Wykład: Klasyfikacja reakcje chemiczne w nieorganicznych i Chemia organiczna

Rodzaje reakcji chemicznych w chemia nieorganiczna


A) Klasyfikacja według ilości substancji wyjściowych:

Rozkład – w wyniku tej reakcji z jednej istniejącej substancji złożonej powstają dwie lub więcej substancji prostych i jednocześnie złożonych.

Przykład: 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

Mieszanina - jest to reakcja, w której dwie lub więcej substancji prostych i złożonych tworzą jedną, ale bardziej złożoną.

Przykład: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Podstawienie - jest to pewna reakcja chemiczna zachodząca pomiędzy substancjami prostymi i złożonymi. Atomy prosta substancja w tej reakcji zastępowane są atomami jednego z pierwiastków znajdujących się w substancji złożonej.

Przykład: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

Giełda - Jest to reakcja, w której dwie substancje o złożonej budowie wymieniają się swoimi częściami.

Przykład: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

B) Klasyfikacja według efektu termicznego:

Reakcje egzotermiczne - Są to pewne reakcje chemiczne, podczas których wydziela się ciepło.
Przykłady:

S + O 2 → SO 2 + Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O + Q


Reakcje endotermiczne - Są to pewne reakcje chemiczne, podczas których pochłaniane jest ciepło. Z reguły są to reakcje rozkładu.

Przykłady:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 – Q

Ciepło wydzielane lub pochłaniane w wyniku reakcji chemicznej nazywa się ciepłem efekt termiczny.


Nazywa się równania chemiczne wskazujące efekt termiczny reakcji termochemiczny.


B) Klasyfikacja według odwracalności:

Reakcje odwracalne - są to reakcje zachodzące w tych samych warunkach we wzajemnie przeciwnych kierunkach.

Przykład: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

Nieodwracalne reakcje - są to reakcje, które przebiegają tylko w jednym kierunku i kończą się całkowitym zużyciem wszystkich substancji wyjściowych. W tych reakcjach zwolnij jest gaz, osad, woda.
Przykład: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2

D) Klasyfikacja według zmiany stopnia utlenienia:

Utleniający - reakcje redukcji – podczas tych reakcji następuje zmiana stopnia utlenienia.

Przykład: Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.

Nie redoks – reakcje bez zmiany stopnia utlenienia.

Przykład: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.

D) Klasyfikacja według fazy:

Reakcje jednorodne – reakcje zachodzące w jednej fazie, gdy substancje wyjściowe i produkty reakcji mają ten sam stan skupienia.

Przykład: H 2 (gaz) + Cl 2 (gaz) → 2HCL

Reakcje heterogeniczne – reakcje zachodzące na granicy faz, w których produkty reakcji i substancje wyjściowe mają różne stany skupienia.
Przykład: CuO+ H 2 → Cu+H 2 O

Klasyfikacja według zastosowania katalizatora:

Katalizator to substancja przyspieszająca reakcję. Reakcja katalityczna zachodzi w obecności katalizatora, reakcja niekatalityczna zachodzi bez katalizatora.
Przykład: 2H 2 0 2 MnO2 → Katalizator 2H 2 O + O 2 MnO 2

Oddziaływanie zasady z kwasem zachodzi bez katalizatora.
Przykład: KOH + HCl → KCl + H2O

Inhibitory to substancje spowalniające reakcję.
Same katalizatory i inhibitory nie są zużywane podczas reakcji.

Rodzaje reakcji chemicznych w chemii organicznej


Podstawienie to reakcja, podczas której jeden atom/grupa atomów w pierwotnej cząsteczce zostaje zastąpiony innymi atomami/grupami atomów.
Przykład: CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Przystąpienie - Są to reakcje, w których kilka cząsteczek substancji łączy się w jedną. Reakcje addycji obejmują:

  • Uwodornienie to reakcja, podczas której do wiązania wielokrotnego dodaje się wodór.

Przykład: CH 3 -CH = CH 2 (propen) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (propan)

    Hydrohalogenacja– reakcja polegająca na dodaniu halogenowodoru.

Przykład: CH 2 = CH 2 (eten) + HCl → CH 3 -CH 2 -Cl (chloroetan)

Alkiny reagują z halogenowodorami (chlorowodorem, bromowodorem) w taki sam sposób jak alkeny. Dodawanie w reakcji chemicznej odbywa się w 2 etapach i jest określone przez regułę Markownikowa:


Kiedy kwasy protonowe i woda dodają się do niesymetrycznych alkenów i alkinów, atom wodoru dodaje się do najbardziej uwodornionego atomu węgla.

Mechanizm tej reakcji chemicznej. Utworzony w pierwszym, szybkim etapie, kompleks p w drugim wolnym etapie stopniowo przekształca się w kompleks s – karbokation. W III etapie następuje stabilizacja karbokationu – czyli oddziaływanie z anionem bromowym:

I1, I2 to karbokationy. P1, P2 - bromki.


Halogenowanie - reakcja, w której dodaje się halogen. Halogenowanie odnosi się również do wszystkich procesów, które powodują związki organiczne wprowadza się atomy halogenu. Pojęcie to jest używane w „ w szerokim znaczeniu„. Zgodnie z tą koncepcją wyróżnia się następujące reakcje chemiczne oparte na halogenowaniu: fluorowanie, chlorowanie, bromowanie, jodowanie.

Brane są pod uwagę pochodne organiczne zawierające halogen najważniejsze związki, które są wykorzystywane zarówno w syntezie organicznej, jak i jako produkty docelowe. Za produkty wyjściowe uważa się halogenowe pochodne węglowodorów duże ilości reakcje podstawienia nukleofilowego. Dotyczący praktyczne użycie związki zawierające halogen, stosuje się je w postaci rozpuszczalników, np. związków zawierających chlor, czynników chłodniczych – pochodnych chlorofluorowych, freonów, pestycydów, farmaceutyków, plastyfikatorów, monomerów do produkcji tworzyw sztucznych.


Uwodnienie– reakcje addycji cząsteczki wody poprzez wiązanie wielokrotne.

Polimeryzacja to szczególny rodzaj reakcji, podczas której cząsteczki substancji o stosunkowo małej masie cząsteczkowej łączą się ze sobą, tworząc w efekcie cząsteczki substancji o dużej masie cząsteczkowej.

Motywy Kodyfikator jednolitego egzaminu państwowego: Klasyfikacja reakcji chemicznych w chemii organicznej i nieorganicznej.

Reakcje chemiczne - jest to rodzaj interakcji cząstek, gdy jedna z nich substancje chemiczne uzyskuje się inne, które różnią się od nich właściwościami i strukturą. Substancje, które Wchodzić w reakcji - odczynniki. Substancje, które powstają podczas reakcji chemicznej - produkty.

Podczas reakcji chemicznej ulegają zniszczeniu wiązania chemiczne i powstają nowe.

Podczas reakcji chemicznych atomy biorące udział w reakcji nie ulegają zmianie. Zmienia się jedynie kolejność łączenia atomów w cząsteczkach. Zatem, liczba atomów tej samej substancji nie zmienia się podczas reakcji chemicznej.

Reakcje chemiczne są klasyfikowane według różnych kryteriów. Rozważmy główne rodzaje klasyfikacji reakcji chemicznych.

Klasyfikacja ze względu na liczbę i skład substancji reagujących

Ze względu na skład i liczbę reagujących substancji reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji dzielą się na reakcje zachodzące ze zmianą składu substancji:

1. Reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji (A → B)

Do takich reakcji w chemii nieorganicznej Alotropowe przejścia prostych substancji z jednej modyfikacji do drugiej można przypisać:

S ortormbowy → S jednoskośny.

W Chemia organiczna takie reakcje obejmują reakcje izomeryzacji , gdy z jednego izomeru pod wpływem katalizatora i czynników zewnętrznych otrzymuje się inny (zwykle izomer strukturalny).

Na przykład, izomeryzacja butanu do 2-metylopropanu (izobutanu):

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3) -CH 3.

2. Reakcje zachodzące wraz ze zmianą składu

  • Reakcje złożone (A + B + ... → D)- są to reakcje, w których z dwóch lub więcej substancji powstaje jedna nowa substancja złożona. W chemia nieorganiczna Reakcje złożone obejmują reakcje spalania prostych substancji, oddziaływanie tlenków zasadowych z tlenkami kwasowymi itp. W chemii organicznej takie reakcje nazywane są reakcjami przystąpienia Reakcje addycji — Są to reakcje, w których do danej cząsteczki organicznej dodaje się inną cząsteczkę. Reakcje addycji obejmują reakcje uwodornienie(oddziaływanie z wodorem), uwodnienie(podłączenie wody), hydrohalogenacja(dodatek halogenowodoru), polimeryzacja(łączenie cząsteczek ze sobą w celu utworzenia długiego łańcucha) itp.

Na przykład, nawilżenie:

CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH

  • Reakcje rozkładu (A → B+C+…)- są to reakcje, podczas których z jednej złożonej cząsteczki powstaje kilka mniej złożonych lub prostych substancji. W tym przypadku mogą powstawać zarówno substancje proste, jak i złożone.

Na przykład, podczas rozkładu nadtlenek wodoru:

2H2O2→ 2H 2O + O 2 .

W chemii organicznej oddzielne reakcje rozkładu i reakcje eliminacji . Reakcje eliminacji — Są to reakcje, podczas których atomy lub grupy atomowe oddzielają się od pierwotnej cząsteczki, zachowując jej szkielet węglowy.

Na przykład, reakcja odwodornienia (odwodornienia) z propan:

C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2

Z reguły nazwa takich reakcji zawiera przedrostek „de”. Reakcje rozkładu w chemii organicznej zwykle obejmują przerwanie łańcucha węglowego.

Na przykład, reakcja pękanie butanu(rozszczepianie na prostsze cząsteczki przez ogrzewanie lub pod wpływem katalizatora):

C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6

  • Reakcje podstawienia - są to reakcje, podczas których atomy lub grupy atomów jednej substancji zostają zastąpione atomami lub grupami atomów innej substancji. W chemii nieorganicznej Reakcje te zachodzą według następującego schematu:

AB + C = AC + B.

Na przykład, bardziej aktywny halogeny wypierać mniej aktywne ze związków. Interakcja jodek potasu Z chlor:

2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2.

Można zastąpić zarówno pojedyncze atomy, jak i cząsteczki.

Na przykład, po fuzji mniej lotnych tlenków wypierają się bardziej zmienny z soli. Tak, nielotny tlenek krzemu wypiera tlenek węgla z węglan sodu po stopieniu:

Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2

W Chemia organiczna Reakcje podstawienia to reakcje, w których Część cząsteczka organiczna zastąpiony do innych cząstek. W tym przypadku podstawiona cząstka z reguły łączy się z częścią cząsteczki podstawnika.

Na przykład, reakcja chlorowanie metanu:

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Pod względem liczby cząstek i składu produktów interakcji reakcja ta jest bardziej podobna do reakcji wymiany. Niemniej jednak, przez mechanizm taka reakcja jest reakcją zastępczą.

AB + CD = AC + BD

Reakcje wymiany obejmują reakcje wymiany jonowej płynący w rozwiązaniach; reakcje ilustrujące właściwości kwasowo-zasadowe substancji i inne.

Przykład reakcje wymiany w chemii nieorganicznej - neutralizacja kwasu solnego alkalia:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Przykład reakcje wymiany w chemii organicznej - alkaliczna hydroliza chloroetanu:

CH3-CH2-Cl + KOH = CH3-CH2-OH + KCl

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na zmiany stopnia utlenienia pierwiastków tworzących substancje

Poprzez zmianę stopnia utlenienia pierwiastków Reakcje chemiczne dzielą się na reakcje redoks i zachodzące reakcje bez zmiany stopnia utlenienia pierwiastki chemiczne.

  • Reakcje redoks (ORR) to reakcje, podczas których stany utlenienia Substancje zmiana. W tym przypadku następuje wymiana elektrony.

W chemia nieorganiczna Takie reakcje obejmują zwykle reakcje rozkładu, podstawienia, łączenia i wszystkie reakcje z udziałem prostych substancji. Aby wyrównać ORR, stosuje się metodę waga elektroniczna (liczba podanych elektronów musi być równa liczbie otrzymanych) lub metoda równowagi elektronowo-jonowej.

W Chemia organiczna oddzielne reakcje utleniania i redukcji, w zależności od tego, co dzieje się z cząsteczką organiczną.

Reakcje utleniania w chemii organicznej są reakcjami, podczas których liczba atomów wodoru maleje lub liczba atomów tlenu w pierwotnej cząsteczce organicznej wzrasta.

Na przykład, utlenianie etanolu pod działaniem tlenku miedzi:

CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH=O + H 2 O + Cu

Reakcje odzyskiwania w chemii organicznej są to reakcje, podczas których wzrasta liczba atomów wodoru Lub liczba atomów tlenu maleje w cząsteczce organicznej.

Na przykład, powrót do zdrowia aldehyd octowy wodór:

CH3-CH=O + H2 → CH3-CH2-OH

  • Reakcje protolityczne i metaboliczne - Są to reakcje, podczas których nie zmieniają się stopnie utlenienia atomów.

Na przykład, neutralizacja soda kaustyczna kwas azotowy:

NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3

Klasyfikacja reakcji ze względu na efekt termiczny

Ze względu na efekt termiczny reakcje dzielą się na egzotermiczny I endotermiczny.

Reakcje egzotermiczne - są to reakcje, którym towarzyszy wydzielenie energii w postaci ciepła (+ Q). Takie reakcje obejmują prawie wszystkie reakcje złożone.

Wyjątki- reakcja azot Z tlen z edukacją tlenek azotu (II) - endotermiczne:

N 2 + O 2 = 2NO – Q

Reakcja gazowa wodór z twardym jod Również endotermiczny:

H 2 + I 2 = 2HI – Q

Reakcje egzotermiczne, w których powstaje światło, nazywane są reakcjami palenie.

Na przykład, spalanie metanu:

CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O

Również egzotermiczny Czy:


Reakcje endotermiczne są reakcjami, którym towarzyszą absorpcja energii w postaci ciepła ( - Q ). Z reguły większość reakcji zachodzi przy absorpcji ciepła rozkład(reakcje wymagające długotrwałego ogrzewania).

Na przykład, rozkład wapień:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q

Również endotermiczny Czy:

  • reakcje hydrolizy;
  • reakcje zachodzące dopiero po podgrzaniu;
  • reakcje, które tylko występująw bardzo wysokich temperaturach lub pod wpływem wyładowań elektrycznych.

Na przykład, przemiana tlenu w ozon:

3O 2 = 2O 3 - Q

W Chemia organiczna Wraz z absorpcją ciepła zachodzą reakcje rozkładu. Na przykład, Pękanie pentan:

C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na stan skupienia reagujących substancji (ze względu na skład fazowy)

Substancje mogą występować w trzech głównych stanach skupienia - twardy, płyn I gazowy. Według stanu fazowego podziel się reakcjami jednorodny I heterogeniczny.

  • Reakcje jednorodne - są to reakcje, w których biorą udział reagenty i produkty w jednej fazie, a zderzenie reagujących cząstek następuje w całej objętości mieszaniny reakcyjnej. Reakcje jednorodne obejmują interakcje ciecz-ciecz I gaz-gaz.

Na przykład, utlenianie dwutlenek siarki:

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

  • Reakcje heterogeniczne - są to reakcje, w których biorą udział reagenty i produkty w różnych fazach. W tym przypadku następuje tylko zderzenie reagujących cząstek na granicy kontaktu fazowego. Do takich reakcji zaliczają się interakcje gaz-ciecz, gaz-ciało stałe, ciało stałe-ciało stałe i ciało stałe-ciecz.

Na przykład, interakcja dwutlenek węgla I wodorotlenek wapnia:

CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (roztwór) = CaCO 3 (tv) + H 2 O

Aby sklasyfikować reakcje według stanu fazowego, przydatna jest umiejętność określenia stany fazowe substancji. Jest to dość łatwe do zrobienia, korzystając z wiedzy o budowie materii, w szczególności o.

Substancje z joński, atomowy Lub metal sieci krystalicznej , zazwyczaj twardy w normalnych warunkach; substancje z sieć molekularna, zazwyczaj, płyny Lub gazy w normalnych warunkach.

Należy pamiętać, że po podgrzaniu lub ochłodzeniu substancje mogą przejść z jednego stanu fazowego do drugiego. W takim przypadku należy skupić się na warunkach konkretnej reakcji i właściwości fizyczne Substancje.

Na przykład, otrzymujący gaz syntezowy zachodzi w bardzo wysokich temperaturach, w których woda - para:

CH 4 (g) + H2O (g) = CO (g) + 3H 2 (g)

Zatem reforma parowa metan — jednorodna reakcja.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na udział katalizatora

Katalizator to substancja, która przyspiesza reakcję, ale nie wchodzi w skład produktów reakcji. Katalizator bierze udział w reakcji, ale praktycznie nie jest zużywany podczas reakcji. Konwencjonalnie schemat działania katalizatora DO gdy substancje wchodzą w interakcję A+B można przedstawić następująco: A + K = AK; AK + B = AB + K.

W zależności od obecności katalizatora rozróżnia się reakcje katalityczne i niekatalityczne.

  • Reakcje katalityczne - są to reakcje zachodzące przy udziale katalizatorów. Na przykład rozkład sól bertholetowa: 2KClO3 → 2KCl + 3O2.
  • Reakcje niekatalityczne - Są to reakcje zachodzące bez udziału katalizatora. Na przykład spalanie etanu: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.

Wszystkie reakcje zachodzące w komórkach organizmów żywych zachodzą przy udziale specjalnych katalizatorów białkowych – enzymów. Takie reakcje nazywane są enzymatycznymi.

Mechanizm działania i funkcje katalizatorów omówiono szerzej w osobnym artykule.

Klasyfikacja reakcji ze względu na kierunek

Reakcje odwracalne - są to reakcje, które mogą zachodzić zarówno bezpośrednio, jak i wewnątrz odwrotny kierunek, tj. gdy w danych warunkach produkty reakcji mogą ze sobą oddziaływać. Reakcje odwracalne obejmują większość reakcji jednorodnych, estryfikację; reakcje hydrolizy; uwodornienie-odwodornienie, hydratacja-odwodnienie; produkcja amoniaku z substancji prostych, utlenianie dwutlenku siarki, produkcja halogenowodorów (z wyjątkiem fluorowodoru) i siarkowodoru; synteza metanolu; produkcja i rozkład węglanów i wodorowęglanów itp.

Nieodwracalne reakcje - są to reakcje przebiegające przeważnie w jednym kierunku, tj. W tych warunkach produkty reakcji nie mogą ze sobą reagować. Przykłady reakcji nieodwracalnych: spalanie; reakcje wybuchowe; reakcje zachodzące wraz z tworzeniem się gazu, osadu lub wody w roztworach; rozpuszczenie metale alkaliczne w wodzie; itd.

Aby skorzystać z podglądu prezentacji utwórz konto Google i zaloguj się na nie: https://accounts.google.com


Podpisy slajdów:

Klasyfikacja reakcji chemicznych

Reakcje chemiczne to procesy chemiczne, w wyniku których z niektórych substancji powstają inne, różniące się od nich składem i (lub) strukturą. Podczas reakcji chemicznych koniecznie następuje zmiana substancji, w wyniku której stare wiązania zostają zerwane i powstają nowe wiązania między atomami. Oznaki reakcji chemicznych: Uwalnia się gaz. Wytrąca się osad. 3) Następuje zmiana koloru substancji. Uwalniane jest ciepło i światło.

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 1. Poprzez zmianę stopnia utlenienia pierwiastków chemicznych: Reakcje redoks: Reakcje redoks to reakcje zachodzące wraz ze zmianą stopnia utlenienia pierwiastków. Międzycząsteczkowa to reakcja zachodząca wraz ze zmianą stopnia utlenienia atomów w różnych cząsteczkach. -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

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 1. Przez zmianę stopnia utlenienia pierwiastków chemicznych tworzących substancje: Reakcje redoks: 2. Wewnątrzcząsteczkowe – jest to reakcja zachodząca wraz ze zmianą stopnia utlenienia różne atomy w jednej cząsteczce. -3 +5 t 0 +3 (NH4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 +4H 2 O Dysproporcja to reakcja zachodząca przy jednoczesnym zwiększaniu i zmniejszaniu stopnia utlenienia atomów tego samego pierwiastka . +1 +5 -1 3NaClO → NaClO 3 + 2NaCl

2.1. Reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji W chemii nieorganicznej do takich reakcji zaliczają się procesy otrzymywania alotropowych modyfikacji jednego pierwiastka chemicznego, na przykład: C (grafit) C (diament) 3O 2 (tlen) 2O 3 (ozon) Sn ( biała cyna) Sn (szara cyna) S (rombowa) S (plastikowa) P (czerwona) P (biała) Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 2. Według liczby i składu reagujących substancji:

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 2. Według liczby i składu reagentów: 2.2. Reakcje zachodzące wraz ze zmianą składu substancji Reakcje złożone to reakcje, podczas których z dwóch lub więcej substancji powstaje jedna złożona substancja. W chemii nieorganicznej całą gamę reakcji złożonych można rozważyć na przykładzie reakcji wytwarzania kwasu siarkowego z siarki: a) otrzymanie tlenku siarki (IV): S + O 2  SO 2 - jedna substancja złożona powstaje z dwóch substancje proste, b) otrzymanie tlenku siarki (VI): 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - z substancji prostej i złożonej powstaje jedna substancja złożona, c) produkcja kwasu siarkowego: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - jedna złożona substancja powstaje z dwóch złożonych substancji.

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 2. Ze względu na liczbę i skład reagujących substancji: 2. Reakcje rozkładu to reakcje, podczas których z jednej substancji złożonej powstaje kilka nowych substancji. W chemii nieorganicznej całą gamę takich reakcji można rozpatrywać w bloku reakcji wytwarzania tlenu metodami laboratoryjnymi: a) rozkład tlenku rtęci(II): 2HgO  t 2Hg + O 2  - z jednej substancji złożonej dwie proste powstają. b) rozkład azotanu potasu: 2KNO 3  t 2KNO 2 + O 2  - z jednej substancji złożonej powstaje jedna prosta i jedna kompleksowa. c) rozkład nadmanganianu potasu: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 +O 2 - z jednej złożonej substancji powstają dwa złożone i jeden prosty.

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 2. Ze względu na liczbę i skład reagujących substancji: 3. Reakcje podstawienia to reakcje, w wyniku których atomy substancji prostej zastępują atomy jakiegoś pierwiastka w substancji złożonej. W chemii nieorganicznej przykładem takich procesów może być blok reakcji charakteryzujących właściwości metali: a) oddziaływanie zasadowe lub metale ziem alkalicznych z wodą: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2  Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2  b) oddziaływanie metali z kwasami w roztworze: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2  c ) oddziaływanie metali z solami w roztworze: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu d) metalotermia: 2Al + Cr 2 O 3  t Al 2 O 3 + 2Cr

4. Reakcje wymiany to reakcje, w których dwie substancje złożone wymieniają swoje części składowe.Reakcje te charakteryzują właściwości elektrolitów i w roztworach przebiegają zgodnie z zasadą Bertholleta, czyli tylko wtedy, gdy w rezultacie powstaje osad, gaz lub lekko substancja dysocjująca (na przykład H 2 O). W nieorganicznym może to być blok reakcji charakteryzujących właściwości zasad: a) reakcja zobojętniania, która zachodzi wraz z utworzeniem soli i wody: NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O lub w postaci jonowej: OH - + H + = H 2 O b) reakcja zasady z solą, która zachodzi podczas tworzenia gazu: 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3  + 2 H 2 O c) reakcja zasady z solą , który zachodzi wraz z utworzeniem osadu: Cu SO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4 Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 2. Według liczby i składu reagujących substancji:

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 3. Według efektu termicznego: 3.1. Reakcje egzotermiczne: Reakcje egzotermiczne to reakcje zachodzące wraz z uwolnieniem energii podczas otoczenie zewnętrzne. Należą do nich prawie wszystkie reakcje złożone. Reakcje egzotermiczne zachodzące wraz z uwolnieniem światła zalicza się do reakcji spalania, np.: 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + Q 3.2. Reakcje endotermiczne: Reakcje endotermiczne to reakcje zachodzące podczas absorpcji energii do środowiska zewnętrznego. Należą do nich prawie wszystkie reakcje rozkładu, na przykład: Kalcynacja wapienia: CaCO 3  t CaO + CO 2  - Q

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 4. Odwracalność procesu: 4.1. Reakcje nieodwracalne: Reakcje nieodwracalne przebiegają tylko w jednym kierunku w danych warunkach. Do takich reakcji zaliczają się wszystkie reakcje wymiany, którym towarzyszy powstawanie osadu, gazu lub lekko dysocjującej substancji (wody) oraz wszystkie reakcje spalania: 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. Reakcje odwracalne: Reakcje odwracalne w danych warunkach zachodzą jednocześnie w dwóch przeciwnych kierunkach. Zdecydowana większość takich reakcji to tzw. Na przykład: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 +3H 2 2NH 3

Katalizatory to substancje, które biorą udział w reakcji chemicznej i zmieniają jej prędkość lub kierunek, ale po zakończeniu reakcji pozostają niezmienione jakościowo i ilościowo. 5.1. Reakcje niekatalityczne: Reakcje niekatalityczne to reakcje zachodzące bez udziału katalizatora: 2HgO  t 2Hg + O 2  2Al + 6HCl  t 2AlCl 3 + 3H 2  5.2 Reakcje katalityczne: Reakcje katalityczne to reakcje zachodzące z udziałem katalizatora: t ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2  P,t CO + NaOH  H-CO-ONa Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 5. Zaangażowanie katalizatora

Reakcje chemiczne w chemii nieorganicznej 6. Obecność interfejsu fazowego 6.1. Reakcje heterogeniczne: Reakcje heterogeniczne to reakcje, w których reagenty i produkty reakcji znajdują się na różnych stanach skupienia (w różnych fazach): FeO(s) + CO(g)  Fe(s) + CO 2 (g) + Q 2 Al (s) + 3С u С l 2 (roztwór) = 3С u(s) + 2AlCl 3 (roztwór) CaC 2 (s) + 2H 2 O (l) = C 2 H 2  + Ca( OH) 2 (roztwór ) 6.2. Reakcje jednorodne: Reakcje jednorodne to reakcje, w których reagenty i produkty reakcji są takie same stan skupienia(w jednej fazie): 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)

Klasyfikacja reakcji chemicznych w chemii nieorganicznej i organicznej

Reakcje chemiczne lub zjawiska chemiczne, to procesy, w wyniku których z niektórych substancji powstają inne, różniące się od nich składem i (lub) strukturą.

Podczas reakcji chemicznych koniecznie następuje zmiana substancji, w wyniku której stare wiązania zostają zerwane i powstają nowe wiązania między atomami.

Należy odróżnić reakcje chemiczne reakcje jądrowe. W wyniku reakcji chemicznej całkowita liczba atomów każdego pierwiastka chemicznego i jego skład izotopowy nie ulegają zmianie. Reakcje jądrowe to inna sprawa - procesy transformacji jądra atomowe w wyniku ich interakcji z innymi jądrami lub cząstki elementarne na przykład konwersja aluminium do magnezu:

$↙(13)↖(27)(Al)+ ()↙(1)↖(1)(H)=()↙(12)↖(24)(Mg)+()↙(2)↖(4 )(On)$

Klasyfikacja reakcji chemicznych jest wieloaspektowa, tj. może opierać się na różnych cechach. Ale każda z tych cech może obejmować reakcje pomiędzy substancjami nieorganicznymi i organicznymi.

Rozważmy klasyfikację reakcji chemicznych według różnych kryteriów.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na liczbę i skład reagentów. Reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji

W chemii nieorganicznej do takich reakcji zalicza się procesy otrzymywania alotropowych modyfikacji jednego pierwiastka chemicznego, np.:

$С_((grafit))⇄С_((diament))$

$S_((rombowy))⇄S_((jednoskośny))$

$Р_((biały))⇄Р_((czerwony))$

$Sn_((biała puszka))⇄Sn_((szara puszka))$

$3О_(2(tlen))⇄2О_(3(ozon))$.

W chemii organicznej do tego typu reakcji można zaliczyć reakcje izomeryzacji, które zachodzą bez zmiany nie tylko jakościowego, ale także ilościowego składu cząsteczek substancji, na przykład:

1. Izomeryzacja alkanów.

Reakcja izomeryzacji alkanów ma ogromne znaczenie praktyczne, ponieważ węglowodory o izostrukturze mają mniejszą zdolność do detonacji.

2. Izomeryzacja alkenów.

3. Izomeryzacja alkinów(reakcja A.E. Favorsky'ego).

4. Izomeryzacja haloalkanów(AE Favorsky).

5. Izomeryzacja cyjanianu amonu przez ogrzewanie.

Mocznik został po raz pierwszy zsyntetyzowany przez F. Wöhlera w 1882 r. poprzez izomeryzację cyjanianu amonu po podgrzaniu.

Reakcje zachodzące wraz ze zmianą składu substancji

Można wyróżnić cztery rodzaje takich reakcji: kombinacja, rozkład, podstawienie i wymiana.

1. Reakcje złożone- Są to reakcje, w których z dwóch lub więcej substancji powstaje jedna złożona substancja.

W chemii nieorganicznej całą gamę reakcji złożonych można rozważyć na przykładzie reakcji wytwarzania kwasu siarkowego z siarki:

1) otrzymywanie tlenku siarki (IV):

$S+O_2=SO_2$ - z dwóch substancji prostych powstaje jedna substancja złożona;

2) otrzymywanie tlenku siarki (VI):

$2SO_2+O_2(⇄)↖(t,p,cat.)2SO_3$ - jedna substancja złożona powstaje z substancji prostych i złożonych;

3) otrzymywanie kwasu siarkowego:

$SO_3+H_2O=H_2SO_4$ - dwie substancje złożone tworzą jedną substancję złożoną.

Przykładem złożonej reakcji, w której z więcej niż dwóch substancji wyjściowych powstaje jedna substancja złożona, jest końcowy etap wytwarzania kwasu azotowego:

$4NO_2+O_2+2H_2O=4HNO_3$.

W chemii organicznej reakcje łączenia są powszechnie nazywane reakcjami addycji. Całą różnorodność takich reakcji można rozważyć na przykładzie bloku reakcji charakteryzujących właściwości substancji nienasyconych, np. etylenu:

1) reakcja uwodornienia - dodanie wodoru:

$CH_2(=)↙(eten)CH_2+H_2(→)↖(Ni,t°)CH_3(-)↙(etan)CH_3;$

2) reakcja hydratacji – dodanie wody:

$CH_2(=)↙(eten)CH_2+H_2O(→)↖(H_3PO_4,t°)(C_2H_5OH)↙(etanol);$

3) reakcja polimeryzacji:

$(nCH_2=CH_2)↙(etylen)(→)↖(p,kat.,t°)((-CH_2-CH_2-)_n)↙(polietylen)$

2. Reakcje rozkładu- Są to reakcje, w których z jednej złożonej substancji powstaje kilka nowych substancji.

W chemii nieorganicznej całą gamę takich reakcji można rozważyć na przykładzie bloku reakcji wytwarzania tlenu metodami laboratoryjnymi:

1) rozkład tlenku rtęci (II):

$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$ - z jednej złożonej substancji powstają dwa proste;

2) rozkład azotanu potasu:

$2KNO_3(→)↖(t°)2KNO_2+O_2$ - z jednej substancji złożonej powstaje jedna prosta i jeden kompleks;

3) rozkład nadmanganianu potasu:

$2KMnO_4(→)↖(t°)K_2MnO_4+MnO_2+O_2$ - z jednej substancji złożonej powstają dwie złożone i jedna prosta, tj. trzy nowe substancje.

W chemii organicznej reakcje rozkładu można rozważyć na przykładzie bloku reakcji produkcji etylenu w laboratorium i przemyśle:

1) reakcja odwodnienia (eliminacji wody) etanolu:

$C_2H_5OH(→)↖(H_2SO_4,t°)CH_2=CH_2+H_2O;$

2) reakcja odwodornienia (eliminacji wodoru) etanu:

$CH_3—CH_3(→)↖(Cr_2O_3,500°C)CH_2=CH_2+H_2;$

3) reakcja krakingu propanu:

$CH_3-CH_2CH_3(→)↖(t°)CH_2=CH_2+CH_4.$

3. Reakcje podstawienia- są to reakcje, w wyniku których atomy substancji prostej zastępują atomy pierwiastka w substancji złożonej.

W chemii nieorganicznej przykładem takich procesów jest blok reakcji charakteryzujących właściwości np. metali:

1) oddziaływanie metali alkalicznych i ziem alkalicznych z wodą:

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$

2) oddziaływanie metali z kwasami w roztworze:

$Zn+2HCl=ZnCl_2+H_2$;

3) oddziaływanie metali z solami w roztworze:

$Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu;$

4) metalotermia:

$2Al+Cr_2O_3(→)↖(t°)Al_2O_3+2Cr$.

Przedmiotem badań chemii organicznej nie są proste substancje, ale tylko związki. Dlatego jako przykład reakcji substytucji przedstawiamy najbardziej charakterystyczna właściwość związki nasycone, w szczególności metan, to zdolność jego atomów wodoru do zastąpienia atomami halogenu:

$CH_4+Cl_2(→)↖(hν)(CH_3Cl)↙(chlorometan)+HCl$,

$CH_3Cl+Cl_2 →(CH_2Cl_2)↙(dichlorometan)+HCl$,

$CH_2Cl_2+Cl_2→(CHCl_3)↙(trichlorometan)+HCl$,

$CHCl_3+Cl_2 →(CCl_4)↙(czterochlorek węgla)+HCl$.

Innym przykładem jest bromowanie związek aromatyczny(benzen, toluen, anilina):

Zwróćmy uwagę na specyfikę reakcji podstawienia w materia organiczna: w wyniku takich reakcji nie powstaje prosta i złożona substancja, jak w chemii nieorganicznej, ale dwie złożone substancje.

W chemii organicznej reakcje podstawienia obejmują również pewne reakcje między dwiema złożonymi substancjami, na przykład nitrowanie benzenu:

$C_6H_6+(HNO_3)↙(benzen)(→)↖(H_2SO_4(stęż.),t°)(C_6H_5NO_2)↙(nitrobenzen)+H_2O$

Formalnie jest to reakcja wymiany. Fakt, że jest to reakcja podstawienia, staje się jasny dopiero po rozważeniu jej mechanizmu.

4. Reakcje wymiany- Są to reakcje, w których dwie złożone substancje wymieniają swoje części składowe.

Reakcje te charakteryzują właściwości elektrolitów i w roztworach przebiegają według reguły Berthollet’a, tj. tylko wtedy, gdy w wyniku tego wytrąci się osad, gaz lub substancja lekko dysocjująca (na przykład $H_2O$).

W chemii nieorganicznej może to być blok reakcji charakteryzujących np. właściwości zasad:

1) reakcja neutralizacji zachodząca wraz z tworzeniem się soli i wody:

$NaOH+HNO_3=NaNO_3+H_2O$

lub w formie jonowej:

$OH^(-)+H^(+)=H_2O$;

2) reakcja zasady i soli, która zachodzi wraz z tworzeniem się gazu:

$2NH_4Cl+Ca(OH)_2=CaCl_2+2NH_3+2H_2O$

lub w formie jonowej:

$NH_4^(+)+OH^(-)=NH_3+H_2O$;

3) reakcja zasady z solą, która zachodzi wraz z utworzeniem osadu:

$CuSO_4+2KOH=Cu(OH)_2↓+K_2SO_4$

lub w formie jonowej:

$Cu^(2+)+2OH^(-)=Cu(OH)_2↓$

W chemii organicznej możemy rozważyć blok reakcji charakteryzujący np. właściwości kwasu octowego:

1) reakcja zachodząca podczas tworzenia słabego elektrolitu - $H_2O$:

$CH_3COOH+NaOH⇄NaCH_3COO+H_2O$

$CH_3COOH+OH^(-)⇄CH_3COO^(-)+H_2O$;

2) reakcja zachodząca wraz z tworzeniem się gazu:

$2CH_3COOH+CaCO_3=2CH_3COO^(-)+Ca^(2+)+CO_2+H_2O$;

3) reakcja zachodząca wraz z utworzeniem osadu:

$2CH_3COOH+K_2SiO_3=2KCH_3COO+H_2SiO_3↓$

$2CH_3COOH+SiO_3^(-)=2CH_3COO^(-)+H_2SiO_3↓$.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na zmiany stopni utlenienia pierwiastków tworzących substancje

Reakcje zachodzące wraz ze zmianą stopnia utlenienia pierwiastków, czyli reakcje redoks.

Należą do nich wiele reakcji, w tym wszystkie reakcje podstawienia, a także te reakcje łączenia i rozkładu, w których bierze udział co najmniej jedna prosta substancja, na przykład:

1.$(Mg)↖(0)+(2H)↖(+1)+SO_4^(-2)=(Mg)↖(+2)SO_4+(H_2)↖(0)$

$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(czynnik redukujący)(→)↖(utlenianie)(Mg)↖(+2)$

$((2H)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(utleniacz)(→)↖(redukcja)(H_2)↖(0)$

2.$(2Mg)↖(0)+(O_2)↖(0)=(2Mg)↖(+2)(O)↖(-2)$

$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(reduktor)(→)↖(utlenianie)(Mg)↖(+2)|4|2$

$((O_2)↖(0)+4(e)↖(-))↙(utleniacz)(→)↖(redukcja)(2O)↖(-2)|2|1$

Jak pamiętasz, złożone reakcje redoks są zestawiane przy użyciu metody równowagi elektronowej:

$(2Fe)↖(0)+6H_2(S)↖(+6)O_(4(k))=(Fe_2)↖(+3)(SO_4)_3+3(S)↖(+4)O_2+ 6H_2O $

$((Fe)↖(0)-3(e)↖(-))↙(reduktor)(→)↖(utlenianie)(Fe)↖(+3)|2$

$((S)↖(+6)+2(e)↖(-))↙(utleniacz)(→)↖(redukcja)(S)↖(+4)|3$

W chemii organicznej uderzającym przykładem reakcji redoks są właściwości aldehydów:

1. Aldehydy redukuje się do odpowiednich alkoholi:

$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(H_2)↖(0))↙(\text"aldehyd octowy") ( →)↖(Ni,t°)(CH_3-(C)↖(-1)(H_2)↖(+1)(O)↖(-2)(H)↖(+1))↙(\text " alkohol etylowy”)$

$((C)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(utleniacz)(→)↖(redukcja)(C)↖(-1)|1$

$((H_2)↖(0)-2(e)↖(-))↙(reduktor)(→)↖(utlenianie)2(H)↖(+1)|1$

2. Aldehydy utleniają się do odpowiednich kwasów:

$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(Ag_2)↖(+1)(O)↖(-2)) ↙(\text"aldehyd octowy"))(→)↖(t°)(CH_3-(Ag)↖(0)(C)↖(+3)(O)↖(-2)(OH)↖(-2 +1)+2(Ag)↖(0)↓)↙(\text"alkohol etylowy")$

$((C)↖(+1)-2(e)↖(-))↙(reduktor)(→)↖(utlenianie)(C)↖(+3)|1$

$(2(Ag)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(utleniacz)(→)↖(redukcja)2(Ag)↖(0)|1$

Reakcje zachodzące bez zmiany stopnia utlenienia pierwiastków chemicznych.

Należą do nich na przykład wszelkie reakcje wymiany jonowej, a także:

  • wiele reakcji złożonych:

$Li_2O+H_2O=2LiOH;$

  • wiele reakcji rozkładu:

$2Fe(OH)_3(→)↖(t°)Fe_2O_3+3H_2O;$

  • reakcje estryfikacji:

$HCOOH+CH_3OH⇄HCOOCH_3+H_2O$.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na efekt termiczny

Ze względu na efekt termiczny reakcje dzielimy na egzotermiczne i endotermiczne.

Reakcje egzotermiczne.

Reakcje te zachodzą wraz z uwolnieniem energii.

Należą do nich prawie wszystkie reakcje złożone. Rzadkim wyjątkiem jest endotermiczna reakcja syntezy tlenku azotu (II) z azotu i tlenu oraz reakcja gazowego wodoru ze stałym jodem:

$N_2+O_2=2NO - Q$,

$H_(2(g))+I(2(t))=2HI - Q$.

Reakcje egzotermiczne zachodzące wraz z uwolnieniem światła klasyfikuje się jako reakcje spalania, na przykład:

$4P+5O_2=2P_2O_5+Q,$

$CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O+Q$.

Uwodornienie etylenu jest przykładem reakcji egzotermicznej:

$CH_2=CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3-CH_3+Q$

Działa w temperaturze pokojowej.

Reakcje endotermiczne

Reakcje te zachodzą wraz z absorpcją energii.

Oczywiście obejmują one prawie wszystkie reakcje rozkładu, na przykład:

a) kalcynacja wapienia:

$CaCO_3(→)↖(t°)CaO+CO_2-Q;$

b) kraking butanu:

Ilość energii uwolnionej lub pochłoniętej w wyniku reakcji nazywa się Efekt termiczny reakcji, a równanie reakcji chemicznej wskazujące na ten efekt nazywa się równanie termochemiczne, Na przykład:

$H_(2(g))+Cl_(2(g))=2HCl_((g))+92,3 kJ,$

$N_(2(g))+O_(2(g))=2NO_((g)) - 90,4 kJ$.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na stan skupienia reagujących substancji (skład fazowy)

Reakcje heterogeniczne.

Są to reakcje, w których reagenty i produkty reakcji znajdują się w różnych stanach agregacji (w różnych fazach):

$2Al_((t))+3CuCl_(2(sol))=3Cu_((t))+2AlCl_(3(sol))$,

$CaC_(2(t))+2H_2O_((l))=C_2H_2+Ca(OH)_(2(roztwór))$.

Reakcje jednorodne.

Są to reakcje, w których reagenty i produkty reakcji znajdują się w tym samym stanie skupienia (w tej samej fazie):

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na udział katalizatora

Reakcje niekatalityczne.

Zachodzą reakcje niekatalityczne bez udziału katalizatora:

$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$,

$C_2H_4+3O_2(→)↖(t°)2CO_2+2H_2O$.

Reakcje katalityczne.

Reakcje katalityczne są w toku z udziałem katalizatora:

$2KClO_3(→)↖(MnO_2,t°)2KCl+3O_2,$

$(C_2H_5OH)↙(etanol)(→)↖(H_2SO-4,t°)(CH_2=CH_2)↙(eten)+H_2O$

Ponieważ wszystkie reakcje biologiczne zachodzące w komórkach organizmów żywych zachodzą przy udziale specjalnych katalizatorów biologicznych o charakterze białkowym - enzymów, wszystkie mają charakter katalityczny, a dokładniej: enzymatyczny.

Należy zauważyć, że ponad 70% $ produkcja chemiczna stosowane są katalizatory.

Klasyfikacja reakcji chemicznych ze względu na kierunek

Nieodwracalne reakcje.

Nieodwracalne reakcje przepływ w tych warunkach tylko w jednym kierunku.

Należą do nich wszelkie reakcje wymiany, którym towarzyszy powstawanie osadu, gazu lub substancji lekko dysocjującej (wody), a także wszelkie reakcje spalania.

Reakcje odwracalne.

Odwracalne reakcje w tych warunkach przebiegają jednocześnie w dwóch przeciwnych kierunkach.

Zdecydowana większość takich reakcji to tzw.

W chemii organicznej znak odwracalności odzwierciedlają antonimy procesów:

  • uwodornienie - odwodornienie;
  • nawodnienie - odwodnienie;
  • polimeryzacja - depolimeryzacja.

Wszystkie reakcje estryfikacji (proces odwrotny, jak wiadomo, nazywa się hydrolizą) i hydrolizy białek są odwracalne, estry, węglowodany, polinukleotydy. Odwracalność leży u podstaw najważniejszego procesu w żywym organizmie - metabolizmu.

Reakcje chemiczne- są to procesy, w wyniku których z niektórych substancji powstają inne, różniące się od nich składem i (lub) strukturą.

Klasyfikacja reakcji:

I. Według liczby i składu reagentów i produktów reakcji:

1) Reakcje zachodzące bez zmiany składu substancji:

W chemii nieorganicznej są to reakcje przemiany niektórych modyfikacji alotropowych w inne:

C (grafit) → C (diament); P (biały) → P (czerwony).

W chemii organicznej są to reakcje izomeryzacji – reakcje, w wyniku których z cząsteczek jednej substancji powstają cząsteczki innych substancji o tym samym składzie jakościowym i ilościowym, tj. z tym samym formuła molekularna, ale o innej strukturze.

CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH-CH 3

n-butan 2-metylopropan (izobutan)

2) Reakcje zachodzące wraz ze zmianą składu substancji:

a) Reakcje złożone (w chemii organicznej addycji) - reakcje, podczas których dwie lub więcej substancji tworzą jedną bardziej złożoną: S + O 2 → SO 2

W chemii organicznej są to reakcje uwodornienia, halogenowania, hydrohalogenowania, hydratacji, polimeryzacji.

CH 2 = CH 2 + HOH → CH 3 – CH 2 OH

b) Reakcje rozkładu (w chemii organicznej, eliminacja, eliminacja) - reakcje, podczas których z jednej substancji złożonej powstaje kilka nowych substancji:

CH 3 – CH 2 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2KNO 3 →2KNO 2 + O 2

W chemii organicznej przykładami reakcji eliminacji są odwodornienie, odwodnienie, odwodorohalogenacja i krakowanie.

c) Reakcje podstawienia - reakcje, podczas których atomy substancji prostej zastępują atomy jakiegoś pierwiastka w substancji złożonej (w chemii organicznej reagentami i produktami reakcji są często dwie substancje złożone).

CH 4 + Cl 2 → CH 3Cl + HCl; 2Na+ 2H 2O → 2NaOH + H2

Przykłady reakcji podstawienia, którym nie towarzyszy zmiana stopnia utlenienia atomów, są niezwykle nieliczne. Należy zwrócić uwagę na reakcję tlenku krzemu z solami kwasy zawierające tlen, które odpowiadają tlenkom gazowym lub lotnym:

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

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

d) Reakcje wymiany - reakcje, podczas których dwie substancje złożone wymieniają swoje składniki:

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O

II. Poprzez zmianę stopnia utlenienia pierwiastków chemicznych tworzących substancje

1) Reakcje zachodzące wraz ze zmianą stopnia utlenienia, czyli ORR:

∙2| N +5 + 3e – → N +2 (proces redukcji, pierwiastek – utleniacz),

∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (proces utleniania, pierwiastek – reduktor),



8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.

W chemii organicznej:

C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH – CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

2) Reakcje zachodzące bez zmiany stopnia utlenienia pierwiastków chemicznych:

Li 2 O + H 2 O → 2LiOH,
HCOOH + CH 3OH → HCOOCH 3 + H 2 O

III. Przez efekt termiczny

1) Reakcje egzotermiczne zachodzą wraz z uwolnieniem energii:

C + O 2 → CO 2 + Q,
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q

2) Reakcje endotermiczne zachodzą podczas absorpcji energii:

СaCO 3 → CaO + CO 2 - Q

C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q

IV. Według stanu skupienia reagujących substancji

1) Reakcje heterogeniczne - reakcje, podczas których reagenty i produkty reakcji znajdują się w różnych stanach skupienia:

Fe(sol) + CuSO 4 (sol) → Cu(sol) + FeSO 4 (sol),
CaC 2 (stały) + 2H 2 O (l) → Ca(OH) 2 (roztwór) + C 2 H 2 (g)

2) Reakcje jednorodne - reakcje, podczas których reagenty i produkty reakcji znajdują się w tym samym stanie skupienia:

H 2 (g) + Cl 2 (g) → 2HCl (g),
2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) → 4CO 2 (g) + 2H 2 O (g)

V. Poprzez udział katalizatora

1) Reakcje niekatalityczne zachodzące bez udziału katalizatora:

2H 2 + O 2 → 2H 2 O, C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

2) Reakcje katalityczne z udziałem katalizatorów:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

VI. W kierunku

1) Nieodwracalne reakcje zachodzą w danych warunkach tylko w jednym kierunku:

C 2H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

2) Odwracalne reakcje w tych warunkach zachodzą jednocześnie w dwóch przeciwnych kierunkach: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3



VII. Zgodnie z mechanizmem przepływu

1) Mechanizm radykalny.

A: B → A· + ·B

Następuje homolityczne (równe) rozerwanie wiązania. Podczas rozszczepienia hemolitycznego para elektronów tworzących wiązanie zostaje rozdzielona w taki sposób, że każda z powstałych cząstek otrzymuje jeden elektron. W tym przypadku powstają rodniki - nienaładowane cząstki z niesparowanymi elektronami. Rodniki są cząstkami bardzo reaktywnymi, reakcje z ich udziałem zachodzą w fazie gazowej z dużą szybkością i często z eksplozją.

Reakcje radykalne zachodzą pomiędzy rodnikami i cząsteczkami powstałymi podczas reakcji:

2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

Przykłady: reakcje spalania substancji organicznych i substancje nieorganiczne, synteza wody, amoniaku, reakcje halogenowania i nitrowania alkanów, izomeryzacja i aromatyzacja alkanów, katalityczne utlenianie alkanów, polimeryzacja alkenów, chlorek winylu itp.

2) Mechanizm jonowy.

A: B → :A - + B +

Następuje heterolityczne (nierówne) rozerwanie wiązania, w którym oba elektrony wiążące pozostają z jedną z wcześniej związanych cząstek. Tworzą się naładowane cząstki (kationy i aniony).

Reakcje jonowe występują w roztworach pomiędzy jonami już istniejącymi lub powstałymi w trakcie reakcji.

Na przykład w chemii nieorganicznej jest to oddziaływanie elektrolitów w roztworze, w chemii organicznej są to reakcje addycji do alkenów, utleniania i odwodornienia alkoholi, podstawienia grupy alkoholowej i inne reakcje charakteryzujące właściwości aldehydów i kwasów karboksylowych.

VIII. Ze względu na rodzaj energii inicjującej reakcję:

1) Reakcje fotochemiczne zachodzą pod wpływem kwantów światła. Na przykład synteza chlorowodoru, oddziaływanie metanu z chlorem, produkcja ozonu w przyrodzie, procesy fotosyntezy itp.

2) Reakcje radiacyjne inicjowane są przez promieniowanie wysokoenergetyczne (promienie rentgenowskie, promienie γ).

3) Rozpoczynają się reakcje elektrochemiczne Elektryczność na przykład podczas elektrolizy.

4) Reakcje termochemiczne inicjowane są energią cieplną. Należą do nich wszystkie reakcje endotermiczne i wiele reakcji egzotermicznych, które do zainicjowania wymagają ciepła.