Класификацията на химичните реакции в неорганичната и органичната химия се извършва въз основа на различни класификационни характеристики, информация за които е дадена в таблицата по-долу.

Чрез промяна на степента на окисление на елементите

Първият признак на класификацията се основава на промяна в степента на окисление на елементите, които образуват реагенти и продукти.
а) редокс
б) без промяна на степента на окисление
Редокссе наричат ​​реакции, придружени от промяна в степените на окисление химични елементивключени в реагентите. Редокс в неорганичната химия включва всички реакции на заместване и тези реакции на разлагане и съединения, в които участва поне едно просто вещество. Всички обменни реакции принадлежат към реакциите, протичащи без промяна на степените на окисление на елементите, които образуват реагентите и реакционните продукти.

По броя и състава на реагентите и продуктите

Химична реакциякласифицирани по естеството на процеса, т.е. по броя и състава на реагентите и продуктите.

Сложни реакциинаричат ​​се химични реакции, в резултат на които се получават сложни молекули от няколко по-прости, например:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Реакции на разлаганенаричат ​​се химични реакции, в резултат на които се получават прости молекули от по-сложни, например:
CaCO 3 = CaO + CO 2

Реакциите на разлагане могат да се разглеждат като обратни на съединението.

Реакции на заместваненаричат ​​се химични реакции, в резултат на които атом или група от атоми в молекула на вещество се заменят с друг атом или група от атоми, например:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 

Тяхната отличителна черта е взаимодействието на просто вещество със сложно. Такива реакции съществуват и в органичната химия.
Концепцията за "заместване" в органичната материя обаче е по-широка, отколкото в неорганичната химия. Ако в молекулата на изходното вещество някой атом или функционална групасе заменят с друг атом или група, това също са реакции на заместване, въпреки че от гледна точка на неорганичната химия процесът изглежда като обменна реакция.
- обмен (включително неутрализация).
Обменни реакциисе наричат ​​химични реакции, които протичат без промяна на степените на окисление на елементите и водят до обмен съставни частиреагенти, например:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Ако е възможно, тече в обратна посока

По възможност тече в обратна посока – обратимо и необратимо.

Обратимасе наричат ​​химични реакции, които протичат при дадена температура едновременно в две противоположни посоки със съизмерими скорости. При записване на уравненията на такива реакции знакът за равенство се заменя с противоположно насочени стрелки. Най-простият пример за обратима реакция е синтезът на амоняк чрез взаимодействието на азот и водород:

N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

Необратимасе наричат ​​реакции, които протичат само в посока напред, в резултат на което се образуват продукти, които не взаимодействат помежду си. Необратимите включват химични реакции, които водят до образуване на нискодисоциирани съединения, освобождаване на голямо количество енергия, както и такива, при които крайните продукти напускат реакционната сфера в газообразна форма или под формата на утайка, за пример:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O 2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

Термичен ефект

Екзотермиченсе наричат ​​химични реакции с отделяне на топлина. символпромени в енталпията (топлинното съдържание) ΔH и топлинния ефект на реакцията Q. За екзотермични реакции Q> 0 и ΔH< 0.

Ендотермиченсе наричат ​​химични реакции, които протичат с поглъщане на топлина. За ендотермични реакции Q< 0, а ΔH > 0.

Реакциите на съединението обикновено ще бъдат екзотермични, а реакциите на разлагане ще бъдат ендотермични. Рядко изключение е реакцията на азот с кислород - ендотермична:
N2 + О2 → 2NO - В

Фаза

Хомогеннасе наричат ​​реакции, които протичат в хомогенна среда (хомогенни вещества, в една фаза, например r-g, реакции в разтвори).

Хетерогененсе наричат ​​реакции, които протичат в хетерогенна среда, на контактната повърхност на реагиращите вещества в различни фази, например, твърдо и газообразно, течно и газообразно, в две несмесващи се течности.

С помощта на катализатора

Катализаторът е вещество, което ускорява химическата реакция.

Каталитични реакциипротича само в присъствието на катализатор (включително ензимен).

Некаталитични реакциивърви при липса на катализатор.

По вида на прекъсване

Хомолитичните и хетеролитичните реакции се разграничават по вида на разрушаване на химичната връзка в изходната молекула.

Хомолитиченсе наричат ​​реакции, при които в резултат на разкъсването на връзките се образуват частици, които имат несдвоен електрон - свободни радикали.

Хетеролитиченнаречени реакциите, протичащи чрез образуването на йонни частици - катиони и аниони.

• хомолитичен (равна празнина, всеки атом получава 1 електрон)
• хетеролитичен (неравномерно прекъсване - получава се двойка електрони)

Радикална(верижни) химични реакции, включващи радикали, се наричат, например:

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl

йоненхимичните реакции с участието на йони се наричат ​​например:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl ↓

Хетеролитичните реакции се наричат ​​електрофилни. органични съединенияс електрофили - частици, носещи цели или частични положителен заряд... Те се класифицират в реакции на електрофилно заместване и електрофилно присъединяване, например:

C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl

H 2 C = CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br

Нуклеофилните са хетеролитични реакции на органични съединения с нуклеофили - частици, които носят цял ​​или частичен отрицателен заряд. Те се класифицират в реакции на нуклеофилно заместване и нуклеофилно присъединяване, например:

CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr

CH 3 C (O) H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH (OC 2 H 5) 2 + H 2 O

Класификация на органичните реакции

Класификацията на органичните реакции е показана в таблицата:

V съвременната наукаправи разлика между химични и ядрени реакции, протичащи в резултат на взаимодействието на изходни вещества, които обикновено се наричат ​​реагенти. Това произвежда други химикали, наречени храни. Всички взаимодействия се случват при определени условия (температура, радиация, наличие на катализатори и др.). Атомните ядра на реагентите на химичните реакции не се променят. При ядрените трансформации се образуват нови ядра и частици. Има няколко различни критерия, по които се определят видовете химични реакции.

Класификацията може да се основава на броя на изходните и получените вещества. В този случай всички видове химични реакции са разделени на пет групи:

1. Разлагане (от едно вещество се получават няколко нови), например разлагане при нагряване до калиев хлорид и кислород: KCLO3 → 2KCL + 3O2.
2. Съединения (две или повече съединения образуват едно ново), взаимодействайки с вода, калциевият оксид се превръща в калциев хидроксид: H2O + CaO → Ca (OH) 2;
3. Замествания (броят на продуктите е равен на броя на изходните материали, в които една съставна част е заменена с друга), желязо в меден сулфат, замествайки медта, образува железен сулфат: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
4. Двоен обмен (молекулите на две вещества обменят частите, които ги напускат), металите и обменят аниони, образувайки утаен сребърен йодид и кадиев нитрат: KI + AgNO3 → AgI ↓ + KNO3.
5. Полиморфна трансформация (има преход на вещество от една кристална форма в друга), цветният йодид при нагряване се превръща в живачен йодид жълт цвят: HgI2 (червен) ↔ HgI2 (жълт).

Ако химичните трансформации се разглеждат въз основа на промяна в степента на окисление на елементите в реагиращите вещества, тогава видовете химични реакции могат да бъдат разделени на групи:

1. С промяна в степента на окисление - редокс реакции (ORR). Като пример, помислете за взаимодействието на желязото със солна киселина: Fe + HCL → FeCl2 + H2, в резултат на това степента на окисление на желязото (редуциращ агент, който дарява електрони) се променя от 0 на -2 и водорода (окислител, който приема електрони) се промени от +1 на 0 ...
2. Няма промяна в степента на окисление (т.е. не ORP). Например, реакциите на киселинно-алкално взаимодействие на бромоводород с натриев хидроксид: HBr + NaOH → NaBr + H2O, в резултат на такива реакции се образуват сол и вода и степените на окисление на химичните елементи, включени в първоначалните веществата не се променят.

Ако разгледаме скоростта на потока в права и обратна посока, тогава всички видове химични реакции също могат да бъдат разделени на две групи:

1. Реверсивни - тези, които текат едновременно в две посоки. Повечето от реакциите са обратими. Пример за това е разтварянето на въглероден диоксид във вода с образуването на нестабилна въглеродна киселина, която се разлага на изходни материали: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
2. Необратими - текат само в посока напред, след пълното потребление на едно от изходните вещества се завършват, след което присъстват само продуктите и изходното вещество, прието в излишък. Обикновено един от продуктите е или утаена неразтворима материя, или отделен газ. Например, взаимодействието на сярна киселина и бариев хлорид: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4 ↓ + 2HCl утаява неразтворими

Видовете химични реакции в органичната химия могат да бъдат разделени на четири групи:

1. Заместване (някои атоми или групи от атоми се заменят с други), например, когато хлороетанът взаимодейства с натриев хидроксид, се образуват етанол и натриев хлорид: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, тоест хлорният атом се заменя с водород атом.
2. Прикрепване (две молекули реагират и образуват една), например, бромът е прикрепен на мястото на прекъсване на двойната връзка в етиленовата молекула: Br2 + CH2 = CH2 → BrCH2 — CH2Br.
3. Разцепване (молекула се разлага на две или повече молекули), например, при определени условия, етанолът се разлага на етилен и вода: C2H5OH → CH2 = CH2 + H2O.
4. Пренареждане (изомеризация, когато една молекула се трансформира в друга, но качественият и количественият състав на атомите в нея не се променя), например 3-хлорутен-1 (C4H7CL) се превръща в 1 хлорбутен-2 (C4H7CL) . Тук хлорният атом премина от третия въглероден атом във въглеводородната верига към първия, а двойната връзка свързва първия и втория въглеродни атоми и след това започва да свързва втория и третия атом.

Известни са и други видове химични реакции:

1. Чрез протичане с абсорбция (ендотермично) или отделяне на топлина (екзотермично).
2. По вида на взаимодействащите реагенти или получените продукти. Взаимодействие с вода - хидролиза, с водород - хидрогениране, с кислород - окисляване или горене. Елиминиране на вода - дехидратация, водород - дехидрогениране и т.н.
3. Според условията на взаимодействие: при наличие под влияние на ниски или висока температура, когато налягането се промени, на светлина и т.н.
4. Според механизма на реакцията: йонни, радикално-верижни или верижни реакции.

Химичните реакции трябва да се разграничават от ядрените реакции. В резултат на химични реакции общ бройатомите на всеки химичен елемент и неговият изотопен състав не се променят. Ядрените реакции са друг въпрос - процесите на трансформация на атомните ядра в резултат на взаимодействието им с други ядра или елементарни частици, например превръщането на алуминия в магнезий:

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

Класификацията на химичните реакции е многостранна, тоест може да се основава на различни признаци. Но под всеки от тези признаци могат да се припишат реакции както между неорганични, така и между органични вещества.

Помислете за класификацията на химичните реакции според различни критерии.

I. По броя и състава на реагентите

Реакции без промяна на състава на веществата.

В неорганичната химия такива реакции включват процесите на получаване на алотропни модификации на един химичен елемент, например:

C (графит) ↔ C (диамант)
S (ромбично) ↔ S (моноклинично)
P (бяло) ↔ P (червено)
Sn (бял калай) ↔ Sn (сив калай)
3O 2 (кислород) ↔ 2O 3 (озон)

В органичната химия този тип реакция може да се припише на реакции на изомеризация, които протичат без промяна не само на качествения, но и на количествения състав на молекулите на веществата, например:

1. Изомеризация на алкани.

Реакцията на изомеризация на алканите има голяма практическо значение, тъй като въглеводородите на изостроението имат по-малка детонационна способност.

2. Изомеризация на алкени.

3. Изомеризация на алкини (реакция на А. Е. Фаворски).

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

етилацетилен диметилацетилен

4. Изомеризация на халоалкани (A. E. Favorsky, 1907).

5. Изомеризация на амониев цианит при нагряване.

Уреята е синтезирана за първи път от F. Wöhler през 1828 г. чрез изомеризация на амониев цианат при нагряване.

Реакции, включващи промяна в състава на материята

Могат да се разграничат четири типа такива реакции: съединение, разлагане, заместване и обмен.

1. Сложни реакции са реакции, при които едно сложно вещество се образува от две или повече вещества

В неорганичната химия цялото разнообразие от съединения на реакциите може да се разгледа, например, чрез примера на реакциите за получаване на сярна киселина от сяра:

1. Получаване на серен оксид (IV):

S + O 2 = SO - един комплекс се образува от две прости вещества.

2. Получаване на серен оксид (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - един комплекс се образува от просто и сложно вещество.

3. Получаване на сярна киселина:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - от две комплексни вещества се образува един комплекс.

Пример за комбинирана реакция, при която едно сложно вещество се образува от повече от два изходни материала, е крайният етап на получаване азотна киселина:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

В органичната химия реакциите на съединенията обикновено се наричат ​​"реакции на присъединяване". Цялото разнообразие от такива реакции може да се разгледа с помощта на примера на блок от реакции, характеризиращи свойствата на ненаситени вещества, например етилен:

1. Реакция на хидрогениране - добавяне на водород:

CH 2 = CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

етен → етан

2. Реакцията на хидратация е добавянето на вода.

3. Реакция на полимеризация.

2. Реакциите на разлагане са реакции, при които от едно сложно вещество се образуват няколко нови вещества.

В неорганичната химия цялото разнообразие от такива реакции може да се разглежда като блок от реакции за получаване на кислород чрез лабораторни методи:

1. Разлагане на живачен (II) оксид – от едно сложно вещество се образуват две прости.

2. Разлагане на калиев нитрат – от едно сложно вещество се образуват едно просто и едно сложно.

3. Разлагане на калиев перманганат – от едно сложно вещество се образуват две сложни и едно просто, тоест три нови вещества.

В органичната химия реакциите на разлагане могат да се разглеждат като блок от реакции за производство на етилен в лабораторията и в промишлеността:

1. Реакцията на дехидратация (елиминиране на водата) на етанол:

С 2 H 5 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2. Реакцията на дехидрогениране (елиминиране на водород) на етан:

CH 3 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2

или CH 3 -CH 3 → 2C + ZN 2

3. Реакция на крекинг (разцепване) на пропан:

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + CH 4

3. Реакции на заместване са такива реакции, в резултат на които атомите на простото вещество заместват атомите на елемент в сложно вещество.

В неорганичната химия пример за такива процеси е блок от реакции, характеризиращи свойствата на, например, метали:

1. Взаимодействие на алкални или алкалоземни метали с вода:

2Na + 2Н 2 O = 2NаОН + Н 2

2. Взаимодействие на метали с киселини в разтвор:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Взаимодействие на метали със соли в разтвор:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Металотермия:

2Аl + Сr 2 O 3 → Аl 2 O 3 + 2Сr

Предмет на изучаване на органичната химия не са прости вещества, а само съединения. Ето защо, като пример за реакция на заместване, ние цитираме най-характерното свойство на ограничаващите съединения, по-специално метана, - способността на неговите водородни атоми да се заменят с халогенни атоми. Друг пример е бромирането на ароматно съединение (бензен, толуен, анилин).

C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr

бензен → бромобензол

Нека обърнем внимание на особеността на реакцията на заместване в органичните вещества: в резултат на такива реакции се образува не просто и сложно вещество, както в неорганичната химия, а две сложни вещества.

В органичната химия реакциите на заместване включват и някои реакции между две сложни вещества, например нитриране на бензол. Формално това е обменна реакция. Фактът, че това е реакция на заместване, става ясен само при разглеждане на нейния механизъм.

4. Обменните реакции са реакции, при които две сложни вещества обменят съставните си части

Тези реакции характеризират свойствата на електролитите и в разтворите протичат съгласно правилото на Бертоле, тоест само ако резултатът е утайка, газ или слабо дисоцииращо вещество (например H 2 O).

В неорганичната химия това може да бъде блок от реакции, характеризиращи например свойствата на алкалите:

1. Реакцията на неутрализация, протичаща с образуването на сол и вода.

2. Реакцията между алкали и сол, протичаща с образуването на газ.

3. Реакцията между алкали и сол, протичаща с образуването на утайка:

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

или в йонна форма:

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

В органичната химия може да се разгледа блок от реакции, които характеризират, например, свойствата на оцетната киселина:

1. Реакцията, протичаща с образуването на слаб електролит - Н 2 O:

CH3COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H2O

2. Реакцията, протичаща с образуването на газ:

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

3. Реакцията протича с образуване на утайка:

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. Чрез промяна на степените на окисление на химичните елементи, които образуват вещества

На тази основа се разграничават следните реакции:

1. Реакции, протичащи с промяна в степените на окисление на елементите, или редокс реакции.

Те включват много реакции, включително всички реакции на заместване, както и тези съединения и реакции на разлагане, в които участва поне едно просто вещество, например:

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

2,2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2O -2

Сложните окислително-редукционни реакции се съставят по метода на електронния баланс.

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

В органичната химия свойствата на алдехидите могат да служат като поразителен пример за редокс реакции.

1. Те ​​се редуцират до съответните алкохоли:

Алдецидите се окисляват до съответните киселини:

2. Реакции, протичащи без промяна на степените на окисление на химичните елементи.

Те включват, например, всички реакции на йонообмен, както и много реакции на съединения, много реакции на разлагане, реакции на естерификация:

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. Термичен ефект

Според термичния ефект реакциите се делят на екзотермични и ендотермични.

1. Екзотермичните реакции протичат с освобождаване на енергия.

Те включват почти всички съединения на реакциите. Рядко изключение са ендотермичните реакции за синтеза на азотен оксид (II) от азот и кислород и реакцията на газообразен водород с твърд йод.

Екзотермичните реакции, които възникват с освобождаването на светлина, се наричат ​​реакции на горене. Хидрогенирането на етилена е пример за екзотермична реакция. Работи при стайна температура.

2. Ендотермичните реакции протичат с поглъщане на енергия.

Очевидно почти всички реакции на разлагане ще се отнасят за тях, например:

1. Изпичане на варовик

2. Крекинг на бутан

Количеството енергия, освободено или абсорбирано в резултат на реакцията, се нарича топлинен ефект на реакцията, а уравнението на химическа реакция, показващо този ефект, се нарича термохимично уравнение:

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

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

IV. Според състоянието на агрегиране на реагентите (фазов състав)

Според състоянието на агрегиране на реагиращите вещества те се разграничават:

1. Хетерогенни реакции – реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в различни агрегатни състояния (в различни фази).

2. Хомогенни реакции – реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в едно и също агрегатно състояние(в една фаза).

V. С участието на катализатора

С участието на катализатора те се разграничават:

1. Некаталитични реакции без участието на катализатор.

2. Каталитични реакции с участието на катализатор. Тъй като всички биохимични реакции, протичащи в клетките на живите организми, протичат с участието на специални биологични катализатори от протеинова природа - ензими, всички те се отнасят до каталитични или по-точно ензимни. Трябва да се отбележи, че повече от 70% от химическата промишленост използват катализатори.

Vi. Към

Разграничаване по посока:

1. Необратимите реакции протичат при тези условия само в една посока. Те включват всички обменни реакции, придружени от образуване на утайка, газ или слабо дисоцииращо вещество (вода) и всички реакции на горене.

2. Обратимите реакции при тези условия протичат едновременно в две противоположни посоки. Преобладаващото мнозинство от такива реакции.

В органичната химия знакът на обратимостта се отразява от имената - антонимите на процесите:

Хидрогениране - дехидрогениране,

Хидратация - дехидратация,

Полимеризация - деполимеризация.

Всички реакции на естерификация (обратният процес, както знаете, се нарича хидролиза) и хидролиза на протеини, естери, въглехидрати, полинуклеотиди са обратими. Обратимостта на тези процеси е в основата на най-важното свойство на живия организъм – метаболизма.

VII. Механизмът на потока се разграничава:

1. Радикални реакции протичат между радикали и молекули, образувани по време на реакцията.

Както вече знаете, при всички реакции старите химични връзки се разрушават и се образуват нови химически връзки. Методът на разрушаване на връзката в молекулите на изходното вещество определя механизма (пътя) на реакцията. Ако веществото се образува поради ковалентна връзка, тогава може да има два начина за прекъсване на тази връзка: хемолитичен и хетеролитичен. Например, за молекули Cl 2, CH 4 и др., се реализира хемолитично разкъсване на връзките, което ще доведе до образуването на частици с несдвоени електрони, тоест свободни радикали.

Радикалите най-често се образуват при прекъсване на връзките, при които общите електронни двойки са разпределени приблизително еднакво между атомите (неполярна ковалентна връзка), но много полярни връзкиможе също да се разкъса по същия начин, особено когато реакцията протича в газова фаза и под въздействието на светлина, както например в случая на горните процеси - взаимодействието на C 12 и CH 4 -. Радикалите са силно реактивни, тъй като са склонни да завършат своя електронен слой, като вземат електрон от друг атом или молекула. Например, когато хлорен радикал се сблъска с водородна молекула, това причинява разкъсване на общата електронна двойка, която свързва водородните атоми и образува ковалентна връзкас един от водородните атоми. Вторият водороден атом, превръщайки се в радикал, образува обща електронна двойка с несдвоен електрон на хлорния атом от разпадащата се Cl 2 молекула, в резултат на което се появява хлорен радикал, който атакува нова водородна молекула и т.н.

Реакциите, представляващи верига от последователни трансформации, се наричат ​​верижни реакции. За развитието на теорията на верижните реакции двама изключителни химици - нашият сънародник Н. Н. Семенов и англичанинът С. А. Хиншелуд - бяха удостоени с Нобелова награда.
Реакцията на заместване между хлор и метан протича по подобен начин:

Повечето от реакциите на горене на органични и неорганични вещества, синтеза на вода, амоняк, полимеризацията на етилен, винилхлорид и др. протичат по радикален механизъм.

2. Йонните реакции протичат между йони, които вече присъстват или са се образували в хода на реакцията.

Типично йонни реакциие взаимодействието между електролити в разтвор. Йоните се образуват не само по време на дисоциацията на електролити в разтвори, но и под въздействието на електрически разряди, нагряване или радиация. Гама лъчите, например, превръщат молекулите на водата и метана в молекулни йони.

Според друг йонен механизъм има реакции на добавяне към алкени на халогеноводороди, водород, халогени, окисление и дехидратация на алкохоли, заместване на алкохолен хидроксил с халоген; реакции, характеризиращи свойствата на алдехидите и киселините. В този случай йони се образуват при хетеролитично разкъсване на ковалентни полярни връзки.

VIII. По вида на енергията

иницииращите реакции се разграничават:

1. Фотохимични реакции. Те се инициират от светлинна енергия. В допълнение към разгледаните по-горе фотохимични процеси на синтез на HCl или реакция на метан с хлор, те включват производството на озон в тропосферата като вторичен замърсител на атмосферата. В този случай азотният оксид (IV) действа като първичен, който образува кислородни радикали под въздействието на светлината. Тези радикали взаимодействат с кислородни молекули, за да произвеждат озон.

Озонът се образува през цялото време, докато има достатъчно светлина, тъй като NO може да взаимодейства с кислородните молекули, за да образува същия NO 2. Натрупването на озон и други вторични атмосферни замърсители може да доведе до фотохимичен смог.

Този тип реакции включва и най-важния процес в растителните клетки – фотосинтезата, чието име говори само за себе си.

2. Радиационни реакции. Те се инициират от високоенергийни лъчения - рентгенови лъчи, ядрени лъчения (γ-лъчи, a-частици - He 2+ и др.). С помощта на радиационни реакции се извършва много бърза радиополимеризация, радиолиза (радиационно разлагане) и др.

Например, вместо двуетапно производство на фенол от бензен, той може да се получи чрез взаимодействието на бензол с вода под действието на радиация. В този случай радикалите [OH] и [H] се образуват от водни молекули, с които бензенът реагира и образува фенол:

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

Вулканизацията на каучук може да се извърши без сяра с помощта на радиовулканизация и полученият каучук ще бъде не по-лош от традиционната.

3. Електрохимични реакции. Те са инициирани електричество... В допълнение към добре познатите реакции на електролизата ще посочим и реакциите на електросинтеза, например реакциите на промишленото производство на неорганични окислители

4. Термохимични реакции. Те са инициирани Термална енергия... Те включват всички ендотермични реакции и много екзотермични реакции, за чието начало е необходимо първоначално подаване на топлина, тоест иницииране на процеса.

Горната класификация на химичните реакции е отразена в диаграмата.

Класификацията на химичните реакции, както всички други класификации, е условна. Учените се съгласиха да разделят реакциите на определени видовеспоред характеристиките, които са разграничили. Но повечето от химичните трансформации могат да бъдат приписани на различни видове... Например, нека направим описание на процеса на синтез на амоняк.

Това е сложна реакция, редокс, екзотермична, обратима, каталитична, хетерогенна (по-точно хетерогенна каталитична), протичаща с намаляване на налягането в системата. Цялата предоставена информация трябва да бъде взета предвид за успешното управление на процеса. Специфичната химична реакция винаги е многокачествена, характеризира се с различни признаци.

Химическите реакции, техните свойства, видове, условия на протичане и други са един от крайъгълните камъни на една интересна наука, наречена химия. Нека се опитаме да разберем какво е химична реакция и каква е нейната роля. Така че химичната реакция в химията се счита за превръщане на едно или няколко вещества в други вещества. В този случай техните ядра не се променят (за разлика от ядрените реакции), но настъпва преразпределение на електрони и ядра и, разбира се, се появяват нови химични елементи.

Химични реакции в природата и ежедневието

Ние с вас сме заобиколени от химични реакции, освен това самите ние редовно извършваме различни ежедневни действия, когато например палим кибрит. Особено много химични реакции, без да подозират (а може би дори да подозират), се извършват от готвачи, когато приготвят храна.

Разбира се, в природни условияпротичат много химични реакции: изригване на вулкан, зеленина и дървета, но какво да кажа, почти всеки биологичен процес може да се припише на примери за химични реакции.

Видове химични реакции

Всички химични реакции могат да се разделят грубо на прости и сложни. Простите химични реакции от своя страна се разделят на:

• комбинирани реакции,
• реакции на разлагане,
• реакции на заместване,
• обменни реакции.

Химическа реакция на съединение

Според много подходящо определение на великия химик Д. И. Менделеев, комбинираната реакция протича, когато „има едно от двете вещества“. Пример за химична реакция на съединение може да бъде нагряването на прахове от желязо и сяра, при което от тях се образува железен сулфид - Fe + S = FeS. Друг поразителен пример за тази реакция е изгарянето на прости вещества като сяра или фосфор във въздуха (може би подобна реакция може да се нарече също термична химична реакция).

Реакция на химическо разлагане

Това е просто, реакцията на разлагане е противоположна на реакцията на съединението. При него от едно вещество се получават две или повече вещества. Един прост примерреакцията на химическо разлагане може да бъде реакция на разлагане на тебешир, по време на която се образува самата креда негасена вари въглероден двуокис.

Реакция на химическо заместване

Реакцията на заместване се осъществява, когато просто вещество взаимодейства със сложно. Нека дадем пример за реакция на химическо заместване: ако спуснете стоманен пирон в разтвор с меден сулфат, тогава по време на тази проста химически опитще получим мастилен камък(желязото ще измести медта от солта). Уравнението за такава химическа реакция ще изглежда така:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Реакция на химичен обмен

Обменните реакции протичат изключително между сложни химикали, по време на което сменят частите си. Много такива реакции протичат в различни разтвори. Неутрализиране на киселина с жлъчка - тук добър примерреакция на химичен обмен.

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

Това е химичното уравнение на тази реакция, при която водородният йон от HCl съединението се обменя с натриевия йон от съединението NaOH. Последствието от тази химическа реакция е образуването на разтвор на натриев хлорид.

Признаци на химични реакции

По признаците на протичане на химични реакции може да се прецени дали химичната реакция между реагентите е преминала или не. Ето някои примери за признаци на химични реакции:

• Промяна на цвета (лекото желязо, например, във влажен въздух се покрива с кафяво покритие в резултат на химическа реакция между желязо и).
• Утаяване (ако внезапно въглероден диоксид премине през варовия разтвор, тогава получаваме утаяване на бяла неразтворима утайка от калциев карбонат).
• Отделяне на газ (ако капете върху сода за хляб лимонена киселинаполучавате отделяне на въглероден диоксид).
• Образуване на слабо дисоциирани вещества (всички реакции, водещи до образуване на вода).
• Светенето на разтвор (пример тук са реакциите, които протичат с разтвор на луминол, който излъчва светлина по време на химични реакции).

Като цяло е трудно да се определи кои признаци на химични реакции са основните, за различни веществаи различните реакции имат свои собствени характеристики.

Как да разпознаем признака на химическа реакция

Можете да определите знака на химическа реакция визуално (с промяна в цвета, блясъка) или по резултатите от тази реакция.

Скорост на химическата реакция

Скоростта на химическата реакция обикновено се разбира като промяна в количеството на един от реагентите за единица време. Освен това скоростта на химическата реакция винаги е положителна стойност. През 1865 г. химикът Н. Н. Бекетов формулира закона за масовото действие, който гласи, че „скоростта на химическа реакция във всеки момент от време е пропорционална на концентрациите на реагентите, повишени до степени, равни на техните стехиометрични коефициенти“.

Факторите за скоростта на химическата реакция включват:

• естеството на реагиращите вещества,
• наличие на катализатор,
• температура,
• налягане,
• повърхностната площ на реагентите.

Всички те имат най-пряк ефект върху скоростта на химическата реакция.

Равновесие на химична реакция

Химическото равновесие е състояние на химическа система, при което протичат няколко химични реакции и скоростите във всяка двойка предни и обратни реакции са равни. По този начин се разграничава равновесната константа на химическа реакция - това е стойността, която определя за дадена химична реакция съотношението между термодинамичните активности на изходните вещества и продукти в състояние на химично равновесие. Познавайки равновесната константа, можете да определите посоката на химическата реакция.

Условия за протичане на химични реакции

За да се инициират химични реакции, е необходимо да се създадат подходящи условия за това:

• привеждане на вещества в близък контакт.
• нагряващи вещества за определена температура(температурата на химическата реакция трябва да е подходяща).

Топлинен ефект на химическа реакция

Това е името на промяната във вътрешната енергия на системата в резултат на протичането на химическа реакция и превръщането на изходните вещества (реагенти) в реакционни продукти в количества, съответстващи на уравнението на химичната реакция при следните условия:

• само възможна работав този случай има работа само срещу външен натиск.
• изходните материали и продуктите, получени в резултат на химическа реакция, имат еднаква температура.

Химични реакции, видео

И в заключение, интересно видео за най-невероятните химични реакции.