طبقه بندی واکنش های شیمیایی در شیمی معدنی و آلی بر اساس ویژگی های طبقه بندی مختلف انجام می شود که اطلاعات مربوط به آنها در جدول زیر آورده شده است.

با تغییر حالت اکسیداسیون عناصر

اولین نشانه طبقه بندی بر اساس تغییر در حالت اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده معرف ها و محصولات است.
الف) ردوکس
ب) بدون تغییر حالت اکسیداسیون
ردوکسواکنش هایی نامیده می شوند که با تغییر در حالت های اکسیداسیون همراه هستند عناصر شیمیاییدر معرف ها گنجانده شده است. ردوکس در شیمی معدنی شامل تمام واکنش‌های جایگزینی و آن دسته از واکنش‌های تجزیه و ترکیباتی است که حداقل یک ماده ساده در آن دخالت دارد. همه واکنش های تبادلی متعلق به واکنش هایی هستند که بدون تغییر حالت اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده واکنش دهنده ها و محصولات واکنش انجام می شوند.

با تعداد و ترکیب معرف ها و محصولات

واکنش های شیمیاییطبقه بندی بر اساس ماهیت فرآیند، یعنی تعداد و ترکیب معرف ها و محصولات.

واکنش های مرکبواکنش های شیمیایی نامیده می شود که در نتیجه آن مولکول های پیچیده از چندین مولکول ساده تر به دست می آیند، به عنوان مثال:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

واکنش های تجزیهواکنش های شیمیایی نامیده می شود که در نتیجه مولکول های ساده از مولکول های پیچیده تر به دست می آیند، به عنوان مثال:
CaCO 3 = CaO + CO 2

واکنش های تجزیه را می توان به عنوان معکوس ترکیب در نظر گرفت.

واکنش های جایگزینیواکنش های شیمیایی نامیده می شود که در نتیجه یک اتم یا گروهی از اتم ها در یک مولکول یک ماده با اتم یا گروهی از اتم های دیگر جایگزین می شود، به عنوان مثال:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 

ویژگی متمایز آنها برهمکنش یک ماده ساده با یک ماده پیچیده است. چنین واکنش هایی در شیمی آلی نیز وجود دارد.
با این حال، مفهوم "جایگزینی" در مواد آلی گسترده تر از شیمی معدنی است. اگر در مولکول ماده شروع کننده هر اتم یا گروه عملکردیبا اتم یا گروه دیگری جایگزین می شوند، اینها نیز واکنش های جانشینی هستند، اگرچه از نقطه نظر شیمی معدنی، این فرآیند مانند یک واکنش تبادلی به نظر می رسد.
- مبادله (از جمله خنثی سازی).
واکنش های مبادله ایبه واکنش‌های شیمیایی گفته می‌شود که بدون تغییر حالت اکسیداسیون عناصر رخ می‌دهند و منجر به تبادل می‌شوند قطعات جزءمعرف ها، به عنوان مثال:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

در صورت امکان، در جهت مخالف جریان دهید

در صورت امکان، در جهت مخالف - برگشت پذیر و غیر قابل برگشت جریان دهید.

برگشت پذیربه واکنش‌های شیمیایی گفته می‌شود که در یک دمای معین به طور همزمان در دو جهت مخالف با سرعت‌های متناسب اتفاق می‌افتند. هنگام نوشتن معادلات چنین واکنش هایی، علامت مساوی با فلش های مخالف جایگزین می شود. ساده ترین مثال از یک واکنش برگشت پذیر، سنتز آمونیاک توسط برهمکنش نیتروژن و هیدروژن است:

N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

برگشت ناپذیرواکنش هایی نامیده می شوند که فقط در جهت جلو پیش می روند و در نتیجه محصولاتی تشکیل می شوند که با یکدیگر تعامل ندارند. برگشت ناپذیر شامل واکنش های شیمیایی است که منجر به تشکیل ترکیبات با تفکیک کم، آزاد شدن مقدار زیادی انرژی و همچنین واکنش هایی می شود که در آن محصولات نهایی کره واکنش را به صورت گازی یا به شکل رسوب ترک می کنند. مثال:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O 2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2 NaBr

اثر حرارتی

گرمازاواکنش های شیمیایی با آزاد شدن گرما نامیده می شوند. سمبلتغییرات در آنتالپی (محتوای گرما) ΔH، و اثر حرارتی واکنش Q. برای واکنش های گرمازا، Q> 0 و ΔH< 0.

گرماگیربه واکنش های شیمیایی گفته می شود که با جذب گرما انجام می شود. برای واکنش های گرماگیر Q< 0, а ΔH > 0.

واکنش های ترکیبی عموما گرمازا و واکنش های تجزیه گرماگیر خواهند بود. یک استثنای نادر واکنش نیتروژن با اکسیژن است - گرماگیر:
N2 + О2 → 2NO - س

فاز

همگنبه واکنش هایی گفته می شود که در یک محیط همگن اتفاق می افتد (مواد همگن، در یک فاز، به عنوان مثال، r-g، واکنش در محلول).

ناهمگونبه واکنش هایی گفته می شود که در یک محیط ناهمگن، روی سطح تماس مواد واکنش دهنده در فازهای مختلفبه عنوان مثال، جامد و گاز، مایع و گاز، در دو مایع غیر قابل امتزاج.

با استفاده از کاتالیزور

کاتالیزور ماده ای است که یک واکنش شیمیایی را تسریع می کند.

واکنش های کاتالیزوریفقط در حضور یک کاتالیزور (از جمله آنزیمی) ادامه دهید.

واکنش های غیر کاتالیزوریدر غیاب کاتالیزور بروید.

با توجه به نوع قطع

واکنش‌های همولیتیک و هترولیتیک با نوع شکستن پیوند شیمیایی در مولکول اصلی متمایز می‌شوند.

همولیتیکبه واکنش هایی گفته می شود که در نتیجه شکستن پیوندها، ذراتی تشکیل می شود که دارای یک الکترون جفت نشده - رادیکال های آزاد هستند.

هترولیتیکواکنش هایی که از طریق تشکیل ذرات یونی - کاتیون ها و آنیون ها انجام می شود - نامیده می شود.

• همولیتیک (شکاف مساوی، هر اتم 1 الکترون دریافت می کند)
• هترولیتیک (شکست نابرابر - یک جفت الکترون دریافت می شود)

افراطیواکنش های شیمیایی (زنجیره ای) شامل رادیکال ها به عنوان مثال:

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl

یونیواکنش های شیمیایی شامل یون ها به عنوان مثال:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl ↓

واکنش های هترولیتیک را الکتروفیل می نامند. ترکیبات آلیبا الکتروفیل ها - ذرات حامل کامل یا کسری بار مثبت... آنها به واکنش های جایگزینی الکتروفیل و افزودن الکتروفیل طبقه بندی می شوند، به عنوان مثال:

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

نوکلئوفیل واکنش‌های هترولیتیک ترکیبات آلی با هسته دوست‌ها - ذرات حامل بار منفی کامل یا کسری هستند. آنها به واکنش های جایگزینی هسته دوست و واکنش های افزودن هسته دوست طبقه بندی می شوند، به عنوان مثال:

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

طبقه بندی واکنش های آلی

طبقه بندی واکنش های آلی در جدول نشان داده شده است:

V علم مدرنبین واکنش های شیمیایی و هسته ای که در نتیجه برهمکنش مواد اولیه رخ می دهند که معمولاً معرف نامیده می شوند، تمایز قائل شوند. این مواد شیمیایی دیگری به نام غذا تولید می کند. تمام فعل و انفعالات تحت شرایط خاصی (دما، تشعشع، وجود کاتالیزور و غیره) رخ می دهد. هسته اتمی واکنش دهنده های واکنش های شیمیایی تغییر نمی کند. در دگرگونی های هسته ای، هسته ها و ذرات جدید تشکیل می شوند. چندین معیار مختلف وجود دارد که بر اساس آنها انواع واکنش های شیمیایی تعیین می شود.

طبقه بندی می تواند بر اساس تعداد مواد اولیه و حاصل باشد. در این مورد، انواع واکنش های شیمیایی به پنج گروه تقسیم می شوند:

1. تجزیه (چند ماده جدید از یک ماده به دست می آید)، به عنوان مثال، تجزیه با حرارت دادن به کلرید پتاسیم و اکسیژن: KCLO3 → 2KCL + 3O2.
2. ترکیبات (دو یا چند ترکیب یک ترکیب جدید را تشکیل می دهند)، در تعامل با آب، اکسید کلسیم به هیدروکسید کلسیم تبدیل می شود: H2O + CaO → Ca (OH) 2.
3. جایگزینی (تعداد محصولات برابر با تعداد مواد اولیه است که در آن یک جزء با دیگری جایگزین می شود)، آهن در سولفات مس، جایگزین مس، سولفات آهن را تشکیل می دهد: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
4. مبادله مضاعف (مولکول های دو ماده، قسمت هایی را که آنها را ترک می کنند، مبادله می کنند)، فلزات در داخل آنیون ها و مبادله می کنند، یدید نقره و نیترات کادیم رسوب شده را تشکیل می دهند: KI + AgNO3 → AgI ↓ + KNO3.
5. دگرگونی چندشکلی (انتقال یک ماده از یک شکل کریستالی به شکل دیگر وجود دارد)، یدید رنگی هنگامی که گرم می شود به یدید جیوه تبدیل می شود. رنگ زرد: HgI2 (قرمز) ↔ HgI2 (زرد).

اگر دگرگونی های شیمیایی بر اساس تغییر در حالت اکسیداسیون عناصر موجود در مواد واکنش دهنده در نظر گرفته شود، انواع واکنش های شیمیایی را می توان به گروه های زیر تقسیم کرد:

1. با تغییر در حالت اکسیداسیون - واکنش های ردوکس (ORR). به عنوان مثال، برهمکنش آهن با اسید کلریدریک را در نظر بگیرید: Fe + HCL → FeCl2 + H2، در نتیجه، حالت اکسیداسیون آهن (عامل کاهنده ای که الکترون می دهد) از 0 به - 2 و هیدروژن (عامل اکسید کننده که الکترون ها را می پذیرد) از 1+ به 0 تغییر کرد ...
2. بدون تغییر در حالت اکسیداسیون (به عنوان مثال، نه ORP). به عنوان مثال، واکنش های برهمکنش اسید و باز هیدروژن برومید با هیدروکسید سدیم: HBr + NaOH → NaBr + H2O، در نتیجه چنین واکنش هایی، نمک و آب تشکیل می شود و حالت های اکسیداسیون عناصر شیمیایی موجود در شروع مواد تغییر نمی کنند

اگر سرعت جریان را در جهت جلو و معکوس در نظر بگیریم، انواع واکنش های شیمیایی را نیز می توان به دو گروه تقسیم کرد:

1. برگشت پذیر - آنهایی که به طور همزمان در دو جهت جریان دارند. بیشتر واکنش ها برگشت پذیر هستند. به عنوان مثال، انحلال دی اکسید کربن در آب با تشکیل اسید کربنیک ناپایدار، که به مواد اولیه تجزیه می شود: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
2. برگشت ناپذیر - آنها فقط در جهت جلو جریان می یابند، پس از مصرف کامل یکی از مواد اولیه، کامل می شوند، پس از آن فقط محصولات و ماده اصلی بیش از حد مصرف می شود. به طور معمول یکی از محصولات یا ماده نامحلول رسوب شده یا گاز تکامل یافته است. به عنوان مثال، برهمکنش اسید سولفوریک و کلرید باریم: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4 ↓ + 2HCl نامحلول رسوب می کند.

انواع واکنش های شیمیایی در شیمی آلی را می توان به چهار گروه تقسیم کرد:

1. جانشینی (برخی اتم ها یا گروه های اتم با برخی دیگر جایگزین می شوند)، به عنوان مثال، هنگامی که کلرواتان با هیدروکسید سدیم تعامل می کند، اتانول و کلرید سدیم تشکیل می شود: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl، یعنی اتم کلر با یک هیدروژن جایگزین می شود. اتم
2. پیوست (دو مولکول واکنش می دهند و یکی را تشکیل می دهند)، به عنوان مثال، برم در محل شکسته شدن پیوند دوگانه در مولکول اتیلن متصل می شود: Br2 + CH2 = CH2 → BrCH2 - CH2Br.
3. برش (یک مولکول به دو یا چند مولکول تجزیه می شود)، به عنوان مثال، در شرایط خاص، اتانول به اتیلن و آب تجزیه می شود: C2H5OH → CH2 = CH2 + H2O.
4. بازآرایی (ایزومریزاسیون، زمانی که یک مولکول به مولکول دیگر تبدیل می شود، اما ترکیب کیفی و کمی اتم های موجود در آن تغییر نمی کند)، به عنوان مثال، 3-کلروتن-1 (C4H7CL) به 1 کلروبوتن-2 (C4H7CL) تبدیل می شود. . در اینجا اتم کلر از سومین اتم کربن در زنجیره هیدروکربنی به اتم اول منتقل شد و پیوند دوگانه اتم های کربن اول و دوم را به هم متصل کرد و سپس شروع به اتصال اتم های دوم و سوم کرد.

انواع دیگر واکنش های شیمیایی شناخته شده است:

1. از طریق جریان با جذب (گرمادگیر) یا انتشار گرما (گرماداز).
2. با توجه به نوع واکنش‌دهنده‌ها یا محصولات حاصل. تعامل با آب - هیدرولیز، با هیدروژن - هیدروژناسیون، با اکسیژن - اکسیداسیون یا احتراق. حذف آب - کم آبی، هیدروژن - آب زدایی و غیره.
3. با توجه به شرایط تعامل: در حضور تحت تأثیر کم یا درجه حرارت بالا، هنگامی که فشار تغییر می کند، در نور و غیره.
4. با توجه به مکانیسم واکنش: واکنش های یونی، رادیکال زنجیره ای یا زنجیره ای.

واکنش های شیمیایی را باید از واکنش های هسته ای متمایز کرد. در نتیجه واکنش های شیمیایی تعداد کلاتم های هر عنصر شیمیایی و ترکیب ایزوتوپی آن تغییر نمی کند. واکنش های هسته ای موضوع دیگری است - فرآیندهای تبدیل هسته های اتمی در نتیجه برهم کنش آنها با سایر هسته ها یا ذرات بنیادی، به عنوان مثال، تبدیل آلومینیوم به منیزیم:

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

طبقه بندی واکنش های شیمیایی چند وجهی است، یعنی می توان آن را بر اساس علائم مختلفی انجام داد. اما تحت هر یک از این علائم می توان واکنش هایی را هم بین مواد معدنی و هم بین مواد آلی نسبت داد.

طبقه بندی واکنش های شیمیایی را بر اساس معیارهای مختلف در نظر بگیرید.

I. با تعداد و ترکیب واکنش دهنده ها

واکنش های بدون تغییر در ترکیب مواد.

در شیمی معدنی، چنین واکنش هایی شامل فرآیندهای به دست آوردن تغییرات آلوتروپیک یک عنصر شیمیایی است، به عنوان مثال:

C (گرافیت) ↔ C (الماس)
S (لوزی) ↔ S (مونوکلینیک)
P (سفید) ↔ P (قرمز)
Sn (قلع سفید) ↔ Sn (قلع خاکستری)
3O 2 (اکسیژن) ↔ 2O 3 (ازن)

در شیمی آلی، این نوع واکنش را می توان به واکنش های ایزومریزاسیون نسبت داد، که بدون تغییر نه تنها در ترکیب کیفی، بلکه همچنین ترکیب کمی مولکول های مواد انجام می شود، به عنوان مثال:

1. ایزومریزاسیون آلکان ها.

واکنش ایزومریزاسیون آلکان ها زیاد است اهمیت عملی، از آنجایی که هیدروکربن های ایزوسترونی توانایی انفجار کمتری دارند.

2. ایزومریزاسیون آلکن ها.

3. ایزومریزاسیون آلکین ها (واکنش AE Favorsky).

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

اتیل استیلن دی متلاستیلن

4. ایزومریزاسیون هالوآلکان ها (A. E. Favorsky, 1907).

5. ایزومریزاسیون سیانیت آمونیوم در هنگام گرم شدن.

اوره برای اولین بار توسط F. Wöhler در سال 1828 توسط ایزومریزاسیون سیانات آمونیوم در هنگام گرم شدن سنتز شد.

واکنش هایی که شامل تغییر در ترکیب ماده است

چهار نوع از این واکنش ها را می توان تشخیص داد: ترکیب، تجزیه، جایگزینی و تبادل.

1. واکنش های مرکب واکنش هایی هستند که در آن یک ماده پیچیده از دو یا چند ماده تشکیل می شود

در شیمی معدنی، کل انواع واکنش های ترکیبی را می توان در نظر گرفت، به عنوان مثال، با مثال واکنش های بدست آوردن اسید سولفوریک از گوگرد:

1. بدست آوردن اکسید گوگرد (IV):

S + O 2 = SO - یک مجتمع از دو ماده ساده تشکیل می شود.

2. بدست آوردن اکسید گوگرد (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - یک مجتمع از یک ماده ساده و پیچیده تشکیل می شود.

3. بدست آوردن اسید سولفوریک:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - یک کمپلکس از دو ماده پیچیده تشکیل می شود.

نمونه ای از واکنش ترکیبی که در آن یک ماده پیچیده از بیش از دو ماده اولیه تشکیل می شود، مرحله نهایی به دست آوردن است. اسید نیتریک:

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

در شیمی آلی، واکنش‌های ترکیبی معمولاً به عنوان «واکنش‌های افزودنی» شناخته می‌شوند. طیف گسترده ای از چنین واکنش هایی را می توان با استفاده از مثال بلوکی از واکنش ها که ویژگی های مواد غیر اشباع را مشخص می کند، به عنوان مثال، اتیلن در نظر گرفت:

1. واکنش هیدروژناسیون - افزودن هیدروژن:

CH 2 = CH 2 + H 2 → H 3 - CH 3

اتن → اتان

2. واکنش هیدراتاسیون اضافه کردن آب است.

3. واکنش پلیمریزاسیون.

2. واکنش های تجزیه واکنش هایی هستند که در آن چند ماده جدید از یک ماده پیچیده تشکیل می شود.

در شیمی معدنی، طیف گسترده ای از این واکنش ها را می توان در بلوک واکنش ها برای به دست آوردن اکسیژن با روش های آزمایشگاهی در نظر گرفت:

1. تجزیه اکسید جیوه (II) - از یک ماده پیچیده، دو ماده ساده تشکیل می شود.

2. تجزیه نیترات پتاسیم - از یک ماده پیچیده، یکی ساده و یکی پیچیده تشکیل می شود.

3. تجزیه پرمنگنات پتاسیم - از یک ماده پیچیده، دو پیچیده و یکی ساده، یعنی سه ماده جدید تشکیل می شود.

در شیمی آلی، واکنش های تجزیه را می توان در بلوک واکنش برای تولید اتیلن در آزمایشگاه و در صنعت در نظر گرفت:

1. واکنش کم آبی (حذف آب) اتانول:

С 2 H 5 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2. واکنش هیدروژن زدایی (حذف هیدروژن) اتان:

CH 3 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2

یا CH 3 -CH 3 → 2C + ZN 2

3. واکنش ترک خوردن (شکاف) پروپان:

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + CH 4

3. واکنش های جانشینی، واکنش هایی هستند که در نتیجه اتم های یک ماده ساده جایگزین اتم های یک عنصر در یک ماده پیچیده می شوند.

در شیمی معدنی، نمونه‌ای از این فرآیندها بلوکی از واکنش‌هایی است که ویژگی‌های مثلاً فلزات را مشخص می‌کند:

1. برهمکنش فلزات قلیایی یا قلیایی خاکی با آب:

2Na + 2Н 2 O = 2NаОН + Н 2

2. برهمکنش فلزات با اسیدهای موجود در محلول:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. برهمکنش فلزات با نمک در محلول:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. متالوترمی:

2Аl + Сr 2 O 3 → Аl 2 O 3 + 2Сr

موضوع مطالعه شیمی آلی مواد ساده نیست، بلکه فقط ترکیبات است. بنابراین، به عنوان نمونه ای از یک واکنش جایگزینی، ما مشخصه ترین ویژگی ترکیبات محدود کننده، به ویژه متان را ذکر می کنیم - توانایی اتم های هیدروژن آن برای جایگزینی با اتم های هالوژن. مثال دیگر برماسیون یک ترکیب معطر (بنزن، تولوئن، آنیلین) است.

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

بنزن → برموبنزن

بیایید به ویژگی واکنش جانشینی در مواد آلی توجه کنیم: در نتیجه چنین واکنش هایی، نه یک ماده ساده و پیچیده مانند شیمی معدنی، بلکه دو ماده پیچیده تشکیل می شود.

در شیمی آلی، واکنش‌های جانشینی شامل برخی واکنش‌ها بین دو ماده پیچیده، به عنوان مثال، نیتراسیون بنزن است. این به طور رسمی یک واکنش مبادله ای است. این واقعیت که این یک واکنش جایگزینی است تنها با در نظر گرفتن مکانیسم آن مشخص می شود.

4. واکنش های تبادلی واکنش هایی هستند که در آن دو ماده پیچیده اجزای تشکیل دهنده خود را مبادله می کنند

این واکنش‌ها خواص الکترولیت‌ها را مشخص می‌کنند و در محلول‌ها طبق قانون برتوله پیش می‌روند، یعنی تنها در صورتی که نتیجه یک رسوب، گاز یا یک ماده با تفکیک کم باشد (مثلا H 2 O).

در شیمی معدنی، این می تواند بلوکی از واکنش هایی باشد که به عنوان مثال، خواص قلیایی ها را مشخص می کند:

1. واکنش خنثی سازی، ادامه با تشکیل نمک و آب.

2. واکنش بین قلیایی و نمک، ادامه با تشکیل گاز.

3. واکنش بین قلیایی و نمک، که با تشکیل یک رسوب ادامه می یابد:

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

یا به شکل یونی:

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

در شیمی آلی، می‌توان بلوکی از واکنش‌ها را در نظر گرفت که برای مثال، ویژگی‌های اسید استیک را مشخص می‌کند:

1. واکنش با تشکیل یک الکترولیت ضعیف - Н 2 O:

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

2. واکنشی که با تشکیل گاز ادامه می یابد:

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

3. واکنشی که با تشکیل رسوب انجام می شود:

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. با تغییر حالت های اکسیداسیون عناصر شیمیایی تشکیل دهنده مواد

بر این اساس، واکنش های زیر متمایز می شوند:

1. واکنش هایی که با تغییر در حالت اکسیداسیون عناصر یا واکنش های ردوکس انجام می شود.

اینها شامل بسیاری از واکنش‌ها، از جمله همه واکنش‌های جایگزینی، و همچنین آن دسته از واکنش‌های ترکیبی و تجزیه‌ای است که حداقل یک ماده ساده در آن دخالت دارد، برای مثال:

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

2.2 Mg 0 + O 0 2 = Mg + 2 O -2

واکنش‌های پیچیده ردوکس با استفاده از روش تعادل الکترونیکی تشکیل می‌شوند.

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

در شیمی آلی، خواص آلدئیدها می تواند به عنوان نمونه بارز واکنش های ردوکس باشد.

1. آنها به الکل های مربوطه کاهش می یابد:

آلدسیدها به اسیدهای مربوطه اکسید می شوند:

2. واکنش هایی که بدون تغییر حالت اکسیداسیون عناصر شیمیایی انجام می شوند.

اینها شامل، برای مثال، تمام واکنش های تبادل یونی، و همچنین بسیاری از واکنش های ترکیبی، بسیاری از واکنش های تجزیه، واکنش های استری شدن هستند:

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. اثر حرارتی

با توجه به اثر حرارتی، واکنش ها به گرمازا و گرماگیر تقسیم می شوند.

1. واکنش های گرمازا با آزاد شدن انرژی ادامه می یابد.

اینها تقریباً همه واکنشهای ترکیبی را شامل می شوند. واکنش های گرماگیر برای سنتز اکسید نیتروژن (II) از نیتروژن و اکسیژن و واکنش هیدروژن گازی با ید جامد یک استثنای نادر است.

واکنش‌های گرمازا که با انتشار نور رخ می‌دهند، واکنش‌های احتراق نامیده می‌شوند. هیدروژنه شدن اتیلن نمونه ای از واکنش گرمازا است. در دمای اتاق اجرا می شود.

2. واکنش های گرماگیر با جذب انرژی ادامه می یابد.

بدیهی است که تقریباً تمام واکنش های تجزیه برای آنها اعمال می شود، به عنوان مثال:

1. شلیک سنگ آهک

2. ترک خوردگی بوتان

مقدار انرژی آزاد شده یا جذب شده در نتیجه واکنش را اثر حرارتی واکنش و معادله یک واکنش شیمیایی که این اثر را نشان می دهد معادله ترموشیمیایی نامیده می شود:

H 2 (g) + C 12 (g) = 2HC 1 (g) + 92.3 کیلوژول

N 2 (g) + O 2 (g) = 2NO (g) - 90.4 کیلوژول

IV. با حالت تجمع واکنش دهنده ها (ترکیب فاز)

با توجه به وضعیت تجمع مواد واکنش دهنده، آنها متمایز می شوند:

1. واکنش های ناهمگن - واکنش هایی که در آنها واکنش دهنده ها و محصولات واکنش در حالت های مختلف تجمع (در فازهای مختلف) قرار دارند.

2. واکنش های همگن - واکنش هایی که در آنها واکنش دهنده ها و محصولات واکنش در یکسان هستند حالت تجمع(در یک فاز).

V. با مشارکت کاتالیزور

با مشارکت کاتالیزور، آنها متمایز می شوند:

1. واکنش های غیر کاتالیزوری بدون مشارکت کاتالیزور.

2. واکنش های کاتالیزوری شامل یک کاتالیزور. از آنجایی که تمام واکنش های بیوشیمیایی که در سلول های موجودات زنده اتفاق می افتد با مشارکت کاتالیزورهای بیولوژیکی خاص با ماهیت پروتئین - آنزیم ها انجام می شود، همه آنها به کاتالیزور یا به طور دقیق تر آنزیمی اشاره دارند. لازم به ذکر است که بیش از 70 درصد صنایع شیمیایی از کاتالیزور استفاده می کنند.

Vi. به سمت

تشخیص بر اساس جهت:

1. واکنش های برگشت ناپذیر در این شرایط فقط در یک جهت پیش می روند. اینها شامل تمام واکنش های تبادلی همراه با تشکیل رسوب، گاز یا ماده با تفکیک کم (آب) و همه واکنش های احتراق است.

2. واکنش های برگشت پذیر در این شرایط به طور همزمان در دو جهت مخالف انجام می شود. اکثریت قاطع چنین واکنش هایی.

در شیمی آلی، علامت برگشت پذیری با نام ها منعکس می شود - متضاد فرآیندها:

هیدروژناسیون - هیدروژن زدایی،

هیدراتاسیون - کم آبی،

پلیمریزاسیون - دپلیمریزاسیون.

تمام واکنش های استری شدن (روند مخالف، همانطور که می دانید، هیدرولیز نامیده می شود) و هیدرولیز پروتئین ها، استرها، کربوهیدرات ها، پلی نوکلئوتیدها برگشت پذیر هستند. برگشت پذیری این فرآیندها زیربنای مهمترین ویژگی یک موجود زنده - متابولیسم است.

vii. مکانیسم جریان متمایز می شود:

1. واکنش های رادیکال بین رادیکال ها و مولکول های تشکیل شده در طی واکنش رخ می دهد.

همانطور که می دانید، در تمام واکنش ها، پیوندهای شیمیایی قدیمی شکسته شده و پیوندهای شیمیایی جدید تشکیل می شود. روش شکستن پیوند در مولکولهای ماده اولیه مکانیسم (مسیر) واکنش را تعیین می کند. اگر ماده ای به دلیل پیوند کووالانسی تشکیل شود، دو راه برای شکستن این پیوند وجود دارد: همولیتیک و هترولیتیک. به عنوان مثال، برای مولکول های Cl 2، CH 4 و غیره، پارگی همولیتیک پیوندها محقق می شود، که منجر به تشکیل ذرات با الکترون های جفت نشده، یعنی رادیکال های آزاد می شود.

رادیکال‌ها اغلب زمانی تشکیل می‌شوند که پیوندهایی شکسته شوند، که در آن جفت‌های الکترون مشترک تقریباً به طور مساوی بین اتم‌ها توزیع می‌شوند (پیوند کووالانسی غیرقطبی)، اما بسیاری از آنها اتصالات قطبیهمچنین می تواند به همین ترتیب پاره شود، به ویژه هنگامی که واکنش در فاز گاز و تحت تأثیر نور رخ می دهد، به عنوان مثال، در مورد فرآیندهای فوق - تعامل C 12 و CH 4 -. رادیکال ها بسیار واکنش پذیر هستند زیرا تمایل دارند لایه الکترونی خود را با گرفتن الکترون از اتم یا مولکول دیگر تکمیل کنند. به عنوان مثال، هنگامی که یک رادیکال کلر با یک مولکول هیدروژن برخورد می کند، باعث پارگی جفت الکترونی مشترک می شود که اتم های هیدروژن را به هم متصل می کند و تشکیل می شود. پیوند کووالانسیبا یکی از اتم های هیدروژن اتم دوم هیدروژن با تبدیل شدن به رادیکال، یک جفت الکترون مشترک با یک الکترون جفت نشده اتم کلر از مولکول در حال تجزیه Cl 2 تشکیل می دهد، در نتیجه یک رادیکال کلر ظاهر می شود که به مولکول هیدروژن جدید و غیره حمله می کند.

واکنش هایی که زنجیره ای از تبدیل های متوالی را نشان می دهند، واکنش های زنجیره ای نامیده می شوند. برای توسعه تئوری واکنش های زنجیره ای، دو شیمیدان برجسته - هموطن ما N. N. Semenov و انگلیسی S. A. Hinshelwood - جایزه نوبل را دریافت کردند.
واکنش جایگزینی بین کلر و متان به روشی مشابه انجام می شود:

بیشتر واکنش های احتراق مواد آلی و معدنی، سنتز آب، آمونیاک، پلیمریزاسیون اتیلن، وینیل کلراید و غیره بر اساس مکانیسم رادیکال انجام می شود.

2. واکنش های یونی بین یون هایی که از قبل وجود داشته یا در جریان واکنش تشکیل شده اند انجام می شود.

معمول واکنش های یونیبرهمکنش بین الکترولیت ها در محلول است. یون ها نه تنها در حین تفکیک الکترولیت ها در محلول ها، بلکه تحت تأثیر تخلیه الکتریکی، گرما یا تشعشع نیز تشکیل می شوند. برای مثال، پرتوهای گاما، مولکول های آب و متان را به یون های مولکولی تبدیل می کنند.

بر اساس مکانیسم یونی دیگر، واکنش های افزودن به آلکن هالیدهای هیدروژن، هیدروژن، هالوژن ها، اکسیداسیون و کم آبی الکل ها، جایگزینی هیدروکسیل الکل با هالوژن وجود دارد. واکنش هایی که خواص آلدهیدها و اسیدها را مشخص می کند. در این حالت، یون ها بر اثر گسیختگی هترولیتیک پیوندهای قطبی کووالانسی تشکیل می شوند.

هشتم. با توجه به نوع انرژی

واکنش آغازگر متمایز می شود:

1. واکنش های فتوشیمیایی. آنها با انرژی نور آغاز می شوند. علاوه بر فرآیندهای فتوشیمیایی سنتز هیدروکلراید یا واکنش متان با کلر که در بالا در نظر گرفته شد، شامل تولید ازن در تروپوسفر به عنوان یک آلاینده ثانویه جوی است. در این مورد، اکسید نیتریک (IV) به عنوان اکسید اولیه عمل می کند که رادیکال های اکسیژن را تحت تأثیر نور تشکیل می دهد. این رادیکال‌ها با مولکول‌های اکسیژن تعامل می‌کنند تا ازن تولید کنند.

تا زمانی که نور کافی وجود داشته باشد ازن همیشه تشکیل می‌شود، زیرا NO می‌تواند با مولکول‌های اکسیژن تعامل کند و همان NO 2 را تشکیل دهد. تجمع ازن و سایر آلاینده های ثانویه جو می تواند منجر به مه دود فتوشیمیایی شود.

این نوع واکنش همچنین شامل مهمترین فرآیند در سلول های گیاهی - فتوسنتز است که نام آن برای خود صحبت می کند.

2. واکنش های تشعشعی. آنها توسط تابش پر انرژی - اشعه ایکس، تابش هسته ای (اشعه γ، ذرات a - He 2+ و غیره) آغاز می شوند. با کمک واکنش های تشعشعی، پلیمریزاسیون رادیویی بسیار سریع، رادیولیز (تجزیه تشعشع) و غیره انجام می شود.

به عنوان مثال، به جای تولید دو مرحله ای فنل از بنزن، می توان آن را از برهمکنش بنزن با آب تحت تأثیر تابش به دست آورد. در این مورد، رادیکال‌های [OH] و [H] از مولکول‌های آب تشکیل می‌شوند که بنزن با آنها واکنش می‌دهد و فنل را تشکیل می‌دهد:

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

ولکانیزاسیون لاستیک را می توان بدون گوگرد با استفاده از رادیوولکانیزاسیون انجام داد و لاستیک حاصل بدتر از لاستیک سنتی نخواهد بود.

3. واکنش های الکتروشیمیایی. آغاز شده اند برق... ما علاوه بر واکنش های الکترولیز که برای شما کاملاً شناخته شده است، واکنش های الکتروسنتز را نیز نشان می دهیم، به عنوان مثال، واکنش های تولید صنعتی اکسیدان های معدنی.

4. واکنش های ترموشیمیایی. آغاز شده اند انرژی حرارتی... اینها شامل تمام واکنش های گرمازا و بسیاری از واکنش های گرمازا می شود که برای شروع آنها یک منبع اولیه گرما، یعنی شروع فرآیند مورد نیاز است.

طبقه بندی بالا از واکنش های شیمیایی در نمودار منعکس شده است.

طبقه بندی واکنش های شیمیایی، مانند سایر طبقه بندی ها، مشروط است. دانشمندان توافق کرده اند که واکنش ها را به دو دسته تقسیم کنند انواع خاصیبا توجه به ویژگی هایی که آنها متمایز کرده اند. اما بیشتر دگرگونی های شیمیایی را می توان به آن نسبت داد انواع متفاوت... به عنوان مثال، اجازه دهید شرحی از فرآیند سنتز آمونیاک ارائه دهیم.

این یک واکنش ترکیبی، ردوکس، گرمازا، برگشت پذیر، کاتالیزوری، ناهمگن (به طور دقیق تر، کاتالیزوری ناهمگن) است که با کاهش فشار در سیستم پیش می رود. تمام اطلاعات داده شده باید برای مدیریت موفقیت آمیز فرآیند در نظر گرفته شود. یک واکنش شیمیایی خاص همیشه چند کیفیت است، با علائم مختلفی مشخص می شود.

واکنش های شیمیایی، خواص، انواع، شرایط وقوع و غیره یکی از پایه های علمی جالبی به نام شیمی است. بیایید سعی کنیم بفهمیم یک واکنش شیمیایی چیست و چه نقشی دارد. بنابراین، یک واکنش شیمیایی در شیمی تبدیل یک یا چند ماده به مواد دیگر در نظر گرفته می شود. در این صورت، هسته های آنها تغییر نمی کند (برخلاف واکنش های هسته ای)، اما توزیع مجدد الکترون ها و هسته ها اتفاق می افتد و البته عناصر شیمیایی جدید ظاهر می شوند.

واکنش های شیمیایی در طبیعت و زندگی روزمره

من و شما توسط واکنش های شیمیایی احاطه شده ایم، علاوه بر این، ما خودمان به طور مرتب اقدامات روزمره مختلفی را انجام می دهیم، مثلاً وقتی کبریت روشن می کنیم. به خصوص بسیاری از واکنش های شیمیایی خود بدون شک (و شاید حتی مشکوک) توسط آشپزها هنگام تهیه غذا انجام می شود.

البته در شرایط طبیعیواکنش های شیمیایی زیادی رخ می دهد: فوران یک آتشفشان، شاخ و برگ و درختان، اما چه می توانم بگویم، تقریباً هر فرآیند بیولوژیکی را می توان به نمونه هایی از واکنش های شیمیایی نسبت داد.

انواع واکنش های شیمیایی

تمام واکنش های شیمیایی را می توان به طور کلی به ساده و پیچیده تقسیم کرد. واکنش های شیمیایی ساده به نوبه خود به موارد زیر تقسیم می شوند:

• واکنش های ترکیبی
• واکنش های تجزیه،
• واکنش های جایگزینی،
• واکنش های مبادله ای

واکنش شیمیایی یک ترکیب

طبق تعریف بسیار مناسب شیمیدان بزرگ دی. نمونه ای از واکنش شیمیایی یک ترکیب می تواند گرم کردن پودرهای آهن و گوگرد باشد که در آن سولفید آهن از آنها تشکیل می شود - Fe + S = FeS. نمونه بارز دیگر این واکنش، احتراق مواد ساده مانند گوگرد یا فسفر در هوا است (شاید واکنش مشابه را بتوان واکنش شیمیایی حرارتی نیز نامید).

واکنش تجزیه شیمیایی

ساده است، واکنش تجزیه برعکس واکنش ترکیبی است. با آن از یک ماده دو یا چند ماده به دست می آید. یک مثال سادهواکنش تجزیه شیمیایی می تواند یک واکنش تجزیه گچ باشد که طی آن خود گچ تشکیل می شود آهک زندهو دی اکسید کربن.

واکنش جایگزینی شیمیایی

واکنش جانشینی زمانی انجام می شود که یک ماده ساده با یک ماده پیچیده برهم کنش کند. بیایید یک مثال از یک واکنش جایگزینی شیمیایی ارائه دهیم: اگر یک میخ فولادی را در محلولی با سولفات مس فرو کنید، در طول این کار ساده تجربه شیمیاییمیگیریمش سنگ جوهر(آهن مس را از نمک جدا می کند). معادله چنین واکنش شیمیایی به صورت زیر خواهد بود:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

واکنش تبادل شیمیایی

واکنش های مبادله منحصراً بین پیچیده انجام می شود مواد شیمیایی، که طی آن قطعات خود را تغییر می دهند. بسیاری از این واکنش ها در محلول های مختلف انجام می شود. خنثی سازی اسید با صفرا - اینجا مثال خوبواکنش تبادل شیمیایی

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

این معادله شیمیایی این واکنش است که در آن یون هیدروژن از ترکیب HCl با یون سدیم از ترکیب NaOH مبادله می شود. نتیجه این واکنش شیمیایی تشکیل محلول کلرید سدیم است.

علائم واکنش های شیمیایی

با علائم وقوع واکنش های شیمیایی می توان قضاوت کرد که آیا یک واکنش شیمیایی بین معرف ها انجام شده است یا خیر. در اینجا چند نمونه از علائم واکنش های شیمیایی آورده شده است:

• تغییر رنگ (به عنوان مثال، آهن سبک، در هوای مرطوب، در نتیجه یک واکنش شیمیایی بین آهن و با یک پوشش قهوه ای پوشیده می شود).
• رسوب (اگر به طور ناگهانی دی اکسید کربن از محلول آهک عبور داده شود، رسوب یک رسوب سفید نامحلول کربنات کلسیم را بدست می آوریم).
• تکامل گاز (اگر چکه کند جوش شیرین اسید سیتریکشما تکامل دی اکسید کربن را دریافت می کنید).
• تشکیل مواد با تفکیک ضعیف (تمام واکنش هایی که منجر به تشکیل آب می شود).
• درخشش یک محلول (یک مثال در اینجا واکنش هایی است که با محلول لومینول رخ می دهد که در طی واکنش های شیمیایی نور ساطع می کند).

به طور کلی، تشخیص اینکه کدام نشانه های واکنش های شیمیایی اصلی ترین هستند، دشوار است مواد مختلفو واکنش های مختلف ویژگی های خاص خود را دارند.

نحوه تشخیص نشانه یک واکنش شیمیایی

شما می توانید علامت یک واکنش شیمیایی را به صورت بصری (با تغییر رنگ، درخشش) یا با نتایج همین واکنش تعیین کنید.

سرعت واکنش شیمیایی

سرعت یک واکنش شیمیایی معمولاً به عنوان تغییر در مقدار یکی از واکنش دهنده ها در واحد زمان درک می شود. علاوه بر این، سرعت یک واکنش شیمیایی همیشه یک مقدار مثبت است. در سال 1865، شیمیدان NN Beketov قانون عمل جرم را فرموله کرد، که بیان می کند که "سرعت یک واکنش شیمیایی در هر لحظه از زمان متناسب با غلظت معرف های افزایش یافته به توانی برابر با ضرایب استوکیومتری آنها است."

عوامل سرعت یک واکنش شیمیایی عبارتند از:

• ماهیت مواد واکنش دهنده،
• وجود کاتالیزور،
• درجه حرارت،
• فشار،
• مساحت سطح واکنش دهنده ها

همه آنها مستقیم ترین تأثیر را بر سرعت واکنش شیمیایی دارند.

تعادل یک واکنش شیمیایی

تعادل شیمیایی حالتی از یک سیستم شیمیایی است که در آن چندین واکنش شیمیایی انجام می شود و سرعت هر جفت واکنش رو به جلو و معکوس برابر است. بنابراین، ثابت تعادل یک واکنش شیمیایی متمایز می شود - این مقداری است که برای یک واکنش شیمیایی معین نسبت بین فعالیت های ترمودینامیکی مواد اولیه و محصولات را در حالت تعادل شیمیایی تعیین می کند. با دانستن ثابت تعادل، می توانید جهت واکنش شیمیایی را تعیین کنید.

شرایط برای وقوع واکنش های شیمیایی

برای شروع واکنش های شیمیایی، لازم است شرایط مناسب برای آن ایجاد شود:

• قرار دادن مواد در تماس نزدیک
• مواد گرمایشی به دمای معین(دمای واکنش شیمیایی باید مناسب باشد).

اثر حرارتی یک واکنش شیمیایی

این نام تغییر در انرژی داخلی سیستم در نتیجه سیر یک واکنش شیمیایی و تبدیل مواد اولیه (واکنش دهنده ها) به محصولات واکنش در مقادیر مطابق با معادله واکنش شیمیایی در شرایط زیر است:

• فقط کار ممکندر این مورد، تنها کار در برابر فشار خارجی وجود دارد.
• مواد اولیه و محصولات به دست آمده در نتیجه یک واکنش شیمیایی دمای یکسانی دارند.

واکنش های شیمیایی، ویدئو

و در پایان، یک ویدیو جالب در مورد شگفت انگیزترین واکنش های شیمیایی.