних речовинах та виникнення нових хімічних зв'язків у продуктах реакції. При цьому загальна кількість атомів кожного елемента залишається постійною, отже, маса речовин у результаті хімічних реакцій не змінюється.
- Ким і коли було встановлено цю закономірність? (1748 року російським ученим М.В.Ломоносовим – закон збереження маси речовин).
V. Перевірка глибини осмислення знань, ступеня узагальнення.
Завдання: визначте тип хімічної реакції (сполуки, розкладання, заміщення, обміну). Дайте пояснення зробленим вами висновків. Розставте коефіцієнти. (ІКТ)
1 ВАРІАНТ | 2 ВАРІАНТ | 3 ВАРІАНТ |
|
Mg + O 2 = MgO | Fe + CuCl 2 = Cu + FeCl 2 | Cu + O 2 = CuO |
|
K + H 2 O = KOH + H 2 | P + O 2 = P 2 O 5 | Fe 2 O 3 + HCl = FeCl 3 + H 2 O |
|
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2 | Mg + HCl = MgCl 2 + H 2 | Ba + H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2 |
|
Zn + Cu(NO 3 ) 2 =Cu+Zn(NO 3 ) 2 | Al 2 O 3 + HCl = AlCl 3 +H 2 O | SO 2 + H2O ↔ H 2 SO 3 |
|
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 | P 2 O 5 + H 2 O = H 3 PO 4 | CuCl 2 + KOH = Cu(OH) 2 +KCl |
|
CaO + H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O | Ba(OH) 2 + HNO 3 = Ba(NO 3 ) 2 + H 2 O | Ca(OH) 2 + HNO 3 = Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O |
|
NaOH + H 2 S = Na 2 S + H 2 O | Ca + H 2 O = Ca(OH) 2 +H 2 | AgNO 3 + NaBr = AgBr↓ + NaNO 3 |
|
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓+ NaCl | AgNO 3 + KCl = AgCl + KNO 3 | Cu + Hg(NO 3 ) 2 = Cu(NO 3 ) 2 + Hg |
|
CO 2 + H2O ↔ H 2 CO 3 | Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + H 2 O | Mg + HCl = MgCl 2 + H 2 |
VI Класифікація хімічних реакцій в органічній хімії.
А: У неорганічній хімії реакції сполуки, а в органічній хімії такі реакції часто називають реакціями приєднання (Реакції, в результаті яких дві і більше молекул реагуючих речовин з'єднуються в одну) У них зазвичай беруть участь сполуки, що містять подвійну або потрійний зв'язок. Різновиди реакцій приєднання: гідрування, гідратація, гідрогалогенування, галогенування, полімеризація. Приклади даних реакцій:
1.Гідрування - реакція приєднання молекули водню по кратному зв'язку:
Н 2 С = СН 2 + Н 2 → СН 3 - СН 3
етилен етан
НС ≡ СН + Н 2 → СН 2 = СН 2
ацетилен етилен
2.Гідрогалогенування - реакція приєднання галогеноводороду по кратному зв'язку
Н 2 С = СН 2 + НCl → CН 3 ─CH 2 Cl
етилен хлоретан
(за правилом В.В.Марковникова)
Н 2 С = СН─СН 3 + НCl→ CН 3 ─CHCl─СН 3
пропілен 2 - хлорпропан
HC≡CH + HCl → H 2 C=CHCl
ацетилен хлорвініл
HC≡C─СН 3 + HCl → H 2 C=CCl─СН 3
пропін 2-хлорпропен
3.Гідратація – реакція приєднання води з кратного зв'язку
Н 2 С = СН 2 + Н 2 О → CН 3 ─CH 2 ВІН (первинний спирт)
етен етанол
(при гідратації пропену та інших алкенів утворюються вторинні спирти)
HC≡CH + H 2 Про → H 3 C─CНО
ацетилен альдегід – етаналь (реакція Кучерова)
4.Галогенування – реакція приєднання молекули галогену за кратним зв'язком
Н 2 С = СН─СН 3 + Cl 2 → CН 2 Cl─CHCl─СН3
пропілен 1,2 – дихлорпропан
HC≡C─СН 3 + Cl 2 → HCCl=CCl─СН 3
пропін 1,2-дихлорпропен
5.Полімеризація - реакції, в ході яких молекули речовин з невеликою молекулярною масоюз'єднуються одна з одною з утворенням молекул речовин з високою молекулярною масою.
n СН 2 =СН 2 → (-СН 2 -СН 2 -)n
Етилен поліетилен
Б: До органічної хімії до реакцій розкладання (відщеплення) відносяться: дегідратація, дегідрування, крекінг, дегідрогалогенування.
Відповідні рівняння реакцій:
1.Дегідратація (відщеплення води)
З 2 Н 5 ОН → C 2 H 4 + Н 2 O (H 2 SO 4 )
2.Дегідрування (відщеплення водню)
С 6 Н 14 → С 6 Н 6 + 4Н 2
гексан бензол
3.Крекінг
C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8
октан бутан бутен
4. Дегідрогалогенування (відщеплення галогеноводороду)
C 2 H 5 Br → C 2 H 4 + НВг (NaOH, спирт)
Брометан етилен
В: В органічній хімії реакції заміщення розуміються ширше, тобто може заміщати не один атом, а група атомів або заміщається не атом, а група атомів. До різновиду реакції заміщення можна віднести нітрування та галогенування. граничних вуглеводнів, ароматичних сполук, спиртів та фенолу:
З 2 Н 6 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl + HCl
етан хлоретан
З 2 Н 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 +H 2 O (реакція Коновалова)
етан нітроетан
C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr
бензол бромбензол
З 6 Н 6 + HNO 3 → C 6 H 5 NO 2 +H 2 O
бензол нітробензол
C 2 H 5 OH + HCl → C 2 H 5 Cl + H 2 O
Етанол хлоретан
C 6 H 5 ВІН + 3Br 2 → C 6 H 2 Br 3 + 3HBr
фенол 2,4,6 - трибромфенол
Г: Реакції обміну в органічній хімії характерні для спиртів та карбонових кислот
НСООН + NaOH → HCOONa + Н 2 O
мурашина кислота форміат натрію
(Реакція нейтралізації)
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH↔ CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O
оцтова етанол етиловий ефіроцтової кислоти
(Реакція етерифікації ↔ гідроліз)
VII Закріплення ЗУН
- При нагріванні гідроксиду заліза (3) відбувається реакція
- Взаємодія алюмінію із сірчаною кислотою відноситься до реакції
- Взаємодія оцтової кислоти з магнієм відноситься до реакції
- Визначте тип хімічних реакцій у ланцюжку перетворень:
(використання ІКТ)
А) Si→SiO 2 →Na 2 SiO 3 →H 2 SiO 3 →SiO 2 →Si
Б) СН 4 →С 2 Н 2 →С 2 Н 4 →С 2 Н 5 ОН→С 2 Н
Хімічні властивості речовин виявляються у різноманітних хімічних реакціях.
Перетворення речовин, що супроводжуються зміною їх складу та (або) будови, називаються хімічними реакціями. Часто зустрічається і таке визначення: хімічною реакцієюназивається процес перетворення вихідних речовин (реагентів) на кінцеві речовини (продукти).
Хімічні реакції записуються за допомогою хімічних рівнянь та схем, що містять формули вихідних речовин та продуктів реакції. У хімічних рівняннях, На відміну від схем, число атомів кожного елемента однаково в лівій та правій частинах, що відображає закон збереження маси.
У лівій частині рівняння пишуться формули вихідних речовин (реагентів), у правій частині - речовин, одержуваних в результаті протікання хімічної реакції (продуктів реакції, кінцевих речовин). Знак рівності, що пов'язує ліву та праву частину, вказує, що загальна кількість атомів речовин, що беруть участь у реакції, залишається постійною. Це досягається розстановкою перед формулами цілих стехіометричних коефіцієнтів, що показують кількісні співвідношення між реагентами і продуктами реакції.
Хімічні рівняння можуть містити додаткові відомості про особливості перебігу реакції. Якщо хімічна реакція протікає під впливом зовнішніх впливів (температура, тиск, випромінювання і т.д.), це вказується відповідним символом, зазвичай над (або «під») знаком рівності.
Величезна кількість хімічних реакцій може бути згруповано в кілька типів реакцій, яким властиві певні ознаки.
В якості класифікаційних ознакможуть бути обрані такі:
1. Число та склад вихідних речовин та продуктів реакції.
2. Агрегатний станреагентів та продуктів реакції.
3. Число фаз, у яких перебувають учасники реакції.
4. Природа частинок, що переносяться.
5. Можливість перебігу реакції у прямому та зворотному напрямку.
6. Знак теплового ефекту поділяє всі реакції на: екзотермічніреакції, що протікають з екзо-ефектом - виділення енергії у формі теплоти (Q>0, ∆H<0):
З +О 2 = СО 2 + Q
і ендотермічніреакції, що протікають з ендо-ефектом - поглинанням енергії у формі теплоти (Q<0, ∆H >0):
N 2 + О 2 = 2NО - Q.
Такі реакції відносять до термохімічним.
Розглянемо докладніше кожен із типів реакцій.
Класифікація за кількістю та складом реагентів та кінцевих речовин
1. Реакції з'єднання
При реакціях сполуки з кількох реагуючих речовин щодо простого складу виходить одна речовина складнішого складу:
Зазвичай, ці реакції супроводжуються виділенням тепла, тобто. приводять до утворення більш стійких і менш багатих на енергію сполук.
Реакції сполуки простих речовин завжди мають окислювально-відновний характер. Реакції сполуки, що протікають між складними речовинами, можуть відбуватися як без зміни валентності:
СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2 ,
так і ставитися до окислювально-відновних:
2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3 .
2. Реакції розкладання
Реакції розкладання призводять до утворення кількох сполук з однієї складної речовини:
А = В + З + D.
Продуктами розкладання складної речовини може бути як прості, і складні речовини.
З реакцій розкладання, що протікають без зміни валентних станів, слід зазначити розкладання кристалогідратів, основ, кислот і солей кисневмісних кислот:
| t o | ||
| 4HNO 3 | = | 2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O. |
2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2 ,
(NH 4)2Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.
Особливо характерними є окислювально-відновні реакції розкладання для солей азотної кислоти.
Реакції розкладання в органічній хімії звуться крекінгу :
18 H 38 = 9 H 18 + 9 H 20 ,
або дегідрування
C4H10 = C4H6 + 2H2.
3. Реакції заміщення
При реакціях заміщення зазвичай проста речовина взаємодіє зі складним, утворюючи іншу просту речовину та інше складне:
А + ВС = АВ + С.
Ці реакції в переважній більшості належать до окисно-відновних:
2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 Про 3 ,
Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2
2КВr + Сl 2 = 2КСl + Вr 2
2КСlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 .
Приклади реакцій заміщення, які супроводжуються зміною валентних станів атомів, вкрай нечисленні. Слід зазначити реакцію двоокису кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі ангідриди:
СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2
Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 О 5 ,
Іноді ці реакції розглядають як реакції обміну:
СН 4 + Сl 2 = СН 3 Сl + НСl.
4. Реакції обміну
Реакціями обмінуназивають реакції між двома сполуками, які обмінюються між собою своїми складовими частинами:
АВ + СD = АD + СВ.
Якщо при реакціях заміщення протікають окислювально-відновні процеси, реакції обміну завжди відбуваються без зміни валентного стану атомів. Це найбільш поширена група реакцій між складними речовинами - оксидами, основами, кислотами та солями:
ZnO + Н 2 SО 4 = ZnSО 4 + Н 2 О,
AgNО 3 + КВr = АgВr + КNО 3
СrСl 3 + ЗNаОН = Сr(ОН) 3 + ЗNаСl.
Окремий випадок цих реакцій обміну реакції нейтралізації:
НСl + КОН = КСl + Н2О.
Зазвичай ці реакції підпорядковуються законам хімічної рівноваги і протікають у тому напрямку, де хоча б одна з речовин видаляється зі сфери реакції у вигляді газоподібної, летючої речовини, осаду або малодисоціюючої (для розчинів) сполуки:
NаНСО 3 + НСl = NаСl + Н 2 Про + СО 2
Са(НСО 3) 2 + Са(ОН) 2 = 2СаСО 3 ↓ + 2Н 2 О,
СН 3 СООNа + Н 3 РВ 4 = СН 3 СООН + NаН 2 РВ 4 .
5. Реакції перенесення.
При реакціях перенесення атом або група атомів переходить від однієї структурної одиниці до іншої:
АВ + ВС = А + В 2 С,
А 2 + 2СВ 2 = АСВ 2 + АСВ 3 .
Наприклад:
2AgCl + SnCl 2 = 2Ag + SnCl 4 ,
H 2 O + 2NO 2 = HNO 2 + HNO 3 .
Класифікація реакцій за фазовими ознаками
Залежно від агрегатного стану реагуючих речовин розрізняють такі реакції:
1. Газові реакції
| H 2 + Cl 2 | 2HCl. |
2. Реакції у розчинах
NaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н2О(ж)
3. Реакції між твердими речовинами
| t o | ||
| СаО(тв) +SiO 2 (тв) | = | СаSiO 3 (тв) |
Класифікація реакцій за кількістю фаз.
Під фазою розуміють сукупність однорідних частин системи з однаковими фізичними та хімічними властивостями та відокремлених один від одного поверхнею розділу.
Все різноманіття реакцій з цього погляду можна розділити на два класи:
1.Гомогенні (однофазні) реакції.До них відносять реакції, що протікають у газовій фазі, і низку реакцій, що протікають у розчинах.
2.Гетерогенні (багатофазні) реакції.До них відносять реакції, у яких реагенти та продукти реакції знаходяться у різних фазах. Наприклад:
газорідкофазні реакції
CO 2 (г) + NaOH(p-p) = NaHCO 3 (p-p).
газотвердофазні реакції
СО 2 (г) + СаО(тв) = СаСО 3 (тв).
рідкотвердофазні реакції
Na 2 SO 4 (р-р) + Сl 3 (р-р) = SО 4 (тв)↓ + 2NaСl (p-p).
рідкогазотвердофазні реакції
Са(НСО 3) 2 (р-р) + Н 2 SО 4 (р-р) = СО 2 (r) + Н 2 О(ж) + СаSО 4 (тв)↓.
Класифікація реакцій за типом частинок, що переносяться.
1. Протолітичні реакції.
До протолітичним реакціямвідносять хімічні процеси, суть яких полягає у перенесенні протона від одних реагуючих речовин до інших.
В основі цієї класифікації лежить протолітична теорія кислот і основ, відповідно до якої кислотою вважають будь-яку речовину, що віддає протон, а основою - речовина, здатна приєднувати протон, наприклад:
До протолітичних реакцій відносять реакції нейтралізації та гідролізу.
2. Окисно-відновні реакції.
До таких відносять реакції, в яких речовини, що реагують, обмінюються електронами, змінюючи при цьому ступеня окислення атомів елементів, що входять до складу реагуючих речовин. Наприклад:
Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2 ,
FeS 2 + 8HNO 3 (кінець) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O,
Переважна більшість хімічних реакцій відносяться до окислювально-відновних, вони відіграють виключно важливу роль.
3. Ліганднообмінні реакції.
До таких відносять реакції, в ході яких відбувається перенесення електронної пари з утворенням ковалентного зв'язку донорно-акцепторного механізму. Наприклад:
Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2 ,
Fe + 5CO = ,
Al(OH) 3 + NaOH = .
Характерною особливістю ліганднообмінних реакцій є те, що утворення нових сполук, які називають комплексними, відбувається без зміни ступеня окислення.
4. Реакція атомно-молекулярного обміну.
До даного типу реакцій відносяться багато з реакцій заміщення, що вивчаються в органічній хімії, що протікають по радикальному, електрофільному або нуклеофільному механізму.
Зворотні та незворотні хімічні реакції
Оборотними називають такі хімічні процеси, продукти яких здатні реагувати один з одним у тих же умовах, в яких вони отримані, з утворенням вихідних речовин.
Для оборотних реакцій рівняння прийнято записувати так:
Дві протилежно спрямовані стрілки вказують на те, що за тих самих умов одночасно протікає як пряма, так і зворотна реакція, наприклад:
СН 3 СООН + С 2 Н 5 ОН СН 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О.
Необоротними називають такі хімічні процеси, продукти яких здатні реагувати друг з одним з утворенням вихідних речовин. Прикладами незворотних реакцій може бути розкладання бертолетової солі при нагріванні:
2КСlО 3 → 2КСl + ЗО 2 ,
або окислення глюкози киснем повітря:
З 6 Н 12 Про 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2 О.
