ΟΡΙΣΜΟΣ

Χημική αντίδρασηονομάζονται μετασχηματισμοί ουσιών στους οποίους συμβαίνει αλλαγή στη σύσταση και (ή) δομή τους.

Τις περισσότερες φορές, οι χημικές αντιδράσεις νοούνται ως η διαδικασία μετατροπής των αρχικών ουσιών (αντιδραστηρίων) σε τελικές ουσίες (προϊόντα).

Οι χημικές αντιδράσεις γράφονται χρησιμοποιώντας χημικές εξισώσεις που περιέχουν τους τύπους των αρχικών ουσιών και των προϊόντων αντίδρασης. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της μάζας, ο αριθμός των ατόμων κάθε στοιχείου στην αριστερή και τη δεξιά πλευρά χημική εξίσωσητο ίδιο. Συνήθως, οι τύποι των αρχικών ουσιών αναγράφονται στην αριστερή πλευρά της εξίσωσης και οι τύποι των προϊόντων στη δεξιά. Η ισότητα του αριθμού των ατόμων κάθε στοιχείου στην αριστερή και δεξιά πλευρά της εξίσωσης επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση ακεραίων στοιχειομετρικών συντελεστών μπροστά από τους τύπους των ουσιών.

Οι χημικές εξισώσεις μπορεί να περιέχουν πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με τα χαρακτηριστικά της αντίδρασης: θερμοκρασία, πίεση, ακτινοβολία κ.λπ., η οποία υποδεικνύεται με το αντίστοιχο σύμβολο πάνω (ή «κάτω») από το πρόσημο ίσου.

Όλες οι χημικές αντιδράσεις μπορούν να ομαδοποιηθούν σε διάφορες κατηγορίες, οι οποίες έχουν ορισμένα χαρακτηριστικά.

Ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων ανάλογα με τον αριθμό και τη σύσταση των ουσιών έναρξης και που προκύπτουν

Σύμφωνα με αυτή την ταξινόμηση, οι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται σε αντιδράσεις σύνδεσης, αποσύνθεσης, υποκατάστασης και ανταλλαγής.

Σαν άποτέλεσμα σύνθετες αντιδράσειςαπό δύο ή περισσότερες (σύνθετες ή απλές) ουσίες σχηματίζεται μια νέα ουσία. Γενικά, η εξίσωση για μια τέτοια χημική αντίδραση θα μοιάζει με αυτό:

Για παράδειγμα:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

2Mg + O 2 = 2MgO.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

Οι αντιδράσεις της ένωσης είναι στις περισσότερες περιπτώσεις εξώθερμες, δηλ. προχωρήστε στην απελευθέρωση θερμότητας. Εάν η αντίδραση περιλαμβάνει απλές ουσίες, τότε τέτοιες αντιδράσεις είναι πιο συχνά αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (ORR), δηλ. συμβαίνουν με αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων. Είναι αδύνατο να πούμε με σαφήνεια εάν η αντίδραση μιας ένωσης μεταξύ σύνθετων ουσιών θα ταξινομηθεί ως ORR.

Οι αντιδράσεις που έχουν ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό πολλών άλλων νέων ουσιών (σύνθετων ή απλών) από μια σύνθετη ουσία ταξινομούνται ως αντιδράσεις αποσύνθεσης. Γενικά, η εξίσωση για τη χημική αντίδραση αποσύνθεσης θα μοιάζει με αυτό:

Για παράδειγμα:

CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)

CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)

2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)

Οι περισσότερες αντιδράσεις αποσύνθεσης συμβαίνουν όταν θερμαίνονται (1,4,5). Πιθανή αποσύνθεση υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος (2). Αποσύνθεση κρυσταλλικών υδριτών, οξέων, βάσεων και αλάτων οξέα που περιέχουν οξυγόνο(1, 3, 4, 5, 7) συμβαίνει χωρίς αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων, δηλ. αυτές οι αντιδράσεις δεν σχετίζονται με την ODD. Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης ORR περιλαμβάνουν την αποσύνθεση οξειδίων, οξέων και αλάτων που σχηματίζονται από στοιχεία μέσα υψηλότερους βαθμούςοξείδωση (6).

Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης βρίσκονται επίσης στην οργανική χημεία, αλλά με άλλα ονόματα - πυρόλυση (8), αφυδρογόνωση (9):

C 18 H 38 = C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)

C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)

Στο αντιδράσεις υποκατάστασηςμια απλή ουσία αλληλεπιδρά με μια σύνθετη ουσία, σχηματίζοντας μια νέα απλή και μια νέα σύνθετη ουσία. Γενικά, η εξίσωση για μια αντίδραση χημικής υποκατάστασης θα μοιάζει με αυτό:

Για παράδειγμα:

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)

2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl (7)

Οι περισσότερες αντιδράσεις υποκατάστασης είναι οξειδοαναγωγής (1 – 4, 7). Τα παραδείγματα των αντιδράσεων αποσύνθεσης στις οποίες δεν συμβαίνει καμία αλλαγή στις καταστάσεις οξείδωσης είναι λίγα (5, 6).

Αντιδράσεις ανταλλαγήςείναι αντιδράσεις που συμβαίνουν μεταξύ πολύπλοκων ουσιών στις οποίες ανταλλάσσουν τα συστατικά τους μέρη. Συνήθως αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ιόντα που βρίσκονται σε υδατικό διάλυμα. Γενικά, η εξίσωση για μια αντίδραση χημικής ανταλλαγής θα μοιάζει με αυτό:

AB + CD = AD + CB

Για παράδειγμα:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)

NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)

AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)

CrCl 3 + ZNaON = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)

Οι αντιδράσεις ανταλλαγής δεν είναι οξειδοαναγωγικές. Ειδική περίπτωσηΑυτές οι αντιδράσεις ανταλλαγής είναι αντιδράσεις εξουδετέρωσης (αντιδράσεις μεταξύ οξέων και αλκαλίων) (2). Οι αντιδράσεις ανταλλαγής προχωρούν προς την κατεύθυνση όπου τουλάχιστον μία από τις ουσίες αφαιρείται από τη σφαίρα της αντίδρασης με τη μορφή μιας αέριας ουσίας (3), ενός ιζήματος (4, 5) ή μιας ένωσης κακής διάσπασης, πιο συχνά νερού (1, 2 ).

Ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων ανάλογα με τις αλλαγές στις καταστάσεις οξείδωσης

Ανάλογα με την αλλαγή στις καταστάσεις οξείδωσης των στοιχείων που συνθέτουν τα αντιδραστήρια και τα προϊόντα αντίδρασης, όλες οι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής (1, 2) και σε αυτές που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή της κατάστασης οξείδωσης (3, 4).

2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)

Mg 0 – 2e = Mg 2+ (αναγωγικός παράγοντας)

C 4+ + 4e = C 0 (οξειδωτικό μέσο)

FeS 2 + 8HNO 3 (συμπ.) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e = Fe 3+ (αναγωγικός παράγοντας)

N 5+ +3e = N 2+ (οξειδωτικός παράγοντας)

AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)

Ταξινόμηση χημικών αντιδράσεων με θερμική επίδραση

Ανάλογα με το εάν θερμότητα (ενέργεια) απελευθερώνεται ή απορροφάται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, όλες οι χημικές αντιδράσεις χωρίζονται συμβατικά σε εξώθερμες (1, 2) και ενδόθερμες (3), αντίστοιχα. Η ποσότητα θερμότητας (ενέργειας) που απελευθερώνεται ή απορροφάται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης ονομάζεται θερμική επίδραση της αντίδρασης. Εάν η εξίσωση υποδεικνύει την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται ή απορροφάται, τότε τέτοιες εξισώσεις ονομάζονται θερμοχημικές.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 kJ (1)

2Mg + O 2 = 2MgO + 602,5 kJ (2)

N 2 + O 2 = 2NO – 90,4 kJ (3)

Ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων ανάλογα με την κατεύθυνση της αντίδρασης

Με βάση την κατεύθυνση της αντίδρασης, γίνεται διάκριση μεταξύ αναστρέψιμων (χημικών διεργασιών των οποίων τα προϊόντα είναι ικανά να αντιδράσουν μεταξύ τους υπό τις ίδιες συνθήκες στις οποίες ελήφθησαν για να σχηματίσουν τις αρχικές ουσίες) και μη αναστρέψιμες (χημικές διεργασίες των οποίων τα προϊόντα δεν είναι ικανά να αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν τις αρχικές ουσίες). ).

Για αναστρέψιμες αντιδράσεις, η εξίσωση σε γενική μορφή συνήθως γράφεται ως εξής:

Α + Β ↔ ΑΒ

Για παράδειγμα:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

Παραδείγματα μη αναστρέψιμων αντιδράσεων περιλαμβάνουν τις ακόλουθες αντιδράσεις:

2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Απόδειξη της μη αναστρεψιμότητας μιας αντίδρασης μπορεί να είναι η απελευθέρωση μιας αέριας ουσίας, ενός ιζήματος ή μιας ένωσης με κακή διάσπαση, πιο συχνά νερού, ως προϊόντα αντίδρασης.

Ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων ανάλογα με την παρουσία καταλύτη

Από αυτή την άποψη, διακρίνονται οι καταλυτικές και οι μη καταλυτικές αντιδράσεις.

Ο καταλύτης είναι μια ουσία που επιταχύνει την πρόοδο μιας χημικής αντίδρασης. Οι αντιδράσεις που συμβαίνουν με τη συμμετοχή καταλυτών ονομάζονται καταλυτικές. Ορισμένες αντιδράσεις δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν καθόλου χωρίς την παρουσία ενός καταλύτη:

2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (καταλύτης MnO 2)

Συχνά ένα από τα προϊόντα της αντίδρασης χρησιμεύει ως καταλύτης που επιταχύνει αυτήν την αντίδραση (αυτοκαταλυτικές αντιδράσεις):

MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, όπου το Me είναι μέταλλο.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Για να χρησιμοποιήσετε προεπισκοπήσεις παρουσίασης, δημιουργήστε έναν λογαριασμό Google και συνδεθείτε σε αυτόν: https://accounts.google.com

Λεζάντες διαφάνειας:

Ταξινόμηση χημικές αντιδράσεις

Οι χημικές αντιδράσεις είναι χημικές διεργασίες ως αποτέλεσμα των οποίων από ορισμένες ουσίες σχηματίζονται άλλες που διαφέρουν από αυτές σε σύσταση και (ή) δομή. Κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων, συμβαίνει αναγκαστικά μια αλλαγή στις ουσίες, κατά την οποία οι παλιοί δεσμοί σπάνε και δημιουργούνται νέοι δεσμοί μεταξύ των ατόμων. Σημάδια χημικών αντιδράσεων: Απελευθερώνεται αέριο Θα σχηματιστεί ίζημα 3) Παρουσιάζεται αλλαγή στο χρώμα των ουσιών Απελευθερώνεται ή απορροφάται θερμότητα και φως

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 1. Με αλλαγή καταστάσεων οξείδωσης χημικά στοιχεία: Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής: Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι αντιδράσεις που συμβαίνουν με αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων. Διαμοριακή είναι μια αντίδραση που συμβαίνει με μια αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης των ατόμων σε διαφορετικά μόρια. -2 +4 0 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O +2 -1 +2,5 -2 2Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 2 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaOH

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 1. Με την αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των χημικών στοιχείων που σχηματίζουν ουσίες: Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής: 2. Ενδομοριακές - αυτή είναι μια αντίδραση που συμβαίνει με μια αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης διαφορετικά άτομασε ένα μόριο. -3 +5 t 0 +3 (NH4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 +4H 2 O Η δυσαναλογία είναι μια αντίδραση που συμβαίνει με ταυτόχρονη αύξηση και μείωση της κατάστασης οξείδωσης των ατόμων του ίδιου στοιχείου . +1 +5 -1 3NaClO → NaClO 3 + 2NaCl

2.1. Αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή της σύνθεσης των ουσιών Στην ανόργανη χημεία, τέτοιες αντιδράσεις περιλαμβάνουν τις διαδικασίες λήψης αλλοτροπικών τροποποιήσεων ενός χημικού στοιχείου, για παράδειγμα: C (γραφίτης) C (διαμάντι) 3O 2 (οξυγόνο) 2O 3 (όζον) Sn ( λευκός κασσίτερος) Sn (γκρίζος κασσίτερος) S (ρομβικός) S (πλαστικός) P (κόκκινο) P (λευκό) Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 2. Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδρώντων ουσιών:

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 2. Από τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδρώντων: 2.2. Αντιδράσεις που συμβαίνουν με αλλαγή της σύστασης μιας ουσίας Οι σύνθετες αντιδράσεις είναι αντιδράσεις στις οποίες σχηματίζεται μια σύνθετη ουσία από δύο ή περισσότερες ουσίες. Στην ανόργανη χημεία, ολόκληρη η ποικιλία των αντιδράσεων ένωσης μπορεί να εξεταστεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της αντίδρασης για την παραγωγή θειικού οξέος από θείο: α) λήψη οξειδίου του θείου (IV): S + O 2  SO 2 - μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται από δύο απλές ουσίες, β) λήψη οξειδίου του θείου (VI ): 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται από μια απλή και μια σύνθετη ουσία, γ) παραγωγή θειικού οξέος: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται από δύο σύνθετες ουσίες.

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 2. Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύνθεση των αντιδρώντων ουσιών: 2. Αντιδράσεις αποσύνθεσης είναι εκείνες οι αντιδράσεις κατά τις οποίες σχηματίζονται πολλές νέες ουσίες από μία σύνθετη ουσία. Στην ανόργανη χημεία, όλη η ποικιλία τέτοιων αντιδράσεων μπορεί να θεωρηθεί στο μπλοκ των αντιδράσεων για την παραγωγή οξυγόνου με εργαστηριακές μεθόδους: α) αποσύνθεση οξειδίου υδραργύρου(II): 2HgO  t 2Hg + O 2  - από μία σύνθετη ουσία δύο απλές σχηματίζονται. β) αποσύνθεση νιτρικού καλίου: 2KNO 3  t 2KNO 2 + O 2  - από μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται μια απλή και μια σύνθετη. γ) αποσύνθεση υπερμαγγανικού καλίου: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 +O 2 - από μία σύνθετη ουσία σχηματίζονται δύο σύνθετες και μία απλή.

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 2. Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύσταση των ουσιών που αντιδρούν: 3. Αντιδράσεις υποκατάστασης είναι εκείνες οι αντιδράσεις ως αποτέλεσμα των οποίων άτομα μιας απλής ουσίας αντικαθιστούν άτομα κάποιου στοιχείου σε μια σύνθετη ουσία. Στην ανόργανη χημεία, ένα παράδειγμα τέτοιων διεργασιών μπορεί να είναι ένα σύνολο αντιδράσεων που χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες των μετάλλων: α) αλληλεπίδραση αλκαλικών ή μέταλλα αλκαλικών γαιώνμε νερό: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2  Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2  β) αλληλεπίδραση μετάλλων με οξέα στο διάλυμα: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2  γ ) αλληλεπίδραση μετάλλων με άλατα στο διάλυμα: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu δ) μεταλλοθερμία: 2Al + Cr 2 O 3  t Al 2 O 3 + 2Cr

4. Οι αντιδράσεις ανταλλαγής είναι αντιδράσεις στις οποίες δύο σύνθετες ουσίεςΑυτές οι αντιδράσεις χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες των ηλεκτρολυτών και στα διαλύματα προχωρούν σύμφωνα με τον κανόνα του Berthollet, δηλαδή μόνο εάν το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός ιζήματος, αερίου ή ουσίας κακής διάσπασης (για παράδειγμα, H 2 O). Στα ανόργανα, αυτό μπορεί να είναι ένα μπλοκ αντιδράσεων που χαρακτηρίζει τις ιδιότητες των αλκαλίων: α) αντίδραση εξουδετέρωσης, που συμβαίνει με το σχηματισμό άλατος και νερού: NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O ή σε ιοντική μορφή: OH - + H + = H 2 O β ) αντίδραση μεταξύ αλκαλίου και άλατος, που συμβαίνει με το σχηματισμό αερίου: 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3  + 2 H 2 O γ) αντίδραση μεταξύ αλκαλίου και άλατος , που συμβαίνει με το σχηματισμό ιζήματος: Cu SO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4 Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 2. Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύσταση των ουσιών που αντιδρούν:

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 3. Σύμφωνα με τη θερμική επίδραση: 3.1. Εξώθερμες αντιδράσεις: Οι εξώθερμες αντιδράσεις είναι αντιδράσεις που συμβαίνουν με την απελευθέρωση ενέργειας κατά τη διάρκεια εξωτερικό περιβάλλον. Αυτές περιλαμβάνουν σχεδόν όλες τις σύνθετες αντιδράσεις. Οι εξώθερμες αντιδράσεις που συμβαίνουν με την απελευθέρωση φωτός ταξινομούνται ως αντιδράσεις καύσης, για παράδειγμα: 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + Q 3.2. Ενδόθερμες αντιδράσεις: Οι ενδόθερμες αντιδράσεις είναι αντιδράσεις που συμβαίνουν με την απορρόφηση ενέργειας στο εξωτερικό περιβάλλον. Αυτές περιλαμβάνουν σχεδόν όλες τις αντιδράσεις αποσύνθεσης, για παράδειγμα: Πύρωση ασβεστόλιθου: CaCO 3  t CaO + CO 2  - Q

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 4. Αναστρεψιμότητα της διαδικασίας: 4.1. Μη αναστρέψιμες αντιδράσεις: Μη αναστρέψιμες αντιδράσεις συμβαίνουν κάτω από αυτές τις συνθήκες προς μία μόνο κατεύθυνση. Τέτοιες αντιδράσεις περιλαμβάνουν όλες τις αντιδράσεις ανταλλαγής που συνοδεύονται από το σχηματισμό ιζήματος, αερίου ή ελαφρώς διασπώμενης ουσίας (νερό) και όλες τις αντιδράσεις καύσης: S + O 2  SO 2; 4 P + 5O 2  2P 2 O 5 ; Cu SO 4 + 2KOH  Cu(OH) 2  + K 2 SO 4 4.2. Αναστρέψιμες αντιδράσεις: Οι αναστρέψιμες αντιδράσεις υπό δεδομένες συνθήκες συμβαίνουν ταυτόχρονα σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις. Η συντριπτική πλειοψηφία τέτοιων αντιδράσεων είναι. Για παράδειγμα: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 +3H 2 2NH 3

Οι καταλύτες είναι ουσίες που συμμετέχουν σε μια χημική αντίδραση και αλλάζουν την ταχύτητα ή την κατεύθυνση της, αλλά στο τέλος της αντίδρασης παραμένουν αμετάβλητες ποιοτικά και ποσοτικά. 5.1. Μη καταλυτικές αντιδράσεις: Μη καταλυτικές αντιδράσεις είναι οι αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς τη συμμετοχή καταλύτη: 2HgO  t 2Hg + O 2  2Al + 6HCl  t 2AlCl 3 + 3H 2  5.2: είναι καταλυτικές αντιδράσεις με τη συμμετοχή καταλύτη: t ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2  P,t CO + NaOH  H-CO-ONa Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 5. Συμμετοχή καταλύτη

Χημικές αντιδράσεις στην ανόργανη χημεία 6. Παρουσία διεπαφής φάσης 6.1. Ετερογενείς αντιδράσεις: Οι ετερογενείς αντιδράσεις είναι αντιδράσεις στις οποίες τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης (σε διαφορετικές φάσεις): FeO(s) + CO(g)  Fe(s) + CO 2 (g) + Q 2 Al (s) + 3С u С l 2 (διάλυμα) = 3С u(s) + 2AlCl 3 (διάλυμα) CaC 2 (s) + 2H 2 O (l) = C 2 H 2  + Ca( OH) 2 (διάλυμα ) 6.2. Ομογενείς αντιδράσεις: Οι ομογενείς αντιδράσεις είναι αντιδράσεις στις οποίες τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης βρίσκονται στο ίδιο κατάσταση συνάθροισης(σε μία φάση): 2C 2 H 6 (g) + 7O 2 (g)  4CO 2 (g) + 6H 2 O (g) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) = 2SO 3 (g) +Q H 2 (g) + F 2 (g) = 2HF (g)

Στην ανόργανη χημεία, οι χημικές αντιδράσεις ταξινομούνται σύμφωνα με διαφορετικά κριτήρια.

1. Με αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσηςσε οξειδοαναγωγή, που συμβαίνουν με αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης των στοιχείων, και οξεοβασική, που εμφανίζονται χωρίς αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης.

2. Από τη φύση της διαδικασίας.

Αντιδράσεις αποσύνθεσηςείναι χημικές αντιδράσεις κατά τις οποίες σχηματίζονται απλά μόρια από πιο πολύπλοκα.

Σύνθετες αντιδράσειςείναι χημικές αντιδράσεις κατά τις οποίες σύνθετες ενώσεις λαμβάνονται από πολλές απλούστερες.

Αντιδράσεις υποκατάστασηςείναι χημικές αντιδράσεις κατά τις οποίες ένα άτομο ή μια ομάδα ατόμων σε ένα μόριο αντικαθίσταται από ένα άλλο άτομο ή ομάδα ατόμων.

Αντιδράσεις ανταλλαγήςείναι χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή της κατάστασης οξείδωσης των στοιχείων και οδηγούν στην ανταλλαγή συστατικάαντιδραστήρια.

3. Εάν είναι δυνατόν, ρίξτε προς την αντίθετη κατεύθυνση σε αναστρέψιμο και μη αναστρέψιμο.

Ορισμένες αντιδράσεις, όπως η αντίδραση καύσης της αιθανόλης, είναι πρακτικά μη αναστρέψιμες, δηλ. είναι αδύνατο να δημιουργηθούν προϋποθέσεις για να προχωρήσει αντίστροφη κατεύθυνση.

Ωστόσο, υπάρχουν πολλές αντιδράσεις που, ανάλογα με τις συνθήκες της διαδικασίας, μπορούν να συμβούν τόσο προς την εμπρός όσο και προς την αντίστροφη κατεύθυνση. Οι αντιδράσεις που μπορούν να συμβούν τόσο προς την εμπρός όσο και προς την αντίστροφη κατεύθυνση ονομάζονται αναστρεπτός.

4. Ανά τύπο διάσπασης δεσμού - ομολυτικό(ίσο κενό, κάθε άτομο παίρνει ένα ηλεκτρόνιο) και ετερολυτικό(άνισο χάσμα - παίρνει κανείς ένα ζεύγος ηλεκτρονίων).

5. Εξώθερμο σε θερμικό αποτέλεσμα(απελευθέρωση θερμότητας) και ενδόθερμος(απορρόφηση θερμότητας).

Οι αντιδράσεις σύνθεσης θα είναι γενικά εξώθερμες αντιδράσεις, ενώ οι αντιδράσεις αποσύνθεσης θα είναι ενδόθερμες. Σπάνια εξαίρεση αποτελεί η ενδόθερμη αντίδραση αζώτου με οξυγόνο N 2 + O 2 = 2NO – Q.

6. Σύμφωνα με την κατάσταση συνάθροισης των φάσεων.

Ομοιογενής(η αντίδραση λαμβάνει χώρα σε μία φάση, χωρίς διεπιφάνειες· αντιδράσεις σε αέρια ή σε διαλύματα).

Ετερογενής(αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στη διεπαφή).

7. Σχετικά με τη χρήση του καταλύτη.

Ο καταλύτης είναι μια ουσία που επιταχύνει μια χημική αντίδραση αλλά παραμένει χημικά αμετάβλητη.

Καταλυτικόςχωρίς τη χρήση καταλύτη πρακτικά δεν πάνε και μη καταλυτικό.

Ταξινόμηση οργανικών αντιδράσεων

Τύπος αντίδρασης	Ριζικό	Πυρηνόφιλος (Ν)	Ηλεκτρόφιλο (ΜΙ)
Αλλαγή (S)	Ριζικό αντικατάσταση (S R)	Πυρηνόφιλη υποκατάσταση (S N)	Ηλεκτρόφιλη υποκατάσταση (S E)
Σύνδεση (Α)	Ριζικό σύνδεση (A R)	Πυρηνόφιλη προσθήκη (A N)	Ηλεκτροφιλική σύνδεση (A E)
Αποβολή (Ε) (εξάλειψη)	Ριζικό απόσπαση (E R)	Πυρηνόφιλη εξάλειψη (E N)	Ηλεκτρόφιλη αποβολή (Ε Ε)

Οι ηλεκτρόφιλες αντιδράσεις είναι ετερολυτικές αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με ηλεκτρόφιλα - σωματίδια που φέρουν ολόκληρο ή κλασματικό θετικό φορτίο. Διακρίνονται σε ηλεκτρόφιλες αντιδράσεις υποκατάστασης και ηλεκτροφιλικές αντιδράσεις προσθήκης. Για παράδειγμα,

H 2 C = CH 2 + Br 2  BrCH 2 – CH 2 Br

Οι πυρηνόφιλες αντιδράσεις είναι ετερολυτικές αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με πυρηνόφιλα - σωματίδια που φέρουν ολόκληρο ή κλασματικό αρνητικό φορτίο. Διακρίνονται σε πυρηνόφιλες αντιδράσεις υποκατάστασης και πυρηνόφιλες αντιδράσεις προσθήκης. Για παράδειγμα,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Οι ριζικές (αλυσιδωτή) χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν ρίζες ονομάζονται, για παράδειγμα

Οι χημικές αντιδράσεις πρέπει να διακρίνονται από τις πυρηνικές αντιδράσεις. Ως αποτέλεσμα χημικών αντιδράσεων, ο συνολικός αριθμός των ατόμων κάθε χημικού στοιχείου και η ισοτοπική του σύνθεση δεν αλλάζουν. Οι πυρηνικές αντιδράσεις είναι ένα άλλο θέμα - οι διαδικασίες μετασχηματισμού ατομικούς πυρήνεςως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής τους με άλλους πυρήνες ή στοιχειώδη σωματίδια, για παράδειγμα η μετατροπή του αλουμινίου σε μαγνήσιο:

27 13 Al + 1 1 H = 24 12 Mg + 4 2 He

Η ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων είναι πολύπλευρη, δηλαδή μπορεί να βασίζεται σε διάφορα χαρακτηριστικά. Αλλά οποιοδήποτε από αυτά τα χαρακτηριστικά μπορεί να περιλαμβάνει αντιδράσεις μεταξύ ανόργανων και οργανικών ουσιών.

Ας εξετάσουμε την ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων σύμφωνα με διάφορα κριτήρια.

I. Σύμφωνα με τον αριθμό και τη σύσταση των αντιδρώντων ουσιών

Αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή της σύστασης των ουσιών.

Στην ανόργανη χημεία, τέτοιες αντιδράσεις περιλαμβάνουν τις διαδικασίες λήψης αλλοτροπικών τροποποιήσεων ενός χημικού στοιχείου, για παράδειγμα:

C (γραφίτης) ↔ C (διαμάντι)
S (ορομβικό) ↔ S (μονοκλινικό)
P (λευκό) ↔ P (κόκκινο)
Sn (λευκό κασσίτερο) ↔ Sn (γκρι κασσίτερο)
3O 2 (οξυγόνο) ↔ 2O 3 (όζον)

Στην οργανική χημεία, αυτός ο τύπος αντίδρασης μπορεί να περιλαμβάνει αντιδράσεις ισομερισμού, οι οποίες συμβαίνουν χωρίς να αλλάζουν όχι μόνο η ποιοτική, αλλά και η ποσοτική σύνθεση των μορίων των ουσιών, για παράδειγμα:

1. Ισομερισμός αλκανίων.

Η αντίδραση ισομερισμού των αλκανίων έχει μεγάλη πρακτική σημασία, καθώς οι υδρογονάνθρακες ισοδομής έχουν μικρότερη ικανότητα έκρηξης.

2. Ισομερισμός αλκενίων.

3. Ισομερισμός αλκυνίων (αντίδραση A.E. Favorsky).

CH 3 - CH 2 - C= - CH ↔ CH 3 - C= - C- CH 3

αιθυλο ακετυλενο διμεθυλο ακετυλενο

4. Ισομερισμός αλογονοαλκανίων (Α. Ε. Favorsky, 1907).

5. Ισομερισμός κυανιούχου αμμωνίου όταν θερμαίνεται.

Η ουρία συντέθηκε για πρώτη φορά από τον F. Wöhler το 1828 με ισομερισμό κυανικού αμμωνίου όταν θερμανθεί.

Αντιδράσεις που συμβαίνουν με αλλαγή της σύστασης μιας ουσίας

Τέσσερις τύποι τέτοιων αντιδράσεων μπορούν να διακριθούν: συνδυασμός, αποσύνθεση, υποκατάσταση και ανταλλαγή.

1. Οι σύνθετες αντιδράσεις είναι αντιδράσεις κατά τις οποίες σχηματίζεται μία σύνθετη ουσία από δύο ή περισσότερες ουσίες

Στην ανόργανη χημεία, ολόκληρη η ποικιλία των αντιδράσεων ένωσης μπορεί να εξεταστεί, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των αντιδράσεων για την παραγωγή θειικού οξέος από θείο:

1. Παρασκευή οξειδίου του θείου (IV):

S + O 2 = SO - από δύο απλές ουσίες σχηματίζεται μια σύνθετη ουσία.

2. Παρασκευή οξειδίου του θείου (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται από απλές και σύνθετες ουσίες.

3. Παρασκευή θειικού οξέος:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται από δύο σύνθετες ουσίες.

Ένα παράδειγμα αντίδρασης ένωσης στην οποία σχηματίζεται μία σύνθετη ουσία από περισσότερες από δύο αρχικές ουσίες είναι το τελικό στάδιο παραγωγής νιτρικού οξέος:

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

Στην οργανική χημεία, οι αντιδράσεις των ενώσεων ονομάζονται συνήθως «αντιδράσεις προσθήκης». Όλη η ποικιλία τέτοιων αντιδράσεων μπορεί να εξεταστεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μιας ομάδας αντιδράσεων που χαρακτηρίζει τις ιδιότητες ακόρεστων ουσιών, για παράδειγμα αιθυλενίου:

1. Αντίδραση υδρογόνωσης - προσθήκη υδρογόνου:

CH 2 = CH 2 + H 2 → H 3 - CH 3

αιθένιο → αιθάνιο

2. Αντίδραση ενυδάτωσης – προσθήκη νερού.

3. Αντίδραση πολυμερισμού.

2. Οι αντιδράσεις αποσύνθεσης είναι αντιδράσεις κατά τις οποίες σχηματίζονται πολλές νέες ουσίες από μία σύνθετη ουσία.

Στην ανόργανη χημεία, ολόκληρη η ποικιλία τέτοιων αντιδράσεων μπορεί να θεωρηθεί στο μπλοκ των αντιδράσεων για την παραγωγή οξυγόνου με εργαστηριακές μεθόδους:

1. Αποσύνθεση του οξειδίου του υδραργύρου(II) - δύο απλά σχηματίζονται από μία σύνθετη ουσία.

2. Αποσύνθεση νιτρικού καλίου - από μια σύνθετη ουσία σχηματίζεται μια απλή και μια σύνθετη.

3. Αποσύνθεση υπερμαγγανικού καλίου - από μια σύνθετη ουσία σχηματίζονται δύο σύνθετες και μια απλή ουσία, δηλαδή τρεις νέες ουσίες.

Στην οργανική χημεία, οι αντιδράσεις αποσύνθεσης μπορούν να θεωρηθούν στο μπλοκ αντιδράσεων για την παραγωγή αιθυλενίου στο εργαστήριο και στη βιομηχανία:

1. Αντίδραση αφυδάτωσης (αποβολή νερού) αιθανόλης:

C 2 H 5 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2. Αντίδραση αφυδρογόνωσης (αποβολή υδρογόνου) αιθανίου:

CH 3 - CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2

ή CH 3 - CH 3 → 2C + ZN 2

3. Αντίδραση πυρόλυσης (διάσπασης) προπανίου:

CH 3 - CH 2 - CH 3 → CH 2 = CH 2 + CH 4

3. Οι αντιδράσεις υποκατάστασης είναι αντιδράσεις κατά τις οποίες άτομα μιας απλής ουσίας αντικαθιστούν άτομα κάποιου στοιχείου σε μια σύνθετη ουσία.

Στην ανόργανη χημεία, ένα παράδειγμα τέτοιων διεργασιών είναι ένα σύνολο αντιδράσεων που χαρακτηρίζει τις ιδιότητες, για παράδειγμα, των μετάλλων:

1. Αλληλεπίδραση μετάλλων αλκαλίων ή αλκαλικών γαιών με νερό:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

2. Αλληλεπίδραση μετάλλων με οξέα στο διάλυμα:

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2

3. Αλληλεπίδραση μετάλλων με άλατα στο διάλυμα:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Μεταλλοθερμία:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Сr

Το αντικείμενο της μελέτης της οργανικής χημείας δεν είναι απλές ουσίες, αλλά μόνο ενώσεις. Επομένως, ως παράδειγμα αντίδρασης υποκατάστασης, παρουσιάζουμε τα περισσότερα χαρακτηριστική ιδιότητακορεσμένες ενώσεις, ιδιαίτερα το μεθάνιο, είναι η ικανότητα των ατόμων υδρογόνου του να αντικαθίστανται από άτομα αλογόνου. Ένα άλλο παράδειγμα είναι η βρωμίωση μιας αρωματικής ένωσης (βενζόλιο, τολουόλιο, ανιλίνη).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

βενζόλιο → βρωμοβενζόλιο

Ας δώσουμε προσοχή στην ιδιαιτερότητα της αντίδρασης υποκατάστασης οργανική ύλη: ως αποτέλεσμα τέτοιων αντιδράσεων, δεν σχηματίζεται μια απλή και μια σύνθετη ουσία, όπως στην ανόργανη χημεία, αλλά δύο πολύπλοκες ουσίες.

Στην οργανική χημεία, οι αντιδράσεις υποκατάστασης περιλαμβάνουν επίσης ορισμένες αντιδράσεις μεταξύ δύο πολύπλοκων ουσιών, για παράδειγμα, τη νίτρωση του βενζολίου. Είναι τυπικά μια αντίδραση ανταλλαγής. Το γεγονός ότι πρόκειται για αντίδραση υποκατάστασης γίνεται σαφές μόνο όταν ληφθεί υπόψη ο μηχανισμός της.

4. Αντιδράσεις ανταλλαγής είναι οι αντιδράσεις κατά τις οποίες δύο σύνθετες ουσίες ανταλλάσσουν τα συστατικά τους

Αυτές οι αντιδράσεις χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες των ηλεκτρολυτών και στα διαλύματα προχωρούν σύμφωνα με τον κανόνα του Berthollet, δηλαδή μόνο εάν το αποτέλεσμα είναι ο σχηματισμός ιζήματος, αερίου ή ελαφρώς διασπώμενης ουσίας (για παράδειγμα, H 2 O).

Στην ανόργανη χημεία, αυτό μπορεί να είναι ένα σύνολο αντιδράσεων που χαρακτηρίζουν, για παράδειγμα, τις ιδιότητες των αλκαλίων:

1. Αντίδραση εξουδετέρωσης που συμβαίνει με το σχηματισμό αλατιού και νερού.

2. Η αντίδραση μεταξύ αλκαλίου και αλατιού, που συμβαίνει με το σχηματισμό αερίου.

3. Η αντίδραση μεταξύ αλκαλίου και αλατιού, με αποτέλεσμα το σχηματισμό ιζήματος:

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4

ή σε ιοντική μορφή:

Cu 2+ + 2OH - = Cu(OH) 2

Στην οργανική χημεία, μπορούμε να εξετάσουμε ένα σύνολο αντιδράσεων που χαρακτηρίζουν, για παράδειγμα, τις ιδιότητες του οξικού οξέος:

1. Η αντίδραση που συμβαίνει με το σχηματισμό ενός ασθενούς ηλεκτρολύτη - H 2 O:

CH 3 COOH + NaOH → Na(CH3COO) + H 2 O

2. Αντίδραση που συμβαίνει με το σχηματισμό αερίου:

2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O

3. Η αντίδραση που συμβαίνει με το σχηματισμό ιζήματος:

2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3

2CH 3 COOH + SiO → 2CH 3 COO + H 2 SiO 3

II. Με την αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των χημικών στοιχείων που σχηματίζουν ουσίες

Με βάση αυτό το χαρακτηριστικό, διακρίνονται οι ακόλουθες αντιδράσεις:

1. Αντιδράσεις που συμβαίνουν με αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των στοιχείων ή αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Αυτές περιλαμβάνουν πολλές αντιδράσεις, συμπεριλαμβανομένων όλων των αντιδράσεων υποκατάστασης, καθώς και εκείνες τις αντιδράσεις συνδυασμού και αποσύνθεσης στις οποίες εμπλέκεται τουλάχιστον μία απλή ουσία, για παράδειγμα:

1. Mg 0 + H + 2 SO 4 = Mg +2 SO 4 + H 2

2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2

Οι πολύπλοκες αντιδράσεις οξειδοαναγωγής συντίθενται με τη μέθοδο του ισοζυγίου ηλεκτρονίων.

2KMn +7 O 4 + 16HCl - = 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O

Στην οργανική χημεία, ένα εντυπωσιακό παράδειγμα αντιδράσεων οξειδοαναγωγής είναι οι ιδιότητες των αλδεΰδων.

1. Ανάγεται στις αντίστοιχες αλκοόλες:

Τα αλδεκύδια οξειδώνονται στα αντίστοιχα οξέα:

2. Αντιδράσεις που συμβαίνουν χωρίς αλλαγή των καταστάσεων οξείδωσης των χημικών στοιχείων.

Αυτές περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, όλες τις αντιδράσεις ανταλλαγής ιόντων, καθώς και πολλές αντιδράσεις ενώσεων, πολλές αντιδράσεις αποσύνθεσης, αντιδράσεις εστεροποίησης:

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. Με θερμική επίδραση

Με βάση το θερμικό αποτέλεσμα, οι αντιδράσεις χωρίζονται σε εξώθερμες και ενδόθερμες.

1. Οι εξώθερμες αντιδράσεις συμβαίνουν με την απελευθέρωση ενέργειας.

Αυτές περιλαμβάνουν σχεδόν όλες τις σύνθετες αντιδράσεις. Σπάνια εξαίρεση αποτελεί η ενδόθερμη αντίδραση της σύνθεσης του μονοξειδίου του αζώτου (II) από άζωτο και οξυγόνο και η αντίδραση αερίου υδρογόνου με στερεό ιώδιο.

Οι εξώθερμες αντιδράσεις που συμβαίνουν με την απελευθέρωση φωτός ταξινομούνται ως αντιδράσεις καύσης. Η υδρογόνωση του αιθυλενίου είναι ένα παράδειγμα εξώθερμης αντίδρασης. Λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου.

2. Ενδόθερμες αντιδράσεις συμβαίνουν με την απορρόφηση ενέργειας.

Προφανώς, αυτές θα περιλαμβάνουν σχεδόν όλες τις αντιδράσεις αποσύνθεσης, για παράδειγμα:

1. Πυροδότηση ασβεστόλιθου

2. Σπάσιμο βουτανίου

Η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται ή απορροφάται ως αποτέλεσμα μιας αντίδρασης ονομάζεται θερμική επίδραση της αντίδρασης και η εξίσωση μιας χημικής αντίδρασης που δείχνει αυτό το αποτέλεσμα ονομάζεται θερμοχημική εξίσωση:

H 2(g) + C 12(g) = 2HC 1(g) + 92,3 kJ

N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO (g) - 90,4 kJ

IV. Σύμφωνα με την κατάσταση συσσωμάτωσης των αντιδρώντων ουσιών (σύνθεση φάσης)

Ανάλογα με την κατάσταση συσσωμάτωσης των αντιδρώντων ουσιών διακρίνονται:

1. Ετερογενείς αντιδράσεις - αντιδράσεις στις οποίες τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης βρίσκονται σε διαφορετικές καταστάσεις συσσωμάτωσης (σε διαφορετικές φάσεις).

2. Ομογενείς αντιδράσεις - αντιδράσεις στις οποίες τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της αντίδρασης βρίσκονται στην ίδια κατάσταση συσσωμάτωσης (στην ίδια φάση).

V. Με καταλυτική συμμετοχή

Με βάση τη συμμετοχή του καταλύτη διακρίνονται:

1. Μη καταλυτικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα χωρίς τη συμμετοχή καταλύτη.

2. Καταλυτικές αντιδράσεις που συμβαίνουν με τη συμμετοχή ενός καταλύτη. Δεδομένου ότι όλες οι βιοχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στα κύτταρα των ζωντανών οργανισμών συμβαίνουν με τη συμμετοχή ειδικών βιολογικών καταλυτών πρωτεϊνικής φύσης - ενζύμων, είναι όλες καταλυτικές ή, πιο συγκεκριμένα, ενζυματικές. Πρέπει να σημειωθεί ότι πάνω από το 70% χημική παραγωγήχρησιμοποιούνται καταλύτες.

VI. Προς

Ανάλογα με την κατεύθυνση διακρίνονται:

1. Μη αναστρέψιμες αντιδράσεις συμβαίνουν υπό δεδομένες συνθήκες προς μία μόνο κατεύθυνση. Αυτές περιλαμβάνουν όλες τις αντιδράσεις ανταλλαγής που συνοδεύονται από το σχηματισμό ιζήματος, αερίου ή ελαφρώς διασπώμενης ουσίας (νερό) και όλες τις αντιδράσεις καύσης.

2. Οι αναστρέψιμες αντιδράσεις υπό αυτές τις συνθήκες συμβαίνουν ταυτόχρονα σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις. Η συντριπτική πλειοψηφία τέτοιων αντιδράσεων είναι.

Στην οργανική χημεία, το σημάδι της αναστρεψιμότητας αντανακλάται από τα ονόματα - αντώνυμα των διεργασιών:

Υδρογόνωση - αφυδρογόνωση,

Ενυδάτωση - αφυδάτωση,

Πολυμερισμός - αποπολυμερισμός.

Όλες οι αντιδράσεις εστεροποίησης (η αντίθετη διαδικασία, όπως γνωρίζετε, ονομάζεται υδρόλυση) και η υδρόλυση πρωτεϊνών είναι αναστρέψιμες, εστέρες, υδατάνθρακες, πολυνουκλεοτίδια. Η αναστρεψιμότητα αυτών των διεργασιών αποτελεί τη βάση της πιο σημαντικής ιδιότητας ενός ζωντανού οργανισμού - του μεταβολισμού.

VII. Ανάλογα με τον μηχανισμό ροής διακρίνονται:

1. Οι ριζικές αντιδράσεις συμβαίνουν μεταξύ των ριζών και των μορίων που σχηματίζονται κατά την αντίδραση.

Όπως ήδη γνωρίζετε, σε όλες τις αντιδράσεις σπάνε παλιοί χημικοί δεσμοί και σχηματίζονται νέοι χημικοί δεσμοί. Η μέθοδος διάσπασης του δεσμού στα μόρια της αρχικής ουσίας καθορίζει τον μηχανισμό (διαδρομή) της αντίδρασης. Εάν μια ουσία σχηματίζεται από έναν ομοιοπολικό δεσμό, τότε μπορεί να υπάρχουν δύο τρόποι διάσπασης αυτού του δεσμού: αιμολυτικός και ετερολυτικός. Για παράδειγμα, για τα μόρια Cl 2, CH 4, κ.λπ., πραγματοποιείται αιμολυτική διάσπαση δεσμών· θα οδηγήσει στο σχηματισμό σωματιδίων με ασύζευκτα ηλεκτρόνια, δηλαδή ελεύθερες ρίζες.

Οι ρίζες σχηματίζονται συχνότερα όταν διασπώνται δεσμοί στους οποίους κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων κατανέμονται περίπου ίσα μεταξύ των ατόμων (μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός), αλλά πολλά πολικούς δεσμούςμπορεί επίσης να σπάσει με παρόμοιο τρόπο, ιδιαίτερα όταν η αντίδραση λαμβάνει χώρα στην αέρια φάση και υπό την επίδραση του φωτός, όπως, για παράδειγμα, στην περίπτωση των διεργασιών που συζητήθηκαν παραπάνω - η αλληλεπίδραση C 12 και CH 4 -. Οι ρίζες είναι πολύ αντιδραστικές επειδή τείνουν να ολοκληρώσουν το στρώμα ηλεκτρονίων τους παίρνοντας ένα ηλεκτρόνιο από άλλο άτομο ή μόριο. Για παράδειγμα, όταν μια ρίζα χλωρίου συγκρούεται με ένα μόριο υδρογόνου, προκαλεί τη ρήξη του κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων που συνδέει τα άτομα υδρογόνου και σχηματίζει ομοιοπολικό δεσμόμε ένα από τα άτομα υδρογόνου. Το δεύτερο άτομο υδρογόνου, έχοντας γίνει ρίζα, σχηματίζει ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων με το ασύζευκτο ηλεκτρόνιο του ατόμου χλωρίου από το μόριο Cl 2 που καταρρέει, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας ρίζας χλωρίου που προσβάλλει ένα νέο μόριο υδρογόνου κ.λπ.

Οι αντιδράσεις που αντιπροσωπεύουν μια αλυσίδα διαδοχικών μετασχηματισμών ονομάζονται αλυσιδωτές αντιδράσεις. Για την ανάπτυξη της θεωρίας των αλυσιδωτών αντιδράσεων, δύο εξαιρετικοί χημικοί - ο συμπατριώτης μας N. N. Semenov και ο Άγγλος S. A. Hinshelwood τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ.
Η αντίδραση υποκατάστασης μεταξύ χλωρίου και μεθανίου εξελίσσεται παρόμοια:

Οι περισσότερες αντιδράσεις καύσης οργανικών και ανόργανες ουσίες, σύνθεση νερού, αμμωνίας, πολυμερισμός αιθυλενίου, χλωριούχου βινυλίου κ.λπ.

2. Ιονικές αντιδράσεις συμβαίνουν μεταξύ ιόντων που υπάρχουν ήδη ή σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

Τυπικός αντιδράσεις ιόντωνείναι η αλληλεπίδραση μεταξύ ηλεκτρολυτών στο διάλυμα. Τα ιόντα σχηματίζονται όχι μόνο κατά τη διάσταση των ηλεκτρολυτών σε διαλύματα, αλλά και υπό τη δράση ηλεκτρικών εκκενώσεων, θέρμανσης ή ακτινοβολίας. Οι ακτίνες γ, για παράδειγμα, μετατρέπουν τα μόρια του νερού και του μεθανίου σε μοριακά ιόντα.

Διαφορετικά ιοντικό μηχανισμόσυμβαίνουν αντιδράσεις προσθήκης υδραλογονιδίων, υδρογόνου, αλογόνων σε αλκένια, οξείδωση και αφυδάτωση αλκοολών, αντικατάσταση υδροξυλίου αλκοόλης με αλογόνο. αντιδράσεις που χαρακτηρίζουν τις ιδιότητες των αλδεΰδων και των οξέων. Στην περίπτωση αυτή, τα ιόντα σχηματίζονται από την ετερολυτική διάσπαση των πολικών ομοιοπολικών δεσμών.

VIII. Ανάλογα με το είδος της ενέργειας

κατά την έναρξη της αντίδρασης διακρίνονται:

1. Φωτοχημικές αντιδράσεις. Ξεκινούν από ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΦΩΤΟΣ. Εκτός από τις φωτοχημικές διεργασίες της σύνθεσης HCl ή της αντίδρασης του μεθανίου με το χλώριο που συζητήθηκαν παραπάνω, αυτές περιλαμβάνουν την παραγωγή όζοντος στην τροπόσφαιρα ως δευτερογενή ατμοσφαιρικό ρύπο. Ο πρωταρχικός ρόλος σε αυτή την περίπτωση είναι το μονοξείδιο του αζώτου (IV), το οποίο υπό την επίδραση του φωτός σχηματίζει ρίζες οξυγόνου. Αυτές οι ρίζες αλληλεπιδρούν με μόρια οξυγόνου, με αποτέλεσμα το όζον.

Ο σχηματισμός όζοντος συμβαίνει εφόσον υπάρχει αρκετό φως, καθώς το ΝΟ μπορεί να αλληλεπιδράσει με μόρια οξυγόνου για να σχηματίσει το ίδιο NO 2. Η συσσώρευση όζοντος και άλλων δευτερογενών ατμοσφαιρικών ρύπων μπορεί να οδηγήσει σε φωτοχημική αιθαλομίχλη.

Αυτός ο τύπος αντίδρασης περιλαμβάνει επίσης την πιο σημαντική διαδικασία που συμβαίνει φυτικά κύτταρα, - φωτοσύνθεση, το όνομα της οποίας μιλάει από μόνο του.

2. Αντιδράσεις ακτινοβολίας. Εκκινούνται από ακτινοβολία υψηλής ενέργειας - ακτίνες Χ, πυρηνική ακτινοβολία (ακτίνες γ, σωματίδια α - He 2+ κ.λπ.). Με τη βοήθεια αντιδράσεων ακτινοβολίας γίνεται πολύ γρήγορος ραδιοπολυμερισμός, ραδιόλυση (αποσύνθεση ακτινοβολίας) κ.λπ.

Για παράδειγμα, αντί της παραγωγής φαινόλης σε δύο στάδια από το βενζόλιο, μπορεί να ληφθεί με αντίδραση βενζολίου με νερό υπό την επίδραση της ακτινοβολίας. Σε αυτή την περίπτωση, οι ρίζες [OH] και [H] σχηματίζονται από μόρια νερού, με τα οποία το βενζόλιο αντιδρά για να σχηματίσει φαινόλη:

C 6 H 6 + 2[OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

Ο βουλκανισμός του καουτσούκ μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς θείο χρησιμοποιώντας ραδιοβουλκανισμό και το καουτσούκ που προκύπτει δεν θα είναι χειρότερο από το παραδοσιακό καουτσούκ.

3. Ηλεκτροχημικές αντιδράσεις. Ξεκινούν από ηλεκτρική ενέργεια. Εκτός από τις γνωστές αντιδράσεις ηλεκτρόλυσης, θα υποδείξουμε επίσης αντιδράσεις ηλεκτροσύνθεσης, για παράδειγμα, τις αντιδράσεις εργοστασιακή παραγωγήανόργανα οξειδωτικά μέσα

4. Θερμοχημικές αντιδράσεις. Ξεκινούν από τη θερμική ενέργεια. Αυτές περιλαμβάνουν όλες τις ενδόθερμες αντιδράσεις και πολλές εξώθερμες αντιδράσεις, η έναρξη των οποίων απαιτεί μια αρχική παροχή θερμότητας, δηλαδή έναρξη της διαδικασίας.

Η ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων που συζητήθηκε παραπάνω αντικατοπτρίζεται στο διάγραμμα.

Η ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων, όπως όλες οι άλλες ταξινομήσεις, είναι υπό όρους. Οι επιστήμονες συμφώνησαν να χωρίσουν τις αντιδράσεις σε ορισμένους τύπους ανάλογα με τα χαρακτηριστικά που προσδιόρισαν. Αλλά οι περισσότεροι χημικοί μετασχηματισμοί μπορούν να αποδοθούν ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ. Για παράδειγμα, ας χαρακτηρίσουμε τη διαδικασία της σύνθεσης αμμωνίας.

Αυτή είναι μια σύνθετη αντίδραση, οξειδοαναγωγική, εξώθερμη, αναστρέψιμη, καταλυτική, ετερογενής (ακριβέστερα, ετερογενής-καταλυτική), που συμβαίνει με μείωση της πίεσης στο σύστημα. Για την επιτυχή διαχείριση της διαδικασίας, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη όλες οι πληροφορίες που παρέχονται. Μια συγκεκριμένη χημική αντίδραση είναι πάντα πολυ-ποιοτική και χαρακτηρίζεται από διαφορετικά χαρακτηριστικά.

>> Χημεία: Τύποι χημικών αντιδράσεων στην οργανική χημεία

Οι αντιδράσεις οργανικών ουσιών μπορούν επίσημα να χωριστούν σε τέσσερις κύριους τύπους: υποκατάσταση, προσθήκη, αποβολή (εξάλειψη) και αναδιάταξη (ισομερισμός). Είναι προφανές ότι ολόκληρη η ποικιλία των αντιδράσεων των οργανικών ενώσεων δεν μπορεί να περιοριστεί στο πλαίσιο της προτεινόμενης ταξινόμησης (για παράδειγμα, αντιδράσεις καύσης). Ωστόσο, μια τέτοια ταξινόμηση θα βοηθήσει στη δημιουργία αναλογιών με τις ταξινομήσεις των αντιδράσεων που συμβαίνουν μεταξύ ανόργανων ουσιών που είναι ήδη γνωστές σε εσάς από την πορεία της ανόργανης χημείας.

Κατά κανόνα, το κύριο οργανική ένωση, που συμμετέχει στην αντίδραση, ονομάζεται υπόστρωμα και το άλλο συστατικό της αντίδρασης θεωρείται συμβατικά ως αντιδραστήριο.

Αντιδράσεις υποκατάστασης

Οι αντιδράσεις που έχουν ως αποτέλεσμα την αντικατάσταση ενός ατόμου ή ομάδας ατόμων στο αρχικό μόριο (υπόστρωμα) με άλλα άτομα ή ομάδες ατόμων ονομάζονται αντιδράσεις υποκατάστασης.

Οι αντιδράσεις υποκατάστασης περιλαμβάνουν περιορισμούς και αρωματικές ενώσεις, όπως, για παράδειγμα, αλκάνια, κυκλοαλκάνια ή αρένες.

Ας δώσουμε παραδείγματα τέτοιων αντιδράσεων.

Περιεχόμενο μαθήματος σημειώσεις μαθήματοςυποστήριξη μεθόδων επιτάχυνσης παρουσίασης μαθήματος διαδραστικές τεχνολογίες Πρακτική εργασίες και ασκήσεις αυτοδιαγνωστικά εργαστήρια, προπονήσεις, περιπτώσεις, αναζητήσεις ερωτήσεις συζήτησης εργασιών για το σπίτι ρητορικές ερωτήσεις από μαθητές εικονογραφήσεις ήχου, βίντεο κλιπ και πολυμέσαφωτογραφίες, εικόνες, γραφικά, πίνακες, διαγράμματα, χιούμορ, ανέκδοτα, ανέκδοτα, κόμικς, παραβολές, ρήσεις, σταυρόλεξα, αποσπάσματα Πρόσθετα περιλήψειςάρθρα κόλπα για την περίεργη κούνια σχολικά βιβλία βασικά και επιπλέον λεξικό όρων άλλα Βελτίωση σχολικών βιβλίων και μαθημάτωνδιόρθωση λαθών στο σχολικό βιβλίοενημέρωση ενός τμήματος σε ένα σχολικό βιβλίο, στοιχεία καινοτομίας στο μάθημα, αντικατάσταση ξεπερασμένων γνώσεων με νέες. μόνο για εκπαιδευτικούς τέλεια μαθήματα ημερολογιακό σχέδιογια έναν χρόνο Κατευθυντήριες γραμμέςπρογράμματα συζήτησης Ολοκληρωμένα Μαθήματα