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

Чрез промяна на степента на окисление на елементите

Първият знак за класификация се основава на промяната в степента на окисление на елементите, които образуват реагентите и продуктите.
а) редокс
б) без промяна на степента на окисление
Редокссе наричат ​​реакции, придружени от промяна на степента на окисление химически елементивключени в реагентите. Редокс реакциите в неорганичната химия включват всички реакции на заместване и тези реакции на разлагане и комбиниране, в които участва поне едно просто вещество. Реакциите, които протичат без промяна на степента на окисление на елементите, които образуват реагентите и реакционните продукти, включват всички обменни реакции.

Според броя и състава на реактивите и продуктите

Химични реакциикласифицирани по естеството на процеса, тоест по броя и състава на реагентите и продуктите.

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

Реакции на разлаганесе наричат ​​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 процеси на комбиниране.

Реакции на заместванеса химични реакции, в резултат на които атом или група от атоми в молекула на веществото се заменя 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.
Въпреки това понятието „заместване“ в органичната химия е по-широко, отколкото в неорганичната химия. Ако в молекулата на изходното вещество всеки 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 реакция на обмен.
- обмен (включително неутрализация).
Обменни реакцииса химични реакции, които протичат без промяна на степента на окисление на елементите и водят до обмен компонентиреактиви, например:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Ако е възможно, течете в обратна посока

По възможност протичане в обратна посока – обратимо и необратимо.

Реверсивнаса химични реакции, протичащи при дадена температура едновременно в две противоположни посоки със сравними скорости. При писане на уравнения за такива реакции знакът за равенство се заменя с противоположно насочени стрелки. Най-простият пример за обратима реакция е синтезът на амоняк чрез взаимодействие на азот и водород:

N 2 +3H 2 ↔2NH 3

Необратимоса реакции, които протичат само в права посока, което води до образуването на продукти, които не взаимодействат помежду си. Необратимите реакции включват химични реакции, които водят до образуване на слабо дисоциирани съединения, отделяне на голямо количество енергия, както и такива, при които крайните продукти напускат реакционната сфера в газообразна форма или под формата на утайка, напр. :

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

Чрез термичен ефект

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

Ендотермиченса химични реакции, които включват поглъщане на топлина. За ендотермични реакции Q< 0, а ΔH > 0.

Реакциите на смесване обикновено са екзотермични реакции, а реакциите на разлагане ще бъдат ендотермични. Рядко изключение е реакцията на азот с кислород - ендотермична:
N2 + O2 → 2NO – Q

По фаза

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

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

Според използването на катализатор

Катализаторът е вещество, което ускорява химическа реакция.

Каталитични реакциивъзникват само в присъствието на катализатор (включително ензимни).

Некаталитични реакцииотидете при липса на катализатор.

По вид на прекратяване

Хомолитичните и хетеролитичните реакции се разграничават въз основа на вида на разцепването на химичната връзка в изходната молекула.

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

Хетеролитиченса реакции, протичащи чрез образуването на йонни частици – катиони и аниони.

• хомолитична (еднаква междина, всеки атом получава 1 електрон)
• хетеролитичен (неравен интервал - получава се двойка електрони)

Радикален(верига) са химични реакции, включващи радикали, например:

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl

Йонниса химични реакции, които протичат с участието на йони, например:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓

Хетеролитичните реакции се наричат ​​електрофилни. органични съединенияс електрофили - частици, носещи цели или фракционни положителен заряд. Те се разделят на реакции на електрофилно заместване и електрофилно добавяне, 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 реакции са хетеролитични реакции на органични съединения с нуклеофили - частици, които носят цял ​​или частичен отрицателен заряд. Те се разделят на реакции на нуклеофилно заместване и нуклеофилно добавяне, 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 дадена в таблицата:

IN съвременна наукаразграничават химични и ядрени реакции, възникващи в резултат на взаимодействието на изходни вещества, които обикновено се наричат ​​реагенти. В резултат на това се образуват други химикали, които се наричат ​​продукти. Всички взаимодействия протичат при определени условия (температура, радиация, наличие на катализатори и др.). Ядрата на атомите на реагентите на химичните реакции не се променят. Ядрените трансформации произвеждат нови ядра и частици. Има няколко различни признака, 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 (няколко нови се получават от едно вещество), например разлагане при нагряване на 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. Заместване (броят на продуктите е равен на броя на изходните вещества, в които един компонент е заменен с друг), желязото 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 в и обменят аниони, образувайки утаен сребърен йодид и кадиев нитрат: KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3.
5. Полиморфна трансформация (вещество преминава от една кристална форма в друга), когато се нагрява, цветният йодид се превръща в живачен йодид жълто: HgI2 (червен) ↔ HgI2 (жълт).

Ако химичните трансформации се разглеждат въз основа на промените 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 можем да разгледаме взаимодействието на желязото със солна киселина: Fe + HCL → FeCl2 + H2, в резултат степента на окисление на желязото (редуциращ агент, който отдава електрони) се променя от 0 на -2, а на водорода (окислител, който приема електрони) от +1 до 0 .
2. Без промяна на степента на окисление (т.е. не ORR). Например киселинно-алкалната реакция на бромоводород с натриев хидроксид: HBr + NaOH → NaBr + H2O, в резултат на такива реакции се образуват сол и вода и степента на окисление на химичните елементи, включени в изходните вещества, правят не се променя.

Ако вземем предвид 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 реакции са обратими. Пример за това е разтварянето на въглероден диоксид във вода, за да се образува нестабилна въглена киселина, която се разлага на изходните вещества: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
2. Необратими - протичат само в права посока, след пълна консумация на едно от изходните вещества те се завършват, след което присъстват само продукти и изходно вещество, взети в излишък. Обикновено един от продуктите е или утаено неразтворимо вещество, или освободен газ. Например, по време на взаимодействието на сярна киселина и бариев хлорид: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4↓ + 2HCl, неразтворима утайка

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

1. Заместване (един атом или група от атоми се заменят с други), например, когато хлороетанът реагира с натриев хидроксид, се образуват етанол и натриев хлорид: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, т.е. хлорният атом се заменя с водород атом.
2. Присъединяване (две молекули реагират и образуват една), например, бромът се присъединява на мястото на разкъсване на двойната връзка в молекулата на етилена: Br2 + CH2=CH2 → BrCH2—CH2Br.
3. Елиминиране (една 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 превръща в друга, но качественият и количественият състав на атомите в нея не се променя), например 3-хлоро-рутен-1 (C4H7CL) се превръща в 1 хлоробутен-2 ​​(C4H7CL ). Тук хлорният атом преминава от третия въглероден атом във въглеводородната верига към първия и двойната връзка свързва първия и втория въглероден атом, а след това започва да свързва втория и третия атом.

Известни са и други видове химични реакции:

1. Те възникват с абсорбция (ендотермични) или отделяне на топлина (екзотермични).
2. По вид на взаимодействащите реагенти или образувани продукти. Взаимодействие с вода - хидролиза, с водород - хидрогениране, с кислород - окисляване или изгаряне. Елиминирането на водата е дехидратация, на водорода е дехидрогениране и т.н.
3. Според условията на взаимодействие: в присъствието под влияние на ниски или висока температура, при промени в налягането, при светлина и др.
4. Според механизма на реакцията: йонни, радикални или верижни реакции.

Химичните реакции трябва да се разграничават от ядрените. В резултат на химични реакции общ бройатомите на всеки химичен елемент и неговият изотопен състав не се променят. Ядрените реакции са различен въпрос - процеси на трансформация на атомни ядра в резултат на тяхното взаимодействие с други ядра или елементарни частици, например превръщането на алуминий в магнезий:

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

Класификацията на химичните реакции е многостранна, т.е. може да се основава на различни характеристики. Но всяка от тези характеристики може да включва реакции между неорганични и органични вещества.

Нека разгледаме класификацията на химичните реакции според различни критерии.

I. Според броя и състава на реагиращите вещества

Реакции, протичащи 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 (оромбична) ↔ S (моноклинна)
P (бяло) ↔ P (червено)
Sn (бял калай) ↔ Sn (сив калай)
3O 2 (кислород) ↔ 2O 3 (озон)

В органичната химия този тип реакция може да включва реакции на изомеризация, които протичат без промяна не само качествено, но и количествен съставмолекули на веществата, например:

1. Изомеризация на алкани.

Реакцията на изомеризация на алканите има голяма практическо значение, тъй като изокарбоновите въглеводороди имат по-ниска способност за детонация.

2. Изомеризация на алкени.

3. Изомеризация на алкини (реакция на A.E. Favorsky).

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

етил ацетилен диметил ацетилен

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 изомеризиране на амониев цианат при нагряване.

Реакции, протичащи с промяна в състава на веществото

Могат да се разграничат четири вида такива реакции: комбинация, разлагане, заместване и обмен.

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

В неорганичната химия цялото разнообразие от реакции на съединения може да се разгледа, например, като се използва примерът за реакции за получаване на сярна киселина от сяра:

1. Получаване на серен оксид (IV):

S + O 2 = SO - от две прости вещества се образува едно сложно вещество.

2. Получаване на серен оксид (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - едно сложно вещество се образува от прости и сложни вещества.

3. Получаване на сярна киселина:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - едно сложно вещество се образува от две сложни вещества.

Пример за реакция на съединение, при което едно сложно вещество се образува от повече от две първоначални вещества, е крайният етап на получаване азотна киселина:

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

В органичната химия реакциите на съединенията обикновено се наричат ​​„реакции на добавяне“. Цялото разнообразие от такива реакции може да се разгледа 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. Реакция на хидратация - добавяне 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 в блока от реакции за получаване на кислород чрез лабораторни методи:

1. Разлагане на живачен(II) оксид - от едно сложно вещество се образуват два 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 вещество, тоест три нови вещества.

В органичната химия реакциите на разлагане могат да се разглеждат в блока от реакции за производството на етилен в лабораторията и в промишлеността:

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

C 2 H 5 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

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

CH3 -CH3 → CH2 =CH2 + H2

или CH 3 -CH 3 → 2C + ZN 2

3. Реакция на крекинг (разцепване) на пропан:

CH3 -CH2 -CH3 → CH2 =CH2 + CH4

3. Реакциите на заместване са реакции, при които атоми на просто вещество заместват атоми на някакъв елемент в сложно вещество.

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

1. Взаимодействие на алкални или алкалоземни метали с вода:

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

2. Взаимодействие на метали с киселини в разтвор:

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2

3. Взаимодействие на метали със соли в разтвор:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Металотермия:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 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 представяме най-характерното свойство на наситените съединения, по-специално на метана, - способността на неговите водородни атоми да бъдат заменени с халогенни атоми. Друг пример е бромирането на ароматно съединение (бензен, толуен, анилин).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

бензен → бромобензен

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

В органичната химия реакциите на заместване също включват някои реакции между две сложни вещества, например нитриране на бензен. 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 компонентите си

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

В неорганичната химия това може да бъде блок от реакции, които характеризират например свойствата на основите:

1. Реакция на неутрализация, която протича с образуването на сол и вода.

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

3. Реакцията между алкали и сол, водеща до образуване на утайка:

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

или в йонна форма:

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

В органичната химия можем да разгледаме блок от реакции, които характеризират например свойствата на оцетната киселина:

1. Реакцията, която протича с образуването на слаб електролит - H 2 O:

CH 3 COOH + NaOH → Na(CH3COO) + H 2 O

2. Реакция, която протича с образуването на газ:

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

3. Реакцията, която протича с образуването 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 степента на окисление на химичните елементи, които образуват вещества

Въз основа на тази характеристика се разграничават следните реакции:

1. Реакции, които протичат с промяна в степента на окисление на елементите или окислително-редукционни реакции.

Те включват много реакции, включително всички реакции на заместване, както и тези реакции на комбиниране и 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 +2 O -2

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

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

В органичната химия ярък пример за редокс реакции са свойствата на алдехидите.

1. Те ​​се редуцират до съответните алкохоли:

Алдекидите се окисляват до съответните киселини:

2. Реакции, които протичат без промяна на степента на окисление на химичните елементи.

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

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. Чрез термичен ефект

Въз основа на топлинния ефект реакциите се делят на екзотермични и ендотермични.

1. Протичат екзотермични реакции с освобождаване на енергия.

Те включват почти всички реакции на съединенията. Рядко изключение е ендотермичната реакция на синтеза на азотен оксид (II) от азот и кислород и реакцията на водороден газ с твърд йод.

Екзотермичните реакции, които протичат с отделянето на светлина, се класифицират като реакции на горене. Хидрогенирането на етилен е пример за екзотермична реакция. Работи при стайна температура.

2. Ендотермичните реакции протичат с поглъщането на енергия.

Очевидно те ще включват почти всички реакции на разлагане, например:

1. Изпичане на варовик

2. Крекинг на бутан

Количеството енергия, освободено или погълнато в резултат на реакция, 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 агрегатното състояние на реагиращите вещества (фазов състав)

Според агрегатното състояние на реагиращите вещества 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 едно и също агрегатно състояние(в една фаза).

V. Чрез участие на катализатор

Въз основа на участието на катализатора се разграничават:

1. Некаталитични реакции, протичащи без участието на катализатор.

2. Каталитични реакции, протичащи 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 са каталитични или по-точно ензимни. Трябва да се отбележи, че повече от 70% от химическите индустрии използват катализатори.

VI. По посока

Според посоката се разграничават:

1. Необратимите реакции протичат при дадени 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. По-голямата част от тези реакции са.

В органичната химия знакът за обратимост се отразява от имената - антоними 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 и полинуклеотиди са обратими. Обратимостта на тези процеси е в основата на най-важното свойство на живия организъм - обмяната на веществата.

VII. Според механизма на протичане се разграничават:

1. Радикални реакции възникват между радикалите и молекулите, образувани по време на реакцията.

Както вече знаете, при всички реакции старите химични връзки се разкъсват и се образуват нови химични връзки. Методът на разкъсване на връзката в молекулите на изходното вещество определя механизма (пътя) на реакцията. Ако веществото е образувано от ковалентна връзка, тогава може да има два начина за прекъсване на тази връзка: хемолитична и хетеролитична. Например, за молекулите Cl 2, CH 4 и т.н., възниква хемолитично разцепване на връзките, което ще доведе до образуването на частици с несдвоени електрони, т.е. свободни радикали.

Радикалите най-често се образуват, когато връзките се разрушат, в които споделените електронни двойки са разпределени приблизително по равно между атомите (неполярна ковалентна връзка), но много полярни връзкисъщо може да се разпадне по подобен начин, особено когато реакцията протича в газова фаза и под въздействието на светлина, както например в случая на процесите, обсъдени по-горе - взаимодействието на C 12 и CH 4 -. Радикалите са много реактивни, защото 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, свързваща водородните атоми и образува ковалентна връзкас един от водородните атоми. Вторият водороден атом, след като се превърна в радикал, образува обща електронна двойка с несдвоения електрон на хлорния атом от колабиращата молекула Cl 2, което води до образуването на хлорен радикал, който атакува нова водородна молекула и т.н.

Реакциите, които представляват 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 реакции на изгаряне на органични и неорганични вещества, синтез на вода, амоняк, полимеризация на етилен, винилхлорид и др., Протичат по радикалния механизъм.

2. Йонните реакции възникват между йони, които вече присъстват или са се образували по време на реакцията.

Типично йонни реакциие взаимодействието между електролитите в разтвора. Йоните се образуват не само по време на дисоциацията на електролитите в разтвори, но и под действието на електрически разряди, нагряване или радиация. γ-лъчите, например, превръщат молекулите вода и метан в молекулни йони.

Съгласно друг йонен механизъм протичат реакции на присъединяване на халогеноводороди, водород, халогени към алкени, окисление и дехидратация на алкохоли, заместване на алкохолен хидроксил с халоген; реакции, характеризиращи свойствата на алдехиди и киселини. В този случай йоните се образуват чрез хетеролитично разцепване на полярни ковалентни връзки.

VIII. Според вида на енергията

иницииращи реакцията се разграничават:

1. Фотохимични реакции. Те се инициират от светлинна енергия. В допълнение към фотохимичните процеси на синтез на HCl или реакцията на метан с хлор, обсъдени по-горе, те включват производството на озон в тропосферата като вторичен атмосферен замърсител. Основната роля в този случай е азотният оксид (IV), който под въздействието на светлината образува кислородни радикали. Тези радикали взаимодействат с кислородните молекули, което води до озон.

Образуването на озон става, 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 замърсители на въздуха може да доведе до фотохимичен смог.

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

2. Радиационни реакции. Те се инициират от високоенергийно лъчение - рентгенови лъчи, ядрено лъчение (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 взаимодействие на бензен с вода под въздействието на радиация. В този случай радикалите [OH] и [H] се образуват от водни молекули, с които бензенът реагира, за да 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, като се използва радиовулканизация, а полученият каучук няма да бъде по-лош от традиционния каучук.

3. Електрохимични реакции. Те са инициирани от електрически ток. В допълнение към добре познатите реакции на електролиза, ще посочим и реакции на електросинтеза, например реакциите промишлено производствонеорганични окислители

4. Термохимични реакции. Те са инициирани от топлинна енергия. Те включват всички ендотермични реакции и много екзотермични реакции, чието започване изисква първоначално подаване на топлина, т.е. иницииране на процеса.

Обсъдената по-горе 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 идентифицираните от тях характеристики. Но повечето химични трансформации могат да бъдат приписани на различни видове. Например, нека характеризираме процеса на синтез на амоняк.

Това е сложна реакция, редокс, екзотермична, обратима, каталитична, хетерогенна (по-точно хетерогенно-каталитична), протичаща с намаляване на налягането в системата. За успешно управление на процеса е необходимо да се вземе предвид цялата предоставена информация. Конкретна химична реакция винаги е многокачествена и се характеризира с различни характеристики.

Химичните реакции, техните свойства, видове, условия на протичане и т.н. са един от крайъгълните стълбове на една интересна наука, наречена химия. Нека се опитаме да разберем какво е химическа реакция и каква е нейната роля. И така, химическа реакция в химията се счита за превръщането на едно или повече вещества в други вещества. В този случай техните ядра не се променят (за разлика от ядрените реакции), но се получава преразпределение на електрони и ядра и, разбира се, се появяват нови химични елементи.

Химични реакции в природата и бита

Вие и аз сме заобиколени от химични реакции, освен това редовно ги извършваме сами чрез различни ежедневни действия, когато например запалим кибрит. Готвачите, без дори да го знаят (или може би дори да подозират), извършват много химични реакции при приготвянето на храната.

Разбира се, в природни условияПротичат много химични реакции: изригване на вулкан, листа и дървета, но какво да кажа, почти всеки биологичен процес може да се класифицира като пример за химични реакции.

Видове химични реакции

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

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

Химична реакция на съединение

Според много подходящото определение на великия химик Д.И. Пример за химическа реакция на съединение е нагряването на желязо и сяра на прах, при което от тях се образува железен сулфид - Fe + S = FeS. Друг ярък пример за тази реакция е изгарянето на прости вещества като сяра или фосфор във въздуха (може би такава реакция може да се нарече и термична химична реакция).

Химическа реакция на разлагане

Тук всичко е просто, реакцията на разлагане е противоположна на реакцията на свързване. При него от едно вещество се получават две или повече вещества. Прост примерхимическата реакция на разлагане може да бъде реакцията на разлагане на креда, по време на която се образува самата креда негасена варИ въглероден диоксид.

Химична реакция на заместване

Реакцията на заместване възниква, когато просто вещество взаимодейства със сложно. Нека дадем пример за химическа реакция на заместване: ако потопите стоманен пирон в разтвор с меден сулфат, тогава по време на това просто химически опитще получим железен сулфат(желязото ще измести медта от солта). Уравнението за такава химична реакция би изглеждало така:

Fe+CuSO 4 → FeSO 4 +Cu

Реакция на химичен обмен

Обменните реакции протичат изключително между сложните химикали, при което сменят частите си. Много от тези реакции протичат в различни разтвори. Неутрализиране на киселина от жлъчката - тук добър примерреакция на химичен обмен.

NaOH+HCl→ NaCl+H2O

Това е химическото уравнение за тази реакция, при която водороден йон от съединението HCl обменя натриев йон от съединението NaOH. Последицата от тази химическа реакция е образуването на разтвор на готварска сол.

Признаци на химични реакции

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

• Промяна в цвета (светлото желязо, например, се покрива с кафяво покритие във влажен въздух, в резултат на химическа реакция между желязото и).
• Утаяване (ако внезапно прекарате въглероден диоксид през разтвор на вар, ще получите бяла неразтворима утайка от калциев карбонат).
• Изпускане на газ (ако капнете капка върху сода бикарбонат лимонена киселина, тогава ще получите освобождаване на въглероден диоксид).
• Образуване на слабо дисоциирани вещества (всички реакции, водещи до образуване на вода).
• Светенето на разтвора (пример тук са реакциите, протичащи 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 различни веществаи различните реакции имат свои собствени характеристики.

Как да разпознаем знак за химическа реакция

Можете да определите знака на химическа реакция визуално (чрез промяна на цвета, блясък) или чрез резултатите от самата тази реакция.

Скорост на химична реакция

Скоростта на химическа реакция обикновено се разбира като промяна в количеството на едно от реагиращите вещества за единица време. Освен това скоростта на химичната реакция винаги е положителна стойност. През 1865 г. химикът Н. Н. Бекетов формулира закона за действието на масите, 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, влияещи върху скоростта на химичната реакция, включват:

• природата на реагентите,
• наличието на катализатор,
• температура,
• налягане,
• повърхност на реагиращите вещества.

Всички те имат пряк ефект върху скоростта на химичната реакция.

Равновесие на химична реакция

Химичното равновесие е състояние на химическа система, при което протичат няколко химични реакции и скоростите във всяка двойка прави и обратни реакции са еднакви. По този начин се идентифицира равновесната константа на химичната реакция - това е величината, която определя за дадена химична реакция връзката между термодинамичните активности на изходните вещества и продуктите в състояние на химично равновесие. Познавайки константата на равновесие, можете да определите посоката на химичната реакция.

Условия за протичане на химичните реакции

За започване на химични реакции е необходимо да се създадат подходящи условия:

• 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, дадено на промяната във вътрешната енергия на система в резултат на протичане на химическа реакция и превръщането на изходните вещества (реагенти) в реакционни продукти в количества, съответстващи на уравнението на химическа реакция съгласно следното условия:

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

Химични реакции, видео

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