Ang isang kemikal na reaksyon ay isang proseso ng pagbabagong-anyo ng mga sangkap, kung saan ang isang pagbabago sa kanilang istraktura o komposisyon ay sinusunod. Bilang resulta ng naturang proseso, ang mga paunang sangkap, o reagents, ay pumapasok sa mga huling produkto. Sa ngayon, isang napakalinaw na pag-uuri ang nabuo mga reaksiyong kemikal.

Paglalarawan ng mga reaksyon gamit ang mga equation. Mga palatandaan ng mga reaksiyong kemikal

Mayroong ilang mga klasipikasyon, na ang bawat isa ay isinasaalang-alang ang isa o higit pang mga tampok. Halimbawa, ang mga reaksiyong kemikal ay maaaring hatiin sa pamamagitan ng pagbibigay pansin sa:

• dami at komposisyon ng mga reagents at panghuling produkto;
• estado ng pagsasama-sama ng mga paunang at panghuling sangkap (gas, likido, solidong anyo);
• bilang ng mga phase;
• ang likas na katangian ng mga particle na inililipat sa panahon ng reaksyon (ion, elektron);
• thermal effect;
• ang posibilidad ng reaksyon na nagpapatuloy sa kabaligtaran ng direksyon.

Kapansin-pansin na ang mga reaksiyong kemikal ay karaniwang isinusulat gamit ang mga formula at equation. Kung saan kaliwang parte inilalarawan ng equation ang komposisyon ng mga reactant at ang kalikasan ng kanilang pakikipag-ugnayan, at sa kanang bahagi ay makikita mo ang mga huling produkto. Isa pang napaka mahalagang punto- ang bilang ng mga atom ng bawat elemento sa kanan at kaliwang bahagi ay dapat na pantay. Ito ang tanging paraan upang mapanatili

Tulad ng nabanggit na, maraming mga klasipikasyon. Ang mga pinakakaraniwang ginagamit ay tatalakayin dito.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa komposisyon, dami ng mga panimulang produkto at panghuling produkto

Maraming mga sangkap ang pumapasok sa kanila, na pinagsama upang bumuo ng isang mas kumplikadong sangkap. Sa karamihan ng mga kaso, ang reaksyong ito ay sinamahan ng pagpapalabas ng init.

Ang paunang reagent ay isang kumplikadong tambalan, na sa proseso ng agnas ay bumubuo ng ilang mas simpleng mga sangkap. Ang ganitong mga reaksyon ay maaaring parehong redox at mangyari nang walang pagbabago sa valence.

Mga reaksyon ng pagpapalit - kumakatawan sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang kumplikado at isang simpleng sangkap. Sa proseso, ang isang pagpapalit ng anumang atom ng isang kumplikadong sangkap ay nangyayari. Sa eskematiko, ang reaksyon ay maaaring kinakatawan bilang mga sumusunod:

A + BC = AB + C

Ang exchange reaction ay isang proseso kung saan ang dalawang inisyal na reactant ay nagpapalitan ng mga bahagi sa bawat isa. Halimbawa:

AB + SD = AD + SW

Ang mga reaksyon ng paglipat ay nailalarawan sa pamamagitan ng paglipat ng isang atom o isang pangkat ng mga atomo mula sa isang sangkap patungo sa isa pa.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal: nababaligtad at hindi maibabalik na mga proseso

Ang isa pang mahalagang katangian ng mga reaksyon ay ang posibilidad ng isang baligtad na proseso.

Kaya, ang mga naturang reaksyon ay tinatawag na nababaligtad, ang mga produkto na maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa, na bumubuo ng parehong mga paunang sangkap. Bilang isang tuntunin, ang tampok na ito ay dapat na ipakita sa equation. Sa kasong ito, sa pagitan ng kaliwa at kanang bahagi ang mga equation ay naglalagay ng dalawang magkasalungat na direksyon na mga arrow.

Sa isang hindi maibabalik na kemikal na reaksyon, ang mga produkto nito ay hindi makakapag-react sa isa't isa - kahit kailan normal na kondisyon.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa thermal effect

Ang mga reaksyon ng thermochemical ay nahahati sa dalawang pangunahing grupo:

• exothermic na proseso kung saan ang init (enerhiya) ay inilalabas;
• endothermic na proseso, na nangangailangan ng pagsipsip ng enerhiya mula sa labas.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng bilang ng mga phase at mga tampok ng bahagi

Tulad ng nabanggit na, ang mga sangkap ay napakahalaga din para sa kumpletong katangian kemikal na reaksyon. Ayon sa mga palatandaang ito, kaugalian na makilala:

• mga reaksyon ng gas;
• mga reaksyon sa mga solusyon;
• mga proseso ng kemikal sa pagitan

Ngunit ang mga paunang at panghuling produkto ay hindi palaging nabibilang sa anumang isang estado ng pagsasama-sama. Samakatuwid, ang mga reaksyon ay inuri din batay sa bilang ng mga phase:

• ang single-phase, o homogenous na reaksyon ay mga proseso na ang mga produkto ay nasa parehong estado (sa karamihan ng mga kaso, ang naturang reaksyon ay nagpapatuloy sa alinman sa gas phase o sa solusyon);
• (multiphase) - ang mga reagents at end products ay maaaring nasa iba't ibang estado ng pagsasama-sama.

Ang mga reaksiyong kemikal ay dapat na makilala mula sa mga reaksyong nuklear. Bilang resulta ng mga reaksiyong kemikal kabuuang bilang ang mga atomo ng bawat elemento ng kemikal at ang isotopic na komposisyon nito ay hindi nagbabago. Ang mga reaksyong nuklear ay isa pang bagay - ang mga proseso ng pagbabagong-anyo ng atomic nuclei bilang isang resulta ng kanilang pakikipag-ugnayan sa iba pang mga nuclei o elementarya na mga particle, halimbawa, ang pagbabagong-anyo ng aluminyo sa magnesiyo:

27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 Mg + 4 2 He

Ang pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ay multifaceted, iyon ay, maaari itong batay sa iba't ibang palatandaan. Ngunit sa ilalim ng alinman sa mga palatandaang ito, ang mga reaksyon sa pagitan ng inorganic at sa pagitan ng mga organikong sangkap ay maaaring maiugnay.

Isaalang-alang ang pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa iba't ibang pamantayan.

I. Ayon sa bilang at komposisyon ng mga reactant

Mga reaksyon na nagaganap nang hindi binabago ang komposisyon ng mga sangkap.

Sa hindi organikong kimika Kasama sa mga naturang reaksyon ang mga proseso ng pagkuha ng mga allotropic na pagbabago ng isang elemento ng kemikal, halimbawa:

C (graphite) ↔ C (brilyante)
S (rhombic) ↔ S (monoclinic)
R (puti) ↔ R (pula)
Sn (puting lata) ↔ Sn (kulay abong lata)
3O 2 (oxygen) ↔ 2O 3 (ozone)

Sa organikong kimika, ang ganitong uri ng mga reaksyon ay maaaring magsama ng mga reaksyon ng isomerization na nangyayari nang hindi binabago hindi lamang ang husay, kundi pati na rin ang dami ng komposisyon ng mga molekula ng mga sangkap, halimbawa:

1. Isomerization ng alkanes.

Ang reaksyon ng isomerization ng mga alkanes ay may malaking praktikal na kahalagahan, dahil ang mga hydrocarbon ng isostructure ay may mas mababang kakayahang magpasabog.

2. Isomerization ng alkenes.

3. Isomerization ng alkynes (reaksyon ng A. E. Favorsky).

CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3

ethylacetylene dimethylacetylene

4. Isomerization ng haloalkanes (A. E. Favorsky, 1907).

5. Isomerization ng ammonium cyanite kapag pinainit.

Sa unang pagkakataon, ang urea ay na-synthesize ni F. Wehler noong 1828 sa pamamagitan ng isomerization ng ammonium cyanate kapag pinainit.

Mga reaksyong kaakibat ng pagbabago sa komposisyon ng isang sangkap

Mayroong apat na uri ng naturang mga reaksyon: compounds, decompositions, substitutions at exchanges.

1. Ang mga reaksyon ng koneksyon ay mga reaksyon kung saan ang isang kumplikadong sangkap ay nabuo mula sa dalawa o higit pang mga sangkap

Sa inorganic na kimika, ang buong iba't ibang mga reaksyon ng tambalan ay maaaring isaalang-alang, halimbawa, gamit ang halimbawa ng mga reaksyon para sa pagkuha ng sulfuric acid mula sa asupre:

1. Pagkuha ng sulfur oxide (IV):

S + O 2 \u003d SO - isang kumplikadong sangkap ay nabuo mula sa dalawang simpleng sangkap.

2. Pagkuha ng sulfur oxide (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - isang kumplikadong sangkap ay nabuo mula sa isang simple at kumplikadong sangkap.

3. Pagkuha ng sulfuric acid:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - isang kumplikado ay nabuo mula sa dalawang kumplikadong sangkap.

Ang isang halimbawa ng isang tambalang reaksyon kung saan ang isang kumplikadong sangkap ay nabuo mula sa higit sa dalawang panimulang materyales ay ang huling yugto sa paggawa ng nitric acid:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Sa organic chemistry, ang mga compound reaction ay karaniwang tinutukoy bilang "addition reactions". Ang buong pagkakaiba-iba ng naturang mga reaksyon ay maaaring isaalang-alang sa halimbawa ng isang bloke ng mga reaksyon na nagpapakilala sa mga katangian ng mga unsaturated na sangkap, halimbawa, ethylene:

1. Reaksyon ng hydrogenation - pagdaragdag ng hydrogen:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

ethene → ethane

2. Hydration reaction - pagdaragdag ng tubig.

3. Reaksyon ng polimerisasyon.

2. Ang mga reaksyon ng decomposition ay mga reaksyon kung saan maraming bagong substance ang nabuo mula sa isang komplikadong substance.

Sa inorganic na kimika, ang buong iba't ibang mga reaksyon ay maaaring isaalang-alang sa bloke ng mga reaksyon para sa pagkuha ng oxygen sa pamamagitan ng mga pamamaraan ng laboratoryo:

1. Decomposition ng mercury (II) oxide - dalawang simple ang nabuo mula sa isang komplikadong substance.

2. Pagkabulok ng potassium nitrate - mula sa isang kumplikadong sangkap, isang simple at isang kumplikado ang nabuo.

3. Pagkabulok ng potassium permanganate - mula sa isang kumplikadong sangkap, dalawang kumplikado at isang simple ang nabuo, iyon ay, tatlong bagong sangkap.

Sa organikong kimika, ang mga reaksyon ng agnas ay maaaring isaalang-alang sa bloke ng mga reaksyon para sa paggawa ng ethylene sa laboratoryo at sa industriya:

1. Ang reaksyon ng dehydration (paghahati ng tubig) ng ethanol:

C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

2. Dehydrogenation reaction (hydrogen splitting) ng ethane:

CH 3 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2

o CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2

3. Reaksyon ng pag-crack (paghahati) ng propane:

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + CH 4

3. Ang mga reaksyon ng pagpapalit ay mga reaksyon bilang resulta ng kung aling mga atomo isang simpleng sangkap palitan ang mga atomo ng isang elemento sa isang kumplikadong sangkap.

Sa inorganic na kimika, ang isang halimbawa ng naturang mga proseso ay isang bloke ng mga reaksyon na nagpapakilala sa mga katangian ng, halimbawa, mga metal:

1. Pakikipag-ugnayan ng alkali o alkaline earth na mga metal sa tubig:

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2

2. Pakikipag-ugnayan ng mga metal sa mga acid sa solusyon:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Pakikipag-ugnayan ng mga metal na may mga asin sa solusyon:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Metalthermy:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

Ang paksa ng pag-aaral ng organikong kimika ay hindi simpleng mga sangkap, ngunit mga compound lamang. Samakatuwid, bilang isang halimbawa ng isang reaksyon ng pagpapalit, binibigyan namin ang pinaka-katangiang pag-aari ng mga saturated compound, sa partikular na methane, ang kakayahan ng mga atomo ng hydrogen nito na mapalitan ng mga atomo ng halogen. Ang isa pang halimbawa ay ang brominasyon ng isang aromatic compound (benzene, toluene, aniline).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

bensina → bromobenzene

Bigyang-pansin natin ang kakaibang reaksyon ng pagpapalit sa organikong bagay: bilang isang resulta ng naturang mga reaksyon, hindi isang simple at kumplikadong sangkap ang nabuo, tulad ng sa inorganikong kimika, ngunit dalawang kumplikadong sangkap.

Sa organikong kimika, ang mga reaksyon ng pagpapalit ay kinabibilangan din ng ilang mga reaksyon sa pagitan ng dalawang kumplikadong sangkap, halimbawa, ang nitration ng benzene. Ito ay pormal na isang exchange reaction. Ang katotohanan na ito ay isang reaksyon ng pagpapalit ay nagiging malinaw lamang kapag isinasaalang-alang ang mekanismo nito.

4. Ang mga reaksyon ng palitan ay mga reaksyon kung saan ang dalawang kumplikadong sangkap ay nagpapalitan ng kanilang mga bahagi

Ang mga reaksyong ito ay nagpapakilala sa mga katangian ng mga electrolyte at nagpapatuloy sa mga solusyon ayon sa panuntunan ng Berthollet, iyon ay, kung ang isang precipitate, gas, o isang mababang-dissociating substance (halimbawa, H 2 O) ay nabuo bilang isang resulta.

Sa inorganic na kimika, maaari itong maging isang bloke ng mga reaksyon na nagpapakilala, halimbawa, ang mga katangian ng alkalis:

1. Reaksyon ng neutralisasyon na sumasama sa pagbuo ng asin at tubig.

2. Ang reaksyon sa pagitan ng alkali at asin, na napupunta sa pagbuo ng gas.

3. Ang reaksyon sa pagitan ng alkali at asin, na napupunta sa pagbuo ng isang precipitate:

СuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

o sa ionic form:

Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2

Sa organikong kimika, maaaring isaalang-alang ng isa ang isang bloke ng mga reaksyon na nagpapakilala, halimbawa, ang mga katangian ng acetic acid:

1. Ang reaksyon na nagpapatuloy sa pagbuo ng isang mahinang electrolyte - H 2 O:

CH 3 COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H 2 O

2. Ang reaksyong kaakibat ng pagbuo ng gas:

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

3. Ang reaksyon na nagpapatuloy sa pagbuo ng isang precipitate:

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. Sa pamamagitan ng pagbabago ng mga estado ng oksihenasyon mga elemento ng kemikal, bumubuo ng mga sangkap

Sa batayan na ito, ang mga sumusunod na reaksyon ay nakikilala:

1. Mga reaksyong nagaganap na may pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento, o mga reaksyong redox.

Kabilang dito ang maraming mga reaksyon, kabilang ang lahat ng mga reaksyon ng pagpapalit, pati na rin ang mga reaksyon ng kumbinasyon at pagkabulok kung saan lumahok ang kahit isang simpleng sangkap, halimbawa:

1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2

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

Ang mga kumplikadong reaksyon ng redox ay pinagsama-sama gamit ang paraan ng balanse ng elektron.

2KMn +7 O 4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O

Sa organikong kimika isang pangunahing halimbawa Ang mga reaksiyong redox ay maaaring magsilbi bilang mga katangian ng aldehydes.

1. Binabawasan ang mga ito sa kaukulang mga alkohol:

Ang mga aldecid ay na-oxidized sa kaukulang mga acid:

2. Mga reaksyong nagaganap nang hindi binabago ang mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento ng kemikal.

Kabilang dito, halimbawa, ang lahat ng mga reaksyon ng pagpapalitan ng ion, pati na rin ang maraming mga compound na reaksyon, maraming mga reaksyon ng agnas, mga reaksyon ng esterification:

HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O

III. Sa pamamagitan ng thermal effect

Ayon sa thermal effect, ang mga reaksyon ay nahahati sa exothermic at endothermic.

1. Ang mga reaksiyong exothermic ay nagpapatuloy sa pagpapalabas ng enerhiya.

Kabilang dito ang halos lahat ng compound reactions. bihirang exception Binubuo ang mga endothermic na reaksyon ng synthesis ng nitric oxide (II) mula sa nitrogen at oxygen at ang reaksyon ng gaseous hydrogen na may solid yodo.

Ang mga reaksiyong exothermic na nagpapatuloy sa pagpapalabas ng liwanag ay tinutukoy bilang mga reaksyon ng pagkasunog. Ang hydrogenation ng ethylene ay isang halimbawa ng isang exothermic reaction. Ito ay tumatakbo sa temperatura ng silid.

2. Ang mga endothermic na reaksyon ay nagpapatuloy sa pagsipsip ng enerhiya.

Malinaw, halos lahat ng mga reaksyon ng agnas ay ilalapat sa kanila, halimbawa:

1. Calcination ng limestone

2. Pagbibitak ng butane

Ang dami ng enerhiya na inilabas o hinihigop bilang resulta ng reaksyon ay tinatawag na thermal effect ng reaksyon, at ang equation ng isang kemikal na reaksyon na nagpapahiwatig ng epekto na ito ay tinatawag na thermochemical equation:

H 2 (g) + C 12 (g) \u003d 2HC 1 (g) + 92.3 kJ

N 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2NO (g) - 90.4 kJ

IV. Ayon sa estado ng pagsasama-sama ng mga reacting substance (phase composition)

Ayon sa estado ng pagsasama-sama ng mga reacting substance, mayroong:

1. Heterogenous na mga reaksyon - mga reaksyon kung saan ang mga reactant at mga produkto ng reaksyon ay nasa iba't ibang estado ng pagsasama-sama (sa iba't ibang yugto).

2. Mga homogenous na reaksyon - mga reaksyon kung saan ang mga reaksyon at produkto ng reaksyon ay nasa parehong estado ng pagsasama-sama (sa isang yugto).

V. Ayon sa partisipasyon ng katalista

Ayon sa pakikilahok ng katalista, mayroong:

1. Non-catalytic reactions na nagaganap nang walang partisipasyon ng isang catalyst.

2. Catalytic reactions na nagaganap sa partisipasyon ng isang catalyst. Dahil ang lahat ng mga biochemical reaksyon na nagaganap sa mga selula ng mga nabubuhay na organismo ay nagpapatuloy sa pakikilahok ng mga espesyal na biological catalysts ng likas na protina - mga enzyme, lahat sila ay catalytic o, mas tiyak, enzymatic. Dapat pansinin na higit sa 70% ng mga industriya ng kemikal ay gumagamit ng mga katalista.

VI. Patungo

Sa pamamagitan ng direksyon mayroong:

1. Ang mga hindi maibabalik na reaksyon ay nagpapatuloy sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon sa isang direksyon lamang. Kabilang dito ang lahat ng mga reaksyon ng palitan na sinamahan ng pagbuo ng isang namuo, gas o isang mababang-dissociating substance (tubig) at lahat ng mga reaksyon ng pagkasunog.

2. Ang mga nababalikang reaksyon sa ilalim ng mga kundisyong ito ay nagpapatuloy nang sabay-sabay sa dalawang magkasalungat na direksyon. Karamihan sa mga reaksyong ito ay.

Sa organic chemistry, ang tanda ng reversibility ay makikita sa mga pangalan - antonyms ng mga proseso:

Hydrogenation - dehydrogenation,

Hydration - pag-aalis ng tubig,

Polimerisasyon - depolymerization.

Ang lahat ng mga reaksyon ng esterification ay nababaligtad (ang kabaligtaran na proseso, tulad ng alam mo, ay tinatawag na hydrolysis) at hydrolysis ng mga protina, ester, carbohydrates, polynucleotides. Pinagbabatayan ang reversibility ng mga prosesong ito ang pinakamahalagang ari-arian buhay na organismo - metabolismo.

VII. Ayon sa mekanismo ng daloy, mayroong:

1. Ang mga radikal na reaksyon ay nagaganap sa pagitan ng mga radikal at mga molekula na nabuo sa panahon ng reaksyon.

Tulad ng alam mo na, sa lahat ng mga reaksyon, ang mga luma ay nasira at ang mga bago ay nabuo. mga bono ng kemikal. Ang paraan ng pagsira sa bono sa mga molekula ng panimulang sangkap ay tumutukoy sa mekanismo (landas) ng reaksyon. Kung ang sangkap ay nabuo sa pamamagitan ng isang covalent bond, maaaring mayroong dalawang paraan upang masira ang bono na ito: hemolytic at heterolytic. Halimbawa, para sa mga molekula ng Cl 2 , CH 4 , atbp., ang isang hemolytic rupture ng mga bono ay natanto, ito ay hahantong sa pagbuo ng mga particle na may hindi magkapares na mga electron, iyon ay, mga libreng radical.

Ang mga radikal ay kadalasang nabubuo kapag ang mga bono ay nasira kung saan ang mga pares ng electron ay nahahati nang humigit-kumulang pantay sa pagitan ng mga atomo (non-polar covalent bond), ngunit maraming mga polar bond ay maaari ding masira sa katulad na paraan, lalo na kapag ang reaksyon ay naganap sa ang gas phase at sa ilalim ng impluwensya ng liwanag , bilang, halimbawa, sa kaso ng mga proseso na tinalakay sa itaas - ang pakikipag-ugnayan ng C 12 at CH 4 - . Ang mga radikal ay lubos na reaktibo, dahil malamang na makumpleto nila ang kanilang layer ng elektron sa pamamagitan ng pagkuha ng isang elektron mula sa isa pang atom o molekula. Halimbawa, kapag ang isang chlorine radical ay bumangga sa isang molekula ng hydrogen, sinisira nito ang nakabahaging pares ng elektron na nagbubuklod sa mga atomo ng hydrogen at bumubuo ng isang covalent bond sa isa sa mga atomo ng hydrogen. Ang pangalawang hydrogen atom, nagiging isang radikal, ay bumubuo ng isang karaniwan pares ng elektron kasama ang hindi magkapares na electron ng chlorine atom mula sa collapsing Cl 2 molecule, na nagreresulta sa isang chlorine radical na umaatake sa isang bagong hydrogen molecule, atbp.

Ang mga reaksyon, na isang chain ng sunud-sunod na pagbabago, ay tinatawag na chain reactions. Para sa pagbuo ng teorya ng mga reaksyon ng chain, dalawang natitirang chemist - ang aming kababayan na si N. N. Semenov at ang Englishman na S. A. Hinshelwood ay iginawad sa Nobel Prize.
Ang reaksyon ng pagpapalit sa pagitan ng chlorine at methane ay nagpapatuloy nang katulad:

Karamihan sa mga reaksyon ng pagkasunog ng mga organic at inorganic na sangkap, ang synthesis ng tubig, ammonia, ang polymerization ng ethylene, vinyl chloride, atbp ay nagpapatuloy ayon sa radikal na mekanismo.

2. Nagaganap ang mga ionic na reaksyon sa pagitan ng mga ion na naroroon na o nabuo sa panahon ng reaksyon.

Ang mga karaniwang ionic na reaksyon ay mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga electrolyte sa solusyon. Ang mga ions ay nabuo hindi lamang sa panahon ng dissociation ng mga electrolyte sa mga solusyon, kundi pati na rin sa ilalim ng pagkilos ng mga electrical discharges, heating o radiation. Ang mga γ-ray, halimbawa, ay nagpapalit ng mga molekula ng tubig at methane sa mga molekular na ion.

Ayon sa isa pang ionic na mekanismo, may mga reaksyon ng pagdaragdag ng hydrogen halides, hydrogen, halogens sa alkenes, oksihenasyon at pag-aalis ng tubig ng mga alkohol, pagpapalit ng alkohol hydroxyl ng halogen; mga reaksyong nagpapakilala sa mga katangian ng aldehydes at acids. Ang mga ions sa kasong ito ay nabuo sa pamamagitan ng heterolytic breaking ng covalent polar bonds.

VIII. Ayon sa uri ng enerhiya

pagsisimula ng reaksyon, mayroong:

1. Mga reaksyong photochemical. Ang mga ito ay pinasimulan ng liwanag na enerhiya. Bilang karagdagan sa mga prosesong photochemical sa itaas ng HCl synthesis o ang reaksyon ng methane na may chlorine, kasama nila ang paggawa ng ozone sa troposphere bilang pangalawang pollutant sa atmospera. Sa kasong ito, ang nitric oxide (IV) ay gumaganap bilang pangunahing isa, na bumubuo ng mga radical ng oxygen sa ilalim ng pagkilos ng liwanag. Ang mga radikal na ito ay nakikipag-ugnayan sa mga molekula ng oxygen, na nagreresulta sa ozone.

Ang pagbuo ng ozone ay nagpapatuloy hangga't may sapat na liwanag, dahil ang NO ay maaaring makipag-ugnayan sa mga molekula ng oxygen upang bumuo ng parehong NO 2 . Ang akumulasyon ng ozone at iba pang pangalawang air pollutants ay maaaring humantong sa photochemical smog.

Kasama rin sa ganitong uri ng reaksyon ang pinakamahalagang proseso na nangyayari sa mga selula ng halaman - photosynthesis, na ang pangalan ay nagsasalita para sa sarili nito.

2. Mga reaksyon ng radiation. Ang mga ito ay pinasimulan ng mga radiation ng mataas na enerhiya - x-ray, nuclear radiation (γ-ray, a-particles - He 2+, atbp.). Sa tulong ng mga reaksyon ng radiation, ang napakabilis na radiopolymerization, radiolysis (radiation decomposition), atbp ay isinasagawa.

Halimbawa, sa halip na isang dalawang yugto ng paggawa ng phenol mula sa benzene, maaari itong makuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng benzene sa tubig sa ilalim ng pagkilos ng radiation. Sa kasong ito, ang mga radical [OH] at [H] ay nabuo mula sa mga molekula ng tubig, kung saan ang benzene ay tumutugon upang bumuo ng phenol:

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

Ang vulcanization ng goma ay maaaring isagawa nang walang sulfur gamit ang radiovulcanization, at ang resultang goma ay hindi magiging mas masahol pa kaysa sa tradisyonal na goma.

3. Mga reaksyong electrochemical. Ang mga ito ay pinasimulan ng isang electric current. Bilang karagdagan sa mga reaksyon ng electrolysis na kilala mo, ipinapahiwatig din namin ang mga reaksyon ng electrosynthesis, halimbawa, ang mga reaksyon ng pang-industriya na produksyon ng mga inorganic na oxidant

4. Thermochemical reaksyon. Pinasimulan sila thermal energy. Kabilang dito ang lahat ng endothermic na reaksyon at maraming exothermic na reaksyon na nangangailangan ng paunang supply ng init, iyon ay, ang pagsisimula ng proseso.

Ang pag-uuri sa itaas ng mga reaksiyong kemikal ay makikita sa diagram.

Ang pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal, tulad ng lahat ng iba pang klasipikasyon, ay may kondisyon. Sumang-ayon ang mga siyentipiko na hatiin ang mga reaksyon sa ilang uri ayon sa mga palatandaan na kanilang natukoy. Ngunit ang karamihan sa mga pagbabagong kemikal ay maaaring maiugnay sa iba't ibang uri. Halimbawa, kilalanin natin ang proseso ng synthesis ng ammonia.

Ito ay isang tambalang reaksyon, redox, exothermic, reversible, catalytic, heterogenous (mas tiyak, heterogenous catalytic), na nagpapatuloy sa pagbaba ng presyon sa system. Upang matagumpay na pamahalaan ang proseso, dapat isaalang-alang ang lahat ng impormasyon sa itaas. Ang isang tiyak na reaksyon ng kemikal ay palaging multi-qualitative, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga tampok.

DEPINISYON

Reaksyon ng kemikal tinatawag na pagbabagong-anyo ng mga sangkap kung saan mayroong pagbabago sa kanilang komposisyon at (o) istraktura.

Kadalasan, ang mga reaksiyong kemikal ay nauunawaan bilang proseso ng pagbabago ng mga paunang sangkap (reagents) sa panghuling sangkap (mga produkto).

Ang mga reaksiyong kemikal ay isinusulat gamit ang mga equation ng kemikal na naglalaman ng mga pormula ng mga panimulang materyales at mga produkto ng reaksyon. Ayon sa batas ng konserbasyon ng masa, ang bilang ng mga atomo ng bawat elemento sa kaliwa at kanang bahagi ng equation ng kemikal ay pareho. Karaniwan, ang mga formula ng mga panimulang sangkap ay nakasulat sa kaliwang bahagi ng equation, at ang mga formula ng mga produkto ay nakasulat sa kanan. Ang pagkakapantay-pantay ng bilang ng mga atom ng bawat elemento sa kaliwa at kanang bahagi ng equation ay nakakamit sa pamamagitan ng paglalagay ng integer stoichiometric coefficients sa harap ng mga formula ng mga sangkap.

Maaaring naglalaman ang mga equation ng kemikal karagdagang impormasyon tungkol sa mga tampok ng reaksyon: temperatura, presyon, radiation, atbp., na ipinahiwatig ng kaukulang simbolo sa itaas (o "sa ilalim") ang katumbas na tanda.

Ang lahat ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring ipangkat sa ilang mga klase, na may ilang mga katangian.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa bilang at komposisyon ng mga inisyal at nagresultang sangkap

Ayon sa pag-uuri na ito, ang mga reaksiyong kemikal ay nahahati sa mga reaksyon ng kumbinasyon, agnas, pagpapalit, palitan.

Ang resulta tambalang reaksyon mula sa dalawa o higit pa (kumplikado o simple) na mga sangkap, isang bagong sangkap ang nabuo. AT pangkalahatang pananaw Ang equation para sa naturang kemikal na reaksyon ay magiging ganito:

Halimbawa:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

2Mg + O 2 \u003d 2MgO.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

Ang mga kumbinasyong reaksyon ay sa karamihan ng mga kaso exothermic, i.e. dumaloy kasama ang paglabas ng init. Kung ang mga simpleng sangkap ay kasangkot sa reaksyon, kung gayon ang mga naturang reaksyon ay madalas na redox (ORD), i.e. mangyari na may pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento. Imposibleng sabihin nang walang pag-aalinlangan kung ang reaksyon ng isang tambalan sa pagitan ng mga kumplikadong sangkap ay maaaring maiugnay sa OVR.

Ang mga reaksyon kung saan ang ilang iba pang mga bagong sangkap (kumplikado o simple) ay nabuo mula sa isang kumplikadong sangkap ay inuri bilang mga reaksyon ng agnas. Sa pangkalahatan, ang equation para sa isang chemical decomposition reaction ay magiging ganito:

Halimbawa:

CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (2)

CuSO 4 × 5H 2 O \u003d CuSO 4 + 5H 2 O (3)

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O (4)

H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (5)

2SO 3 \u003d 2SO 2 + O 2 (6)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)

Karamihan sa mga reaksyon ng agnas ay nagpapatuloy sa pag-init (1,4,5). Maaaring mabulok ng agos ng kuryente(2). Ang agnas ng crystalline hydrates, acids, bases at salts ng oxygen-containing acids (1, 3, 4, 5, 7) ay nagpapatuloy nang hindi binabago ang mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento, i.e. ang mga reaksyong ito ay hindi nalalapat sa OVR. Kasama sa mga reaksyon ng decomposition ng OVR ang agnas ng mga oxide, acid at salt na nabuo ng mga elemento sa mas mataas na estado ng oksihenasyon (6).

Ang mga reaksyon ng agnas ay matatagpuan din sa organikong kimika, ngunit sa ilalim ng iba pang mga pangalan - crack (8), dehydrogenation (9):

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2 (9)

Sa mga reaksyon ng pagpapalit ang isang simpleng sangkap ay nakikipag-ugnayan sa isang kumplikado, na bumubuo ng isang bagong simple at isang bagong kumplikadong sangkap. Sa pangkalahatan, ang equation para sa isang chemical substitution reaction ay magiging ganito:

Halimbawa:

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2 (3)

2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2 (5)

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 = ZCaSiO 3 + P 2 O 5 (6)

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

Ang mga reaksyon ng pagpapalit ay kadalasang redox na reaksyon (1 - 4, 7). Ang mga halimbawa ng mga reaksyon ng agnas kung saan walang pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ay kakaunti (5, 6).

Palitan ng mga reaksyon tinatawag na mga reaksyong nagaganap sa pagitan ng mga kumplikadong sangkap, kung saan ipinagpapalit nila ang kanilang mga bahaging bumubuo. Karaniwan ang terminong ito ay ginagamit para sa mga reaksyong kinasasangkutan ng mga ion na matatagpuan sa may tubig na solusyon. Sa pangkalahatan, ang equation para sa isang chemical exchange reaction ay magiging ganito:

AB + CD = AD + CB

Halimbawa:

CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O (1)

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O (2)

NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2 (3)

AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)

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

Ang mga exchange reaction ay hindi redox. espesyal na kaso ang mga reaksyong ito sa pagpapalitan ay mga reaksyon ng neutralisasyon (mga reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng mga acid sa alkalis) (2). Ang mga reaksyon ng palitan ay nagpapatuloy sa direksyon kung saan ang hindi bababa sa isa sa mga sangkap ay inalis mula sa reaction sphere sa anyo ng isang gas na substansiya (3), isang namuo (4, 5) o isang hindi magandang dissociating compound, kadalasang tubig (1, 2). ).

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa mga pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon

Depende sa pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento na bumubuo sa mga reactant at mga produkto ng reaksyon, ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay nahahati sa redox (1, 2) at ang mga nagaganap nang hindi binabago ang estado ng oksihenasyon (3, 4).

2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C (1)

Mg 0 - 2e \u003d Mg 2+ (reductant)

C 4+ + 4e \u003d C 0 (oxidizing agent)

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

Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (reductant)

N 5+ + 3e \u003d N 2+ (oxidizing agent)

AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 (3)

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

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng thermal effect

Depende sa kung ang init (enerhiya) ay inilabas o hinihigop sa panahon ng reaksyon, ang lahat ng mga kemikal na reaksyon ay may kondisyon na nahahati sa exo - (1, 2) at endothermic (3), ayon sa pagkakabanggit. Ang dami ng init (enerhiya) na inilabas o hinihigop sa panahon ng isang reaksyon ay tinatawag na init ng reaksyon. Kung ang equation ay nagpapahiwatig ng dami ng inilabas o hinihigop na init, kung gayon ang mga naturang equation ay tinatawag na thermochemical.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46.2 kJ (1)

2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 602.5 kJ (2)

N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90.4 kJ (3)

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ayon sa direksyon ng reaksyon

Ayon sa direksyon ng reaksyon, may mga nababaligtad (mga proseso ng kemikal, ang mga produkto na kung saan ay maaaring tumugon sa isa't isa sa ilalim ng parehong mga kondisyon kung saan sila nakuha, na may pagbuo ng mga panimulang sangkap) at hindi maibabalik (mga proseso ng kemikal, ang mga produkto na hindi makakapag-react sa isa't isa sa pagbuo ng mga panimulang sangkap ).

Para sa mga nababaligtad na reaksyon, ang equation sa pangkalahatang anyo ay karaniwang nakasulat bilang mga sumusunod:

A + B ↔ AB

Halimbawa:

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

Ang mga halimbawa ng hindi maibabalik na reaksyon ay ang mga sumusunod na reaksyon:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Ang katibayan ng hindi maibabalik na reaksyon ay maaaring magsilbi bilang mga produkto ng reaksyon ng isang gas na sangkap, isang namuo o isang mababang-dissociating compound, kadalasang tubig.

Pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang katalista

Mula sa puntong ito ng pananaw, ang mga catalytic at non-catalytic na reaksyon ay nakikilala.

Ang katalista ay isang sangkap na nagpapabilis ng isang kemikal na reaksyon. Ang mga reaksyong kinasasangkutan ng mga catalyst ay tinatawag na catalytic. Ang ilang mga reaksyon ay karaniwang imposible nang walang pagkakaroon ng isang katalista:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (MnO 2 catalyst)

Kadalasan, ang isa sa mga produkto ng reaksyon ay nagsisilbing isang katalista na nagpapabilis sa reaksyong ito (mga autocatalytic na reaksyon):

MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2 O, kung saan ang Me ay isang metal.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

Ang reaksyong kemikal, o pagbabagong kemikal, ay isang proseso kung saan ang iba pang mga sangkap ay nabuo mula sa ilang mga sangkap na naiiba sa komposisyong kemikal at gusali.

Ang mga reaksiyong kemikal ay inuri ayon sa mga sumusunod na pamantayan:

1) pagbabago o kawalan ng pagbabago sa dami ng mga reagents at mga produkto ng reaksyon. Sa batayan na ito, ang mga reaksyon ay nahahati sa mga reaksyon ng kumbinasyon, agnas, pagpapalit, palitan.

Ang compound reaction ay isang reaksyon kung saan ang dalawa o higit pang substance ay bumubuo ng isang bagong substance. Halimbawa, Fe + S → FeS.

Ang decomposition reaction ay isang reaksyon kung saan ang dalawa o higit pang mga bagong substance ay nabuo mula sa isang substance. Halimbawa, CaCO3 → CaO + CO2.

Ang isang reaksyon ng pagpapalit ay isang reaksyon sa pagitan ng isang simple at isang kumplikadong sangkap, kung saan ang mga atomo ng isang simpleng sangkap ay pinapalitan ang mga atomo ng isa sa mga elemento sa isang kumplikadong sangkap, na nagreresulta sa pagbuo ng isang bagong simple at isang bagong kumplikadong sangkap. Halimbawa, Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2.

Ang isang reaksyon ng palitan ay isang reaksyon kung saan ang dalawang kumplikadong sangkap ay nagpapalitan ng kanilang mga nasasakupan. Halimbawa, NaOH + HCl → NaCl + H2O.

2) Ang pangalawang tanda ng pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ay ang pagbabago o kawalan ng pagbabago sa mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento na bumubuo sa mga sangkap na tumutugon. Sa batayan na ito, ang mga reaksyon ay nahahati sa mga reaksyon ng redox at ang mga nangyayari nang hindi binabago ang mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento. Halimbawa, Zn + S → ZnS (ang zinc plus es ay gumagawa ng zinc-es). Ito ay isang redox na reaksyon kung saan ang Zinc ay nag-donate ng dalawang electron at nakakuha ng +2 oxidation state: Zn0 - 2 → Zn +2, at Sulfur ay tumatanggap ng 2 electron at nakuha ang -2 oxidation state: S0 + 2 → S-2.

Ang proseso ng pagbibigay ng mga electron sa pamamagitan ng mga sangkap ay tinatawag na oksihenasyon, at ang proseso ng pagtanggap ng mga electron ay tinatawag na pagbabawas.

3) Ang ikatlong tanda ng pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ay ang paglabas o pagsipsip ng enerhiya sa panahon ng reaksyon. Sa batayan na ito, ang mga reaksyon ay nahahati sa exothermic (na sinamahan ng paglabas ng init) at endothermic (sinamahan ng pagsipsip ng init).

4) Ang ika-apat na tanda ng pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ay ang uri ng isa sa mga reagents. Sa batayan na ito, ang mga reaksyon ay nahahati sa mga reaksyon ng mga halogens (pakikipag-ugnayan sa chlorine, bromine), hydrogenation (pagdaragdag ng mga molekula ng hydrogen), hydration (pagdaragdag ng mga molekula ng tubig), hydrolysis, nitration.

5) Ang ikalimang tanda ng pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ay ang pagkakaroon ng isang katalista. Sa batayan na ito, ang mga reaksyon ay nahahati sa catalytic (na nangyayari lamang sa pagkakaroon ng isang katalista) at di-catalytic (nangyayari nang walang katalista).

6) Ang isa pang palatandaan ng pag-uuri ng mga reaksiyong kemikal ay ang pag-unlad ng reaksyon hanggang sa wakas. Sa batayan na ito, ang mga reaksyon ay nahahati sa mababalik at hindi maibabalik.

Mayroong iba pang mga klasipikasyon ng mga reaksiyong kemikal. Ang lahat ay nakasalalay sa kung anong pamantayan ang kanilang batayan.