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 repose sur le changement de l'état d'oxydation des éléments qui forment les réactifs et les produits.
a) rédox
b) sans changer l'état d'oxydation
Rédox sont appelées réactions accompagnées d'un changement des états d'oxydation éléments chimiques, inclus dans les réactifs. Les réactions redox en chimie inorganique comprennent toutes les réactions de substitution et les réactions de décomposition et de combinaison dans lesquelles au moins une substance simple est impliquée. Les réactions qui se produisent sans modifier les états d'oxydation des éléments qui forment les réactifs et les produits de réaction comprennent toutes les réactions d'échange.

Selon 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 des réactions chimiques à la suite desquelles des molécules complexes sont obtenues à partir de plusieurs molécules plus simples, par exemple :
4Li + O2 = 2Li2O

Réactions de décomposition sont appelées réactions chimiques 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 les processus inverses de combinaison.

Réactions de substitution sont des réactions chimiques 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 particularité 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 chimie 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 également 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).
Échange de réactions sont des réactions chimiques qui se produisent sans modifier les états d'oxydation des éléments et conduisent à l'échange Composants réactifs, par exemple :
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Si possible, circulez dans le sens inverse

Si possible, écoulement dans le sens opposé - réversible et irréversible.

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

N 2 +3H 2 ↔2NH 3

Irréversible sont des réactions qui se produisent uniquement dans le sens direct, entraînant la formation de produits qui n’interagissent pas les uns avec les autres. Les réactions irréversibles comprennent les réactions chimiques qui entraînent la formation de composés peu 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. :

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

Par effet thermique

Exothermique sont appelées réactions chimiques qui se produisent avec le dégagement de chaleur. Symbole changement d'enthalpie (teneur thermique) ΔH et effet thermique de la réaction Q. Pour les réactions exothermiques Q > 0 et ΔH< 0.

Endothermique sont des réactions chimiques qui impliquent l’absorption de chaleur. Pour les réactions endothermiques Q< 0, а ΔH > 0.

Les réactions de composition seront généralement des réactions exothermiques et les réactions de décomposition seront endothermiques. Une rare exception est la réaction de l'azote avec l'oxygène - endothermique :
N2 + O2 → 2NO – Q

Par phase

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

Hétérogène sont des réactions qui se produisent dans un milieu hétérogène, sur la surface de contact de substances réactives situées dans différentes phases, par exemple, solide et gazeux, liquide et gazeux, dans deux liquides non miscibles.

Selon l'utilisation du catalyseur

Un catalyseur est une substance qui accélère une réaction chimique.

Réactions catalytiques ne se produisent qu'en présence d'un catalyseur (y compris enzymatique).

Réactions non catalytiques partir en l’absence de catalyseur.

Par type d'indemnité de départ

Les réactions homolytiques et hétérolytiques se distinguent en fonction du type de clivage de la liaison chimique dans la molécule de départ.

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

Hétérolytique sont des réactions qui se produisent par la formation de particules ioniques – cations et anions.

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

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

CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl

Ionique sont des réactions chimiques qui se produisent avec la participation d'ions, par exemple :

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓

Les réactions hétérolytiques sont dites électrophiles. composés organiques avec électrophiles - particules portant des entiers ou des fractions charge positive. Ils sont divisés 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 réactions nucléophiles sont des réactions hétérolytiques de composés organiques avec des nucléophiles - des particules portant une charge négative totale ou fractionnaire. Ils sont divisés 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 donnée dans le tableau :

DANS science moderne faire la distinction entre les réactions chimiques et nucléaires qui se produisent à la suite de l'interaction de substances de départ, généralement appelées réactifs. En conséquence, d’autres produits chimiques se forment, appelés produits. Toutes les interactions se produisent sous certaines conditions (température, rayonnement, présence de catalyseurs, etc.). Les noyaux des atomes des réactifs des réactions chimiques ne changent pas. Lors des transformations nucléaires, de nouveaux noyaux et particules se forment. Il existe plusieurs signes différents permettant de déterminer les types de réactions chimiques.

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

1. Décompositions (plusieurs nouvelles sont obtenues à partir d'une substance), par exemple, décomposition lorsqu'elle est chauffée 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. Substitution (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 précipité et du nitrate de cadium : KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3.
5. Transformation polymorphe (une substance passe d'une forme cristalline à une autre), lorsqu'elle est chauffée, l'iodure de couleur se transforme en iodure de mercure couleur jaune: HgI2 (rouge) ↔ HgI2 (jaune).

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

1. Avec un changement dans le degré d'oxydation - réactions redox (ORR). A titre d'exemple, on peut considérer l'interaction du fer avec l'acide chlorhydrique : Fe + HCL → FeCl2 + H2, de ce fait, l'état d'oxydation du fer (un agent réducteur qui donne des électrons) est passé de 0 à -2, et de l'hydrogène (un agent oxydant qui accepte les électrons) de +1 à 0 .
2. Sans changer l'état d'oxydation (c'est-à-dire pas ORR). Par exemple, la réaction acido-basique 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 les substances de départ ne le sont pas. changement.

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

1. Réversible - ceux qui circulent 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 substances de départ : H2O + CO2 ↔ H2CO3.
2. Irréversible - écoulement uniquement vers l'avant, après consommation complète de l'une des substances de départ, ils sont terminés, après quoi seuls les produits et la substance de départ pris en excès sont présents. Généralement, l'un des produits est soit une substance insoluble précipitée, soit un gaz libéré. Par exemple, lors de l'interaction de l'acide sulfurique et du chlorure de baryum : H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4↓ + 2HCl, un précipité insoluble

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

1. Substitution (un atome ou un groupe d'atomes est remplacé par d'autres), par exemple, lorsque le chloroéthane réagit avec l'hydroxyde de sodium, de l'éthanol et du chlorure de sodium se forment : C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, c'est-à-dire que l'atome de chlore est remplacé par un hydrogène. atome.
2. Addition (deux molécules réagissent et n'en forment qu'une), par exemple, le brome s'ajoute au site de rupture de la double liaison dans la molécule d'éthylène : Br2 + CH2=CH2 → BrCH2-CH2Br.
3. Élimination (une molécule se décompose en deux ou plusieurs molécules), 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-chloro-ruthène-1 (C4H7CL) se transforme en 1 chlorobutène-2 ​​(C4H7CL ). Ici, l'atome de chlore est passé du troisième atome de carbone de la chaîne d'hydrocarbures au premier, et la double liaison a relié le premier et le deuxième atome de carbone, puis a commencé à relier les deuxième et troisième atomes.

D'autres types de réactions chimiques sont également connus :

1. Ils se produisent avec absorption (endothermique) ou dégagement de chaleur (exothermique).
2. Par type de réactifs ou de produits en interaction formés. Interaction avec l'eau - hydrolyse, avec l'hydrogène - hydrogénation, avec l'oxygène - oxydation ou combustion. L’élimination de l’eau est une déshydratation, celle de l’hydrogène est une déshydrogénation, etc.
3. Selon les termes d'interaction : en présence sous l'influence de faibles ou haute température, lorsque la pression change, à la lumière, etc.
4. Selon le mécanisme réactionnel : 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 résultant 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 diverses caractéristiques. Mais chacune de ces caractéristiques peut inclure des réactions entre des substances inorganiques et organiques.

Considérons la classification des réactions chimiques selon divers critères.

I. Selon le nombre et la composition des substances réactives

Réactions qui se produisent sans modifier la composition des substances.

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

C (graphite) ↔ C (diamant)
S (orhombique) ↔ 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 inclure des réactions d'isomérisation, qui se produisent sans modifier non seulement la composition qualitative, mais également quantitative des molécules de substances, par exemple :

1. Isomérisation des alcanes.

La réaction d'isomérisation des alcanes a un grand importance pratique, car les hydrocarbures isocarbonés ont une plus faible capacité à exploser.

2. Isomérisation des alcènes.

3. Isomérisation des alcynes (réaction de A.E. Favorsky).

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

éthylacétylène diméthylacétylène

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

5. Isomérisation de la cyanite d'ammonium lorsqu'elle est chauffée.

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

Réactions qui se produisent avec un changement dans la composition d'une substance

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

1. Les réactions composées sont des réactions dans lesquelles une substance complexe est formée à partir de deux substances ou plus.

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

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

S + O 2 = SO - à partir de deux substances simples, une substance complexe est formée.

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

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - une substance complexe est formée de substances simples et complexes.

3. Préparation de l'acide sulfurique :

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - une substance complexe est formée de deux substances complexes.

Un exemple de réaction composée dans laquelle une substance complexe est formée à partir de plus de deux substances initiales est l'étape finale de la préparation. acide nitrique:

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

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 ces réactions peut être considérée dans le bloc des réactions de production d'oxygène par des méthodes de laboratoire :

1. Décomposition de l'oxyde de mercure (II) - deux simples sont formés 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 substances complexes et une substance simple se forment, c'est-à-dire trois nouvelles substances.

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

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

C 2 H 5 OH → CH 2 =CH 2 + H 2 O

2. 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 craquage (division) du propane :

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 =CH 2 + CH 4

3. Les réactions de substitution sont des réactions dans lesquelles des atomes d'une substance simple remplacent les atomes d'un élément d'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 + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

2. Interaction des métaux avec les acides en solution :

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2

3. Interaction des métaux avec les sels en solution :

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Métallothermie :

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Сr

Le sujet de l'étude de la chimie organique ne concerne pas les substances simples, mais uniquement les composés. Par conséquent, à titre d'exemple de réaction de substitution, nous présentons la propriété la plus caractéristique des composés saturés, en particulier du 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 composants

Ces réactions caractérisent les propriétés des électrolytes et se déroulent dans les solutions selon la règle de Berthollet, c'est-à-dire uniquement si le résultat est la formation d'un précipité, d'un gaz ou d'une substance légèrement dissociée (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. Réaction de neutralisation qui se produit avec formation de sel et d'eau.

2. La réaction entre l'alcali et le sel, qui se produit avec formation de gaz.

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

CuSO 4 + 2KOH = 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 qui se produit avec la formation d'un électrolyte faible - H 2 O :

CH 3 COOH + NaOH → Na(CH3COO) + H 2 O

2. Réaction qui se produit avec formation de gaz :

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

3. La réaction qui se produit avec 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 modifiant les états d'oxydation des éléments chimiques formant des substances

Sur la base de cette caractéristique, on distingue les réactions suivantes :

1. Réactions qui se produisent avec un changement dans les 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 de combinaison 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 redox 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 sont un exemple frappant de réactions redox.

1. Ils sont réduits aux alcools correspondants :

Les aldékydes sont oxydés en acides correspondants :

2. Réactions qui se produisent sans modifier les états d'oxydation des éléments chimiques.

Il s'agit par exemple de toutes les réactions d'échange d'ions, ainsi que de nombreuses réactions de composés, de nombreuses réactions de décomposition, des réactions d'estérification :

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. Par effet thermique

Sur la base de l'effet thermique, les réactions sont divisées en exothermiques et endothermiques.

1. Des réactions exothermiques se produisent avec la libération d'énergie.

Celles-ci incluent presque toutes les réactions composées. Une rare exception est la réaction endothermique de synthèse de l'oxyde nitrique (II) à partir de l'azote et de l'oxygène et la réaction de l'hydrogène gazeux avec l'iode solide.

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

2. Des réactions endothermiques se produisent lors de l’absorption d’énergie.

Évidemment, celles-ci incluront presque toutes les réactions de décomposition, par exemple :

1. Cuisson du calcaire

2. Fissuration du butane

La quantité d'énergie libérée ou absorbée à la suite d'une réaction est appelée effet thermique de la réaction, et l'équation d'une réaction chimique indiquant cet effet est appelée 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 substances en réaction (composition des phases)

Selon l'état d'agrégation des substances en réaction, 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 identiques état d'agrégation(en une seule phase).

V. Par participation catalyseur

En fonction de la participation du catalyseur, on distingue :

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

2. Réactions catalytiques se produisant avec la participation d'un catalyseur. Étant donné que toutes les réactions biochimiques se produisant dans les cellules des organismes vivants se produisent avec la participation de catalyseurs biologiques spéciaux de nature protéique - des enzymes, elles sont toutes catalytiques ou, plus précisément, enzymatiques. A noter que plus de 70 % des industries chimiques utilisent des catalyseurs.

VI. Vers

Selon la direction on les distingue :

1. Des réactions irréversibles se produisent dans des conditions données dans une seule direction. Il s'agit notamment de toutes les réactions d'échange accompagnées de formation d'un précipité, d'un gaz ou d'une substance légèrement dissociée (eau) et de 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 le sont.

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

Hydrogénation - déshydrogénation,

Hydratation - déshydratation,

Polymérisation - dépolymérisation.

Toutes les réactions d'estérification (le processus inverse, comme vous le savez, est appelé hydrolyse) et d'hydrolyse des protéines, des esters, des glucides et des polynucléotides sont réversibles. La réversibilité de ces processus est à la base de la propriété la plus importante d'un organisme vivant : le métabolisme.

VII. Selon le mécanisme d'écoulement, on les distingue :

1. Des réactions radicalaires 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 de départ détermine le mécanisme (chemin) de la réaction. Si une substance est formée par une liaison covalente, il peut alors y avoir deux manières de rompre cette liaison : hémolytique et hétérolytique. Par exemple, pour les molécules Cl 2, CH 4, etc., un clivage hémolytique des liaisons est réalisé, il 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 des liaisons sont rompues dans lesquelles les paires d'électrons partagées sont réparties à peu près également entre les atomes (liaison covalente non polaire), mais de nombreux liaisons polaires peut également se rompre de manière similaire, en particulier lorsque la réaction a lieu en phase gazeuse et sous l'influence de la lumière, comme par exemple dans le cas des processus évoqués 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 de la paire électronique commune liant les atomes d'hydrogène et forme une liaison covalente avec l'un des atomes d'hydrogène. Le deuxième atome d'hydrogène, devenu radical, forme une paire d'électrons commune avec l'électron non apparié de l'atome de chlore de la molécule Cl 2 qui s'effondre, ce qui entraîne la formation d'un radical chlore qui attaque une nouvelle molécule d'hydrogène, etc.

Les réactions qui représentent 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 la même manière :

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

2. Les réactions ioniques se produisent entre les ions déjà présents ou formés lors 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 également sous l'action de décharges électriques, d'échauffement 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 d'halogénures d'hydrogène, d'hydrogène, d'halogènes aux alcènes, d'oxydation et de déshydratation des alcools, de remplacement de l'alcool hydroxyle par un halogène se produisent ; réactions caractérisant les propriétés des aldéhydes et des acides. Dans ce cas, les ions sont formés par clivage hétérolytique de liaisons covalentes polaires.

VIII. Selon le type d'énergie

initiant la réaction, on distingue :

1. Réactions photochimiques. Ils sont initiés par l’énergie lumineuse. Outre les processus photochimiques de synthèse de HCl ou de réaction du méthane avec le chlore évoqués ci-dessus, ceux-ci incluent la production d'ozone dans la troposphère en tant que polluant atmosphérique secondaire. Le rôle principal dans ce cas est l'oxyde nitrique (IV), qui, sous l'influence de la lumière, forme des radicaux oxygène. Ces radicaux interagissent avec les molécules d’oxygène, formant ainsi de l’ozone.

La formation d'ozone se produit 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 inclut également le processus le plus important se produisant dans les cellules végétales : la photosynthèse, dont le nom parle de lui-même.

2. Réactions aux radiations. Ils sont initiés par des rayonnements à haute énergie - rayons X, rayonnements nucléaires (rayons γ, particules a - He 2+, etc.). A l'aide de réactions radiologiques, on réalise une radiopolymérisation très rapide, une radiolyse (décomposition par rayonnement), etc.

Par exemple, au lieu de produire du phénol à partir du benzène en deux étapes, celui-ci peut être obtenu en faisant réagir le benzène avec de l'eau sous l'influence 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 réalisée sans soufre par radiovulcanisation, et le caoutchouc obtenu ne sera pas pire que le caoutchouc traditionnel.

3. Réactions électrochimiques. Ils sont initiés par électricité. En plus des réactions d'électrolyse bien connues, nous indiquerons également les réactions d'électrosynthèse, par exemple les réactions pour la production industrielle d'oxydants inorganiques.

4. Réactions thermochimiques. Ils sont initiés par l'énérgie thermique. Celles-ci incluent toutes les réactions endothermiques et de nombreuses réactions exothermiques, dont le démarrage nécessite un apport initial de chaleur, c'est-à-dire le démarrage du processus.

La classification des réactions chimiques discutée ci-dessus 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 identifiées. Mais la plupart des transformations chimiques peuvent être attribuées à différents types. Par exemple, caractérisons le processus de synthèse de l'ammoniac.

Il s'agit d'une réaction composée, redox, exothermique, réversible, catalytique, hétérogène (plus précisément hétérogène-catalytique), se produisant avec une diminution de la pression dans le système. Pour réussir à gérer le processus, il est nécessaire de prendre en compte toutes les informations fournies. Une réaction chimique spécifique est toujours multi-qualitative et se caractérise par différentes caractéristiques.

Les réactions chimiques, leurs propriétés, types, conditions d’apparition, etc., constituent l’un des piliers fondamentaux 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 dans la vie quotidienne

Vous et moi sommes entourés de réactions chimiques, d'ailleurs nous les réalisons régulièrement nous-mêmes à travers diverses actions du quotidien, lorsque, par exemple, nous allumons une allumette. Les chefs, sans même le savoir (ou peut-être même s’en douter), effectuent de nombreuses réactions chimiques lors de la préparation des plats.

Bien entendu, dans conditions naturelles De nombreuses réactions chimiques ont lieu : l'éruption d'un volcan, le feuillage et les arbres, mais que dire, presque tous les processus biologiques peuvent être classés comme exemples de réactions chimiques.

Types de réactions chimiques

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

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

Réaction chimique d'un composé

Selon la définition très pertinente du grand chimiste D.I. Mendeleïev, une réaction composée se produit lorsque « l’une des deux substances se produit ». Un exemple de réaction chimique d'un composé est le chauffage de poudres de fer et de soufre, à partir desquelles se forme du sulfure de fer - Fe + S = FeS. Un autre exemple frappant de cette réaction est la combustion de substances simples telles que le soufre ou le phosphore dans l'air (une telle réaction peut peut-être aussi être appelée réaction chimique thermique).

Réaction chimique de décomposition

Tout est simple ici, la réaction de décomposition est à l'opposé de la réaction de connexion. Avec son aide, deux substances ou plus sont obtenues à partir d'une substance. Un exemple simple la réaction de décomposition chimique peut être la réaction de décomposition de la craie, au cours de laquelle la craie elle-même se forme chaux vive Et gaz carbonique.

Réaction de substitution chimique

Une réaction de substitution se produit 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 obtiendrons pierre à encre(le fer remplacera 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. Un grand nombre de ces réactions se produisent dans diverses solutions. Neutralisation de l'acide par la bile - ici bon exemple réaction d'échange chimique.

NaOH+HCl → NaCl+H 2 O

Il s'agit de l'équation chimique de cette réaction, dans laquelle un ion hydrogène du composé HCl échange un ion sodium du composé NaOH. La conséquence de cette réaction chimique est la formation d’une solution de sel de table.

Signes de réactions chimiques

Par les signes d'apparition de réactions chimiques, on peut juger si une réaction chimique entre les réactifs a eu lieu ou non. Voici des exemples de signes de réactions chimiques :

• Changement de couleur (le fer clair, par exemple, se recouvre d'une couche brune dans l'air humide, suite à une réaction chimique entre le fer et).
• Précipitation (si vous faites passer soudainement du dioxyde de carbone à travers une solution de chaux, vous obtiendrez un précipité blanc insoluble de carbonate de calcium).
• Émission de gaz (si vous déposez une goutte sur bicarbonate de soude acide citrique, vous obtiendrez alors la libération de dioxyde de carbone).
• Formation de substances faiblement dissociées (toutes réactions aboutissant à la formation d'eau).
• La lueur de la 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 différentes substances et différentes réactions ont leurs propres caractéristiques.

Comment identifier un signe d'une réaction chimique

Vous pouvez déterminer visuellement le signe d'une réaction chimique (en changeant de couleur, en brillant) ou par les résultats de cette même réaction.

Taux de réaction chimique

La vitesse d'une réaction chimique est généralement comprise comme la variation de la quantité d'une des substances en réaction par unité de temps. De plus, la vitesse d’une réaction chimique est toujours une valeur positive. En 1865, le chimiste N. N. Beketov a formulé la loi de l'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 affectant la vitesse d’une réaction chimique comprennent :

• la nature des réactifs,
• présence d'un catalyseur,
• température,
• pression,
• surface des substances réactives.

Tous ont un effet très direct sur la vitesse d’une réaction chimique.

Équilibre d'une réaction chimique

L'équilibre chimique est un état d'un système chimique dans lequel plusieurs réactions chimiques se produisent et les vitesses de chaque paire de réactions directes et inverses sont égales. Ainsi, la constante d'équilibre d'une réaction chimique est identifiée - c'est la quantité qui détermine pour une réaction chimique donnée la relation entre les activités thermodynamiques des substances de départ et des produits dans un état d'équilibre chimique. Connaissant la constante d'équilibre, vous pouvez déterminer la direction d'une réaction chimique.

Conditions de survenue de réactions chimiques

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

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

Effet thermique d'une réaction chimique

C'est le nom donné à la modification de l'énergie interne d'un système résultant de l'apparition d'une réaction chimique et de la transformation des substances de départ (réactifs) en produits de réaction en quantités correspondant à l'équation d'une réaction chimique sous la formule suivante conditions:

• seulement travaux possibles dans ce cas, il n’y a qu’un travail contre la pression extérieure.
• les substances de départ 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.