La classification des réactions chimiques en chimie inorganique et organique est effectuée sur la base de diverses caractéristiques de classification, dont les informations sont données dans le tableau ci-dessous.

En changeant l'état d'oxydation des éléments

Le premier signe de classification est basé sur un changement de l'état d'oxydation des éléments qui forment les réactifs et les produits.
a) redox
b) sans changer l'état d'oxydation
Redox sont appelées réactions accompagnées d'un changement des états d'oxydation éléments chimiques inclus dans les réactifs. L'oxydoréduction en chimie inorganique comprend toutes les réactions de substitution et les réactions de décomposition et les composés dans lesquels au moins une substance simple est impliquée. Toutes les réactions d'échange appartiennent aux réactions qui se déroulent sans changer les états d'oxydation des éléments qui forment les réactifs et les produits de réaction.

Par le nombre et la composition des réactifs et produits

Réactions chimiques classés selon la nature du procédé, c'est-à-dire selon le nombre et la composition des réactifs et des produits.

Réactions composées sont appelées réactions chimiques, à la suite desquelles des molécules complexes sont obtenues à partir de plusieurs molécules plus simples, par exemple:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Réactions de décomposition les réactions chimiques sont appelées, à la suite desquelles des molécules simples sont obtenues à partir de molécules plus complexes, par exemple:
CaCO 3 = CaO + CO 2

Les réactions de décomposition peuvent être considérées comme l'inverse du composé.

Réactions de substitution les réactions chimiques sont appelées, à la suite desquelles un atome ou un groupe d'atomes dans une molécule d'une substance est remplacé par un autre atome ou groupe d'atomes, par exemple:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2

Leur caractéristique distinctive est l'interaction d'une substance simple avec une substance complexe. De telles réactions existent également en chimie organique.
Cependant, le concept de « substitution » en matière organique est plus large qu'en chimie inorganique. Si dans la molécule de la substance de départ un atome ou groupe fonctionnel sont remplacés par un autre atome ou groupe, ce sont aussi des réactions de substitution, bien que du point de vue de la chimie inorganique, le processus ressemble à une réaction d'échange.
- échange (y compris neutralisation).
Échanger des réactions sont appelées réactions chimiques qui se déroulent sans changer les états d'oxydation des éléments et conduisent à l'échange composants réactifs, par exemple :
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Si possible, couler dans le sens inverse

Si possible, coulez dans le sens inverse - réversible et irréversible.

Réversible sont appelées réactions chimiques se produisant à une température donnée simultanément dans deux directions opposées avec des vitesses comparables. Lors de l'écriture des équations de telles réactions, le signe égal est remplacé par des flèches de sens opposé. L'exemple le plus simple de réaction réversible est la synthèse d'ammoniac par l'interaction d'azote et d'hydrogène :

N 2 + 3H 2 2NH 3

Irréversible sont appelées réactions qui se déroulent uniquement dans le sens direct, à la suite desquelles se forment des produits qui n'interagissent pas les uns avec les autres. Les irréversibles comprennent les réactions chimiques qui se traduisent par la formation de composés faiblement dissociés, la libération d'une grande quantité d'énergie, ainsi que celles dans lesquelles les produits finaux quittent la sphère réactionnelle sous forme gazeuse ou sous forme de précipité, par exemple Exemple:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O 2 = 2CaO

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

Effet thermique

Exothermique sont appelées réactions chimiques avec dégagement de chaleur. symbole les changements d'enthalpie (contenu calorifique) ΔH, et l'effet thermique de la réaction Q. Pour les réactions exothermiques, Q> 0, et ΔH< 0.

Endothermique sont appelées réactions chimiques qui se produisent avec l'absorption de chaleur. Pour les réactions endothermiques Q< 0, а ΔH > 0.

Les réactions composées seront généralement exothermiques et les réactions de décomposition seront endothermiques. Une rare exception est la réaction de l'azote avec l'oxygène - endothermique :
N2 + О2 → 2NO - Q

Phase

Homogène sont appelées réactions qui se déroulent dans un milieu homogène (substances homogènes, en une phase, par exemple, g-g, réactions en solutions).

Hétérogène sont appelées réactions qui se déroulent dans un milieu inhomogène, à la surface de contact des substances réagissant dans différentes phases, par exemple, solide et gazeux, liquide et gazeux, dans deux liquides non miscibles.

En utilisant le catalyseur

Un catalyseur est une substance qui accélère une réaction chimique.

Réactions catalytiques procéder uniquement en présence d'un catalyseur (notamment enzymatique).

Réactions non catalytiques aller en l'absence de catalyseur.

Par type de déconnexion

Les réactions homolytiques et hétérolytiques se distinguent selon le type de rupture d'une liaison chimique dans la molécule mère.

Homolytique sont appelées réactions dans lesquelles, à la suite de la rupture des liaisons, des particules se forment qui ont un électron non apparié - des radicaux libres.

Hétérolytique appelé les réactions procédant par la formation de particules ioniques - cations et anions.

• homolytique (gap égal, chaque atome reçoit 1 électron)
• hétérolytique (écart inégal - on obtient une paire d'électrons)

Radical Les réactions chimiques (en chaîne) impliquant des radicaux sont appelées, par exemple :

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl

Ionique les réactions chimiques impliquant des ions sont appelées par exemple :

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl ↓

Les réactions hétérolytiques sont dites électrophiles. composés organiques avec des électrophiles - particules transportant entières ou fractionnées charge positive... Ils sont classés en réactions de substitution électrophile et d'addition électrophile, par exemple :

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

Les nucléophiles sont des réactions hétérolytiques de composés organiques avec des nucléophiles - des particules qui portent une charge négative entière ou fractionnée. Ils sont classés en réactions de substitution nucléophile et d'addition nucléophile, par exemple :

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

Classification des réactions organiques

La classification des réactions organiques est présentée dans le tableau :

V science moderne faire la distinction entre les réactions chimiques et nucléaires résultant de l'interaction de substances initiales, qui sont généralement appelées réactifs. Cela produit d'autres produits chimiques appelés aliments. Toutes les interactions se produisent dans certaines conditions (température, rayonnement, présence de catalyseurs, etc.). Les noyaux atomiques des réactifs des réactions chimiques ne changent pas. Dans les transformations nucléaires, de nouveaux noyaux et particules sont formés. Il existe plusieurs signes différents qui déterminent les types de réactions chimiques.

La classification peut être basée sur le nombre de substances de départ et résultantes. Dans ce cas, tous les types de réactions chimiques sont divisés en cinq groupes:

1. Décomposition (plusieurs nouveaux sont obtenus à partir d'une substance), par exemple, décomposition par chauffage en chlorure de potassium et oxygène : KCLO3 → 2KCL + 3O2.
2. Composés (deux ou plusieurs composés en forment un nouveau), interagissant avec l'eau, l'oxyde de calcium se transforme en hydroxyde de calcium : H2O + CaO → Ca (OH) 2 ;
3. Substitutions (le nombre de produits est égal au nombre de substances de départ dans lesquelles un composant est remplacé par un autre), le fer dans le sulfate de cuivre, remplaçant le cuivre, forme du sulfate ferreux : Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
4. Double échange (les molécules de deux substances échangent les parties qui les quittent), les métaux entrent et échangent des anions, formant de l'iodure d'argent et du nitrate de cadium précipités : KI + AgNO3 → AgI ↓ + KNO3.
5. Transformation polymorphe (il y a une transition d'une substance d'une forme cristalline à une autre), l'iodure de couleur lorsqu'il est chauffé se transforme en iodure de mercure couleur jaune: HgI2 (rouge) ↔ HgI2 (jaune).

Si les transformations chimiques sont considérées sur la base d'un changement de l'état d'oxydation des éléments dans les substances en réaction, les types de réactions chimiques peuvent être divisés en groupes :

1. Avec un changement de l'état d'oxydation - réactions redox (ORR). A titre d'exemple, considérons l'interaction du fer avec l'acide chlorhydrique : Fe + HCL → FeCl2 + H2, en conséquence, l'état d'oxydation du fer (agent réducteur qui donne des électrons) est passé de 0 à -2, et de l'hydrogène (agent oxydant qui accepte des électrons) de +1 à 0 ...
2. Pas de changement de l'état d'oxydation (c'est-à-dire pas de redox). Par exemple, les réactions d'interaction acide-base du bromure d'hydrogène avec l'hydroxyde de sodium: HBr + NaOH → NaBr + H2O, à la suite de telles réactions, du sel et de l'eau se forment, et les états d'oxydation des éléments chimiques inclus dans le départ les matériaux ne changent pas.

Si nous considérons également le débit dans les sens aller et retour, alors tous les types de réactions chimiques peuvent également être divisés en deux groupes :

1. Réversibles - ceux qui s'écoulent simultanément dans deux directions. La plupart des réactions sont réversibles. Un exemple est la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau avec formation d'acide carbonique instable, qui se décompose en matières premières : H2O + CO2 H2CO3.
2. Irréversible - ils ne coulent que dans le sens aller, après la consommation complète de l'une des substances initiales, ils sont terminés, après quoi il n'y a que des produits et la substance d'origine prise en excès. Typiquement, l'un des produits est soit une matière insoluble précipitée, soit un gaz dégagé. Par exemple, l'interaction de l'acide sulfurique et du chlorure de baryum : H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4 ↓ + 2HCl précipite insoluble

Les types de réactions chimiques en chimie organique peuvent être divisés en quatre groupes :

1. Substitution (certains atomes ou groupes d'atomes sont remplacés par d'autres), par exemple, lorsque le chloroéthane interagit avec l'hydroxyde de sodium, il se forme de l'éthanol et du chlorure de sodium : C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, c'est-à-dire que l'atome de chlore est remplacé par un hydrogène atome.
2. Attachement (deux molécules réagissent et n'en forment qu'un), par exemple, le brome est attaché au site de la rupture de la double liaison dans la molécule d'éthylène : Br2 + CH2 = CH2 → BrCH2 — CH2Br.
3. Clivage (une molécule se décompose en deux molécules ou plus), par exemple, dans certaines conditions, l'éthanol se décompose en éthylène et eau : C2H5OH → CH2 = CH2 + H2O.
4. Réarrangement (isomérisation lorsqu'une molécule se transforme en une autre, mais la composition qualitative et quantitative des atomes qu'elle contient ne change pas), par exemple, le 3-chlorouthène-1 (C4H7CL) est converti en 1 chlorobutène-2 ​​(C4H7CL). Ici, l'atome de chlore est passé du troisième atome de carbone de la chaîne hydrocarbonée au premier, et la double liaison a connecté les premier et deuxième atomes de carbone, puis a commencé à connecter les deuxième et troisième atomes.

D'autres types de réactions chimiques sont connus :

1. Par écoulement avec absorption (endothermique) ou dégagement de chaleur (exothermique).
2. Par le type de réactifs ou de produits en interaction formés. Interaction avec l'eau - hydrolyse, avec l'hydrogène - hydrogénation, avec l'oxygène - oxydation ou combustion. Séparation de l'eau - déshydratation, hydrogène - déshydrogénation, etc.
3. Selon les conditions d'interaction : en présence sous l'influence de faibles ou haute température, lorsque la pression change, à la lumière et ainsi de suite.
4. Selon le mécanisme de la réaction : réactions ioniques, radicalaires ou en chaîne.

Les réactions chimiques doivent être distinguées des réactions nucléaires. À la suite de réactions chimiques nombre total les atomes de chaque élément chimique et sa composition isotopique ne changent pas. Les réactions nucléaires sont une autre affaire - les processus de transformation des noyaux atomiques à la suite de leur interaction avec d'autres noyaux ou particules élémentaires, par exemple, la transformation de l'aluminium en magnésium :

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

La classification des réactions chimiques est multiforme, c'est-à-dire qu'elle peut être basée sur divers signes. Mais sous l'un de ces signes peuvent être attribuées des réactions à la fois entre les substances inorganiques et entre les substances organiques.

Considérons la classification des réactions chimiques selon divers critères.

I. Par le nombre et la composition des réactifs

Réactions sans changer la composition des substances.

En chimie inorganique, de telles réactions incluent les processus d'obtention de modifications allotropiques d'un élément chimique, par exemple :

C (graphite) ↔ C (diamant)
S (rhombique) ↔ S (monoclinique)
P (blanc) P (rouge)
Sn (étain blanc) ↔ Sn (étain gris)
3O 2 (oxygène) ↔ 2O 3 (ozone)

En chimie organique, ce type de réaction peut être attribué à des réactions d'isomérisation, qui se déroulent sans changer non seulement la composition qualitative, mais aussi quantitative des molécules de substances, par exemple :

1. Isomérisation des alcanes.

La réaction d'isomérisation des alcanes a une grande importance pratique, car les hydrocarbures d'isostroénie ont une capacité de détonation plus faible.

2. Isomérisation des alcènes.

3. Isomérisation des alcynes (réaction d'AE Favorsky).

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

éthylacétylène dimétlacétylène

4. Isomérisation des haloalcanes (A.E. Favorsky, 1907).

5. Isomérisation du cyanite d'ammonium lors du chauffage.

L'urée a été synthétisée pour la première fois par F. Wöhler en 1828 par isomérisation du cyanate d'ammonium lorsqu'il est chauffé.

Réactions impliquant un changement dans la composition de la matière

Quatre types de telles réactions peuvent être distingués : composé, décomposition, substitution et échange.

1. Les réactions d'un composé sont des réactions dans lesquelles une substance complexe est formée de deux substances ou plus.

En chimie inorganique, toute la variété des réactions composées peut être envisagée, par exemple, par l'exemple des réactions d'obtention de l'acide sulfurique à partir du soufre :

1. Obtention de l'oxyde de soufre (IV) :

S + O 2 = SO - un complexe est formé de deux substances simples.

2. Obtention de l'oxyde de soufre (VI) :

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - un complexe est formé à partir d'une substance simple et complexe.

3. Obtention de l'acide sulfurique :

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - un complexe est formé de deux substances complexes.

Un exemple de réaction composée dans laquelle une substance complexe est formée à partir de plus de deux matières premières est l'étape finale d'obtention acide nitrique:

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

En chimie organique, les réactions composées sont communément appelées "réactions d'addition". Toute la variété de telles réactions peut être envisagée à l'aide de l'exemple d'un bloc de réactions caractérisant les propriétés de substances insaturées, par exemple l'éthylène :

1. Réaction d'hydrogénation - ajout d'hydrogène :

CH 2 = CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

éthène → éthane

2. Réaction d'hydratation - ajout d'eau.

3. Réaction de polymérisation.

2. Les réactions de décomposition sont des réactions dans lesquelles plusieurs nouvelles substances sont formées à partir d'une substance complexe.

En chimie inorganique, toute la variété de telles réactions peut être envisagée sur le bloc des réactions d'obtention d'oxygène par des méthodes de laboratoire :

1. Décomposition de l'oxyde de mercure (II) - deux substances simples sont formées à partir d'une substance complexe.

2. Décomposition du nitrate de potassium - à partir d'une substance complexe, un simple et un complexe se forment.

3. Décomposition du permanganate de potassium - à partir d'une substance complexe, deux complexes et une simple, c'est-à-dire trois nouvelles substances, se forment.

En chimie organique, les réactions de décomposition peuvent être envisagées sur le bloc des réactions de production d'éthylène en laboratoire et en industrie :

1. La réaction de déshydratation (élimination de l'eau) de l'éthanol :

2 H 5 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2. La réaction de déshydrogénation (élimination de l'hydrogène) de l'éthane :

CH 3 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2

ou CH 3 -CH 3 → 2C + ZN 2

3. Réaction de fissuration (éclatement) du propane :

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + CH 4

3. Les réactions de substitution sont des réactions à la suite desquelles les atomes d'une substance simple remplacent les atomes d'un élément dans une substance complexe.

En chimie inorganique, un exemple de tels processus est un bloc de réactions caractérisant les propriétés, par exemple, des métaux :

1. Interaction des métaux alcalins ou alcalino-terreux avec l'eau :

2Na + 2Н 2 O = 2NаОН + Н 2

2. Interaction des métaux avec les acides en solution :

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Interaction des métaux avec les sels en solution :

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Métallothermie :

2Аl + r 2 O 3 → Аl 2 O 3 + 2Сr

Le sujet de l'étude de la chimie organique n'est pas des substances simples, mais seulement des composés. Ainsi, à titre d'exemple de réaction de substitution, donnons la propriété la plus caractéristique des composés limitants, en particulier le méthane, - la capacité de ses atomes d'hydrogène à être remplacés par des atomes d'halogène. Un autre exemple est la bromation d'un composé aromatique (benzène, toluène, aniline).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

benzène → bromobenzène

Faisons attention à la particularité de la réaction de substitution dans les substances organiques : à la suite de telles réactions, il ne se forme pas une substance simple et complexe, comme en chimie inorganique, mais deux substances complexes.

En chimie organique, les réactions de substitution incluent également certaines réactions entre deux substances complexes, par exemple la nitration du benzène. C'est formellement une réaction d'échange. Le fait qu'il s'agisse d'une réaction de substitution n'apparaît clairement qu'en considérant son mécanisme.

4. Les réactions d'échange sont des réactions dans lesquelles deux substances complexes échangent leurs éléments constitutifs

Ces réactions caractérisent les propriétés des électrolytes et dans les solutions se déroulent selon la règle de Berthollet, c'est-à-dire seulement si le résultat est un précipité, un gaz ou une substance à faible dissociation (par exemple, H 2 O).

En chimie inorganique, il peut s'agir d'un bloc de réactions qui caractérisent par exemple les propriétés des alcalis :

1. La réaction de neutralisation, procédant à la formation de sel et d'eau.

2. La réaction entre l'alcali et le sel, procédant à la formation de gaz.

3. La réaction entre l'alcali et le sel, procédant à la formation d'un précipité :

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

ou sous forme ionique :

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

En chimie organique, on peut considérer un bloc de réactions qui caractérisent, par exemple, les propriétés de l'acide acétique :

1. La réaction procédant à la formation d'un électrolyte faible - Н 2 O :

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

2. La réaction procédant à la formation de gaz :

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

3. La réaction procédant à la formation d'un précipité :

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. En changeant les états d'oxydation des éléments chimiques qui forment des substances

Sur cette base, on distingue les réactions suivantes :

1. Réactions procédant à un changement des états d'oxydation des éléments, ou réactions redox.

Celles-ci incluent de nombreuses réactions, y compris toutes les réactions de substitution, ainsi que les réactions composées et de décomposition dans lesquelles au moins une substance simple est impliquée, par exemple :

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

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

Les réactions d'oxydoréduction complexes sont composées à l'aide de la méthode de la balance électronique.

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

En chimie organique, les propriétés des aldéhydes peuvent servir d'exemple frappant de réactions redox.

1. Ils sont réduits aux alcools correspondants :

Les aldécides sont oxydés en acides correspondants :

2. Réactions se déroulant sans changer les états d'oxydation des éléments chimiques.

Celles-ci incluent, par exemple, toutes les réactions d'échange d'ions, ainsi que de nombreuses réactions composées, de nombreuses réactions de décomposition, des réactions d'estérification :

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. Effet thermique

Selon l'effet thermique, les réactions sont divisées en exothermiques et endothermiques.

1. Les réactions exothermiques se déroulent avec la libération d'énergie.

Ceux-ci incluent presque toutes les réactions composées. De rares exceptions sont les réactions endothermiques pour la synthèse d'oxyde nitrique (II) à partir d'azote et d'oxygène et la réaction d'hydrogène gazeux avec de l'iode solide.

Les réactions exothermiques qui se produisent avec la libération de lumière sont appelées réactions de combustion. L'hydrogénation de l'éthylène est un exemple de réaction exothermique. Il fonctionne à température ambiante.

2. Les réactions endothermiques se déroulent avec l'absorption d'énergie.

Évidemment, presque toutes les réactions de décomposition s'appliqueront à eux, par exemple :

1. Cuisson du calcaire

2. Craquage du butane

La quantité d'énergie libérée ou absorbée à la suite de la réaction est appelée l'effet thermique de la réaction, et l'équation d'une réaction chimique indiquant cet effet est appelée l'équation thermochimique :

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

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

IV. Selon l'état d'agrégation des réactifs (composition de phase)

Selon l'état d'agrégation des substances réagissantes, on les distingue :

1. Réactions hétérogènes - réactions dans lesquelles les réactifs et les produits de réaction sont dans différents états d'agrégation (dans différentes phases).

2. Réactions homogènes - réactions dans lesquelles les réactifs et les produits de réaction sont dans le même état d'agrégation(en une phase).

V. Par la participation du catalyseur

Par la participation du catalyseur, on distingue :

1. Réactions non catalytiques sans la participation d'un catalyseur.

2. Réactions catalytiques impliquant un catalyseur. Étant donné que toutes les réactions biochimiques se produisant dans les cellules d'organismes vivants ont lieu avec la participation de catalyseurs biologiques spéciaux de nature protéique - enzymes, elles appartiennent toutes à catalytique ou, plus précisément, enzymatique. Il est à noter que plus de 70 % des industries chimiques utilisent des catalyseurs.

Vi. Envers

La direction se distingue :

1. Les réactions irréversibles se déroulent dans ces conditions dans un seul sens. Celles-ci incluent toutes les réactions d'échange accompagnées de la formation d'un précipité, de gaz ou de substance faiblement dissociante (eau) et toutes les réactions de combustion.

2. Les réactions réversibles dans ces conditions se déroulent simultanément dans deux directions opposées. L'écrasante majorité de ces réactions.

En chimie organique, le signe de la réversibilité se traduit par les noms - les antonymes des processus :

Hydrogénation - déshydrogénation,

Hydratation - déshydratation,

Polymérisation - dépolymérisation.

Toutes les réactions d'estérification (le processus inverse, comme vous le savez, s'appelle hydrolyse) et d'hydrolyse des protéines, esters, glucides, polynucléotides sont réversibles. La réversibilité de ces processus sous-tend la propriété la plus importante d'un organisme vivant - le métabolisme.

VII. On distingue le mécanisme d'écoulement :

1. Des réactions radicales se produisent entre les radicaux et les molécules formées au cours de la réaction.

Comme vous le savez déjà, dans toutes les réactions, les anciennes liaisons chimiques sont rompues et de nouvelles liaisons chimiques se forment. La méthode de rupture de la liaison dans les molécules de la substance mère détermine le mécanisme (chemin) de la réaction. Si une substance est formée en raison d'une liaison covalente, il peut y avoir deux manières de rompre cette liaison : hémolytique et hétérolytique. Par exemple, pour les molécules Cl 2 , CH 4, etc., une rupture hémolytique de liaisons est réalisée, elle conduira à la formation de particules avec des électrons non appariés, c'est-à-dire des radicaux libres.

Les radicaux se forment le plus souvent lorsque les liaisons sont rompues, dans lesquelles les paires d'électrons communes sont réparties à peu près également entre les atomes (liaison covalente non polaire), mais de nombreux connexions polaires peut également se rompre de la même manière, notamment lorsque la réaction a lieu en phase gazeuse et sous l'influence de la lumière, comme par exemple dans le cas des procédés ci-dessus - l'interaction de C 12 et CH 4 -. Les radicaux sont très réactifs car ils ont tendance à compléter leur couche électronique en prenant un électron d'un autre atome ou molécule. Par exemple, lorsqu'un radical chlore entre en collision avec une molécule d'hydrogène, il provoque la rupture d'une paire d'électrons commune qui lie les atomes d'hydrogène et forme une liaison covalente avec l'un des atomes d'hydrogène. Le deuxième atome d'hydrogène, devenant un radical, forme une paire d'électrons commune avec un électron non apparié de l'atome de chlore de la molécule Cl 2 en désintégration, à la suite de laquelle un radical chlore apparaît, qui attaque une nouvelle molécule d'hydrogène, etc.

Les réactions représentant une chaîne de transformations successives sont appelées réactions en chaîne. Pour le développement de la théorie des réactions en chaîne, deux chimistes exceptionnels - notre compatriote N. N. Semenov et l'Anglais S. A. Hinshelwood - ont reçu le prix Nobel.
La réaction de substitution entre le chlore et le méthane se déroule de manière similaire :

La plupart des réactions de combustion de substances organiques et inorganiques, la synthèse de l'eau, de l'ammoniac, la polymérisation de l'éthylène, du chlorure de vinyle, etc. se déroulent selon le mécanisme radicalaire.

2. Des réactions ioniques ont lieu entre les ions déjà présents ou formés au cours de la réaction.

Typique réactions ioniques est l'interaction entre les électrolytes en solution. Les ions se forment non seulement lors de la dissociation des électrolytes dans les solutions, mais aussi sous l'influence de décharges électriques, de chauffage ou de rayonnement. Les rayons gamma, par exemple, convertissent les molécules d'eau et de méthane en ions moléculaires.

Selon un autre mécanisme ionique, des réactions d'addition aux alcènes d'halogénures d'hydrogène, d'hydrogène, d'halogènes, d'oxydation et de déshydratation d'alcools, de substitution d'alcool hydroxyle par un halogène se produisent ; réactions caractérisant les propriétés des aldéhydes et des acides. Dans ce cas, des ions se forment lors de la rupture hétérolytique des liaisons polaires covalentes.

VIII. Par type d'énergie,

réaction d'amorçage sont distingués :

1. Réactions photochimiques. Ils sont initiés par l'énergie lumineuse. En plus des processus photochimiques susmentionnés de synthèse de HCl ou de réaction du méthane avec le chlore, ceux-ci incluent la production d'ozone dans la troposphère en tant que polluant atmosphérique secondaire. Dans ce cas, l'oxyde nitrique (IV) agit comme le principal, qui forme des radicaux d'oxygène sous l'influence de la lumière. Ces radicaux interagissent avec les molécules d'oxygène pour produire de l'ozone.

L'ozone se forme tout le temps tant qu'il y a suffisamment de lumière, car le NO peut interagir avec les molécules d'oxygène pour former le même NO 2. L'accumulation d'ozone et d'autres polluants atmosphériques secondaires peut entraîner un smog photochimique.

Ce type de réaction comprend également le processus le plus important qui se déroule dans les cellules végétales - la photosynthèse, dont le nom parle de lui-même.

2. Réactions aux radiations. Ils sont initiés par des rayonnements de haute énergie - rayons X, rayonnement nucléaire (rayons γ, particules - He 2+, etc.). À l'aide de réactions de rayonnement, une radiopolymérisation très rapide, une radiolyse (décomposition par rayonnement), etc. sont effectuées.

Par exemple, au lieu d'une production en deux étapes de phénol à partir de benzène, il peut être obtenu par l'interaction du benzène avec l'eau sous l'action d'un rayonnement. Dans ce cas, les radicaux [OH] et [H] sont formés à partir de molécules d'eau, avec lesquelles le benzène réagit pour former du phénol :

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

La vulcanisation du caoutchouc peut être effectuée sans soufre par radiovulcanisation, et le caoutchouc résultant ne sera pas pire que le caoutchouc traditionnel.

3. Réactions électrochimiques. ils sont initiés électricité... En plus des réactions d'électrolyse qui vous sont bien connues, nous rappelons également les réactions d'électrosynthèse, par exemple, les réactions de production industrielle d'oxydants inorganiques

4. Réactions thermochimiques. ils sont initiés l'énérgie thermique... Celles-ci incluent toutes les réactions endothermiques et de nombreuses réactions exothermiques, pour le début desquelles un apport initial de chaleur est requis, c'est-à-dire le démarrage du processus.

La classification ci-dessus des réactions chimiques est reflétée dans le diagramme.

La classification des réactions chimiques, comme toutes les autres classifications, est conditionnelle. Les scientifiques ont convenu de diviser les réactions en certains types selon les caractéristiques qu'ils ont distinguées. Mais la plupart des transformations chimiques peuvent être attribuées à différents types... Par exemple, faisons une description du processus de synthèse de l'ammoniac.

Il s'agit d'une réaction composée, redox, exothermique, réversible, catalytique, hétérogène (plus précisément hétérogène catalytique), se déroulant avec une pression décroissante dans le système. Toutes les informations fournies doivent être prises en compte pour gérer avec succès le processus. Une réaction chimique spécifique est toujours multi-qualité, elle se caractérise par différents signes.

Les réactions chimiques, leurs propriétés, types, conditions d'occurrence et autres, sont l'une des pierres angulaires d'une science intéressante appelée chimie. Essayons de comprendre ce qu'est une réaction chimique et quel est son rôle. Ainsi, une réaction chimique en chimie est considérée comme la transformation d'une ou plusieurs substances en d'autres substances. Dans ce cas, leurs noyaux ne changent pas (contrairement aux réactions nucléaires), mais une redistribution des électrons et des noyaux se produit et, bien sûr, de nouveaux éléments chimiques apparaissent.

Réactions chimiques dans la nature et la vie quotidienne

Vous et moi sommes entourés de réactions chimiques. De plus, nous effectuons nous-mêmes régulièrement diverses actions quotidiennes, lorsque, par exemple, nous allumons une allumette. Surtout beaucoup de réactions chimiques elles-mêmes, sans se douter (et peut-être même se douter), font les chefs lorsqu'ils préparent des aliments.

Bien sûr, en conditions naturelles de nombreuses réactions chimiques ont lieu : l'éruption d'un volcan, du feuillage et des arbres, mais que puis-je dire, presque tous les processus biologiques peuvent être attribués à des exemples de réactions chimiques.

Types de réactions chimiques

Toutes les réactions chimiques peuvent être grossièrement divisées en simples et complexes. Les réactions chimiques simples, à leur tour, sont divisées en:

• réactions composées,
• réactions de décomposition,
• réactions de substitution,
• échanger des réactions.

Réaction chimique d'un composé

Selon la définition très juste du grand chimiste DI Mendeleev, la réaction de combinaison a lieu lorsque "l'une des deux substances se produit". Un exemple de réaction chimique d'un composé peut être le chauffage de poudres de fer et de soufre, dans lesquelles du sulfure de fer - Fe + S = FeS est formé à partir de celles-ci. Un autre exemple frappant de cette réaction est la combustion de substances simples telles que le soufre ou le phosphore dans l'air (une réaction similaire peut également être appelée réaction chimique thermique).

Réaction de décomposition chimique

C'est simple, la réaction de décomposition est l'inverse de la réaction composée. Avec lui, deux substances ou plus sont obtenues à partir d'une substance. Un exemple simple une réaction de décomposition chimique peut être une réaction de décomposition de la craie, au cours de laquelle la craie elle-même se forme chaux vive et gaz carbonique.

Réaction chimique de substitution

La réaction de substitution est réalisée lorsqu'une substance simple interagit avec une substance complexe. Donnons un exemple de réaction de substitution chimique : si vous plongez un clou en acier dans une solution avec du sulfate de cuivre, alors au cours de cette simple expérience chimique nous aurons pierre à encre(le fer déplacera le cuivre du sel). L'équation d'une telle réaction chimique ressemblera à ceci :

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Réaction d'échange chimique

Les réactions d'échange ont lieu exclusivement entre complexes produits chimiques, au cours de laquelle ils changent de pièces. De nombreuses réactions de ce type ont lieu dans diverses solutions. Neutralisation acide avec la bile - ici bon exemple réaction d'échange chimique.

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

C'est l'équation chimique de cette réaction, dans laquelle l'ion hydrogène du composé HCl est échangé avec l'ion sodium du composé NaOH. La conséquence de cette réaction chimique est la formation d'une solution de chlorure de sodium.

Signes de réactions chimiques

Par les signes de l'apparition de réactions chimiques, on peut juger si une réaction chimique entre les réactifs est passée ou non. Voici quelques exemples de signes de réactions chimiques :

• Changement de couleur (le fer léger, par exemple, dans l'air humide se recouvre d'un revêtement brun, à la suite d'une réaction chimique de l'interaction du fer et).
• Précipitation (si du dioxyde de carbone est soudainement passé à travers la solution de chaux, nous obtenons la précipitation d'un précipité blanc insoluble de carbonate de calcium).
• Dégagement de gaz (si vous gouttez sur bicarbonate de soude acide citrique vous obtenez un dégagement de dioxyde de carbone).
• Formation de substances faiblement dissociées (toutes les réactions aboutissant à la formation d'eau).
• La lueur d'une solution (un exemple ici est les réactions qui se produisent avec une solution de luminol, qui émet de la lumière lors de réactions chimiques).

En général, il est difficile d'identifier quels signes de réactions chimiques sont les principaux, par différentes substances et différentes réactions ont leurs propres caractéristiques.

Comment identifier le signe d'une réaction chimique

Vous pouvez déterminer visuellement le signe d'une réaction chimique (avec un changement de couleur, une lueur) ou par les résultats de cette réaction même.

Taux de réaction chimique

La vitesse d'une réaction chimique est généralement comprise comme la variation de la quantité d'un des réactifs par unité de temps. De plus, la vitesse d'une réaction chimique est toujours une valeur positive. En 1865, le chimiste NN Beketov a formulé la loi d'action de masse, qui stipule que "la vitesse d'une réaction chimique à chaque instant est proportionnelle aux concentrations de réactifs élevées à des puissances égales à leurs coefficients stoechiométriques".

Les facteurs de la vitesse d'une réaction chimique comprennent :

• la nature des substances réagissantes,
• présence d'un catalyseur,
• Température,
• pression,
• la surface des réactifs.

Tous ont l'effet le plus direct sur la vitesse de la réaction chimique.

Équilibre d'une réaction chimique

L'équilibre chimique est un état d'un système chimique dans lequel plusieurs réactions chimiques ont lieu et les taux de chaque paire de réactions directes et inverses sont égaux. Ainsi, la constante d'équilibre d'une réaction chimique est attribuée - c'est la valeur qui détermine pour une réaction chimique donnée le rapport entre les activités thermodynamiques des matières premières et des produits en état d'équilibre chimique. Connaissant la constante d'équilibre, vous pouvez déterminer la direction de la réaction chimique.

Conditions d'occurrence des réactions chimiques

Pour initier des réactions chimiques, il est nécessaire de créer les conditions appropriées pour cela :

• mettre des substances en contact étroit.
• chauffer des substances à une certaine température(la température de la réaction chimique doit être adaptée).

L'effet thermique d'une réaction chimique

C'est le nom de la modification de l'énergie interne du système à la suite du déroulement d'une réaction chimique et de la transformation des substances initiales (réactifs) en produits de réaction en quantités correspondant à l'équation de la réaction chimique sous la forme suivante conditions:

• seul travaux possibles dans ce cas, il n'y a de travail que contre la pression extérieure.
• les matières premières et les produits obtenus à la suite d'une réaction chimique ont la même température.

Réactions chimiques, vidéo

Et en conclusion, une vidéo intéressante sur les réactions chimiques les plus étonnantes.