Klasifikacija kemijskih reakcija u anorganskoj i organskoj kemiji provodi se na temelju različitih klasifikacijskih obilježja, čiji su detalji dati u donjoj tablici.

Promjenom oksidacijskog stanja elemenata

Prvi znak klasifikacije je promjena stupnja oksidacije elemenata koji tvore reaktante i produkte.
a) redoks
b) bez promjene oksidacijskog stanja
redoks tzv. reakcije praćene promjenom oksidacijskih stanja kemijski elementi uključeni u reagense. Redox reakcije u anorganskoj kemiji uključuju sve reakcije supstitucije i one reakcije razgradnje i spojeva u kojima je uključena barem jedna jednostavna tvar. Reakcije koje se odvijaju bez promjene oksidacijskih stanja elemenata koji tvore reaktante i produkte reakcije uključuju sve reakcije izmjene.

Prema broju i sastavu reagensa i produkata

kemijske reakcije klasificiraju se prema prirodi procesa, odnosno prema broju i sastavu reagensa i proizvoda.

Reakcije povezivanja nazvane kemijske reakcije, kao rezultat kojih se složene molekule dobivaju iz nekoliko jednostavnijih, na primjer:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Reakcije razgradnje nazvane kemijske reakcije, kao rezultat kojih se jednostavne molekule dobivaju iz složenijih, na primjer:
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Reakcije razgradnje mogu se promatrati kao procesi obrnuti spoju.

supstitucijske reakcije nazivaju se kemijske reakcije, uslijed kojih se atom ili skupina atoma u molekuli tvari zamjenjuje drugim atomom ili grupom atoma, na primjer:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 

Njihova razlikovna značajka je interakcija jednostavne tvari sa složenom. Takve reakcije postoje u organskoj kemiji.
Međutim, koncept "supstitucije" u organskoj tvari je širi nego u anorganskoj kemiji. Ako u molekuli izvorne tvari bilo koji atom ili funkcionalna skupina su zamijenjeni drugim atomom ili skupinom, to su također reakcije supstitucije, iako sa stajališta anorganske kemije proces izgleda kao reakcija izmjene.
- razmjena (uključujući neutralizaciju).
Reakcije razmjene nazivaju kemijske reakcije koje se odvijaju bez promjene oksidacijskih stanja elemenata i dovode do izmjene sastavni dijelovi reagensi, na primjer:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

Trčite u suprotnom smjeru ako je moguće.

Ako je moguće, nastavite u suprotnom smjeru - reverzibilno i nepovratno.

reverzibilan nazivaju se kemijske reakcije koje se odvijaju pri određenoj temperaturi istovremeno u dva suprotna smjera s razmjernim brzinama. Prilikom pisanja jednadžbi takvih reakcija znak jednakosti zamjenjuje se suprotno usmjerenim strelicama. Najjednostavniji primjer reverzibilne reakcije je sinteza amonijaka interakcijom dušika i vodika:

N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

nepovratan su reakcije koje se odvijaju samo u smjeru naprijed, uslijed čega nastaju proizvodi koji međusobno ne djeluju. Nepovratne su kemijske reakcije koje rezultiraju stvaranjem blago disociranih spojeva, oslobađanjem velike količine energije, kao i one u kojima konačni produkti izlaze iz reakcijske kugle u plinovitom obliku ili u obliku taloga, na primjer:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

Toplinskim učinkom

egzotermna su kemijske reakcije koje oslobađaju toplinu. Simbol promjene entalpije (sadržaja topline) ΔH i toplinskog učinka reakcije Q. Za egzotermne reakcije, Q > 0, a ΔH< 0.

endotermički nazivaju se kemijske reakcije koje se odvijaju uz apsorpciju topline. Za endotermne reakcije Q< 0, а ΔH > 0.

Reakcije spajanja općenito će biti egzotermne reakcije, a reakcije razgradnje će biti endotermne. Rijetka iznimka je reakcija dušika s kisikom - endotermna:
N2 + O2 → 2NO - P

Po fazama

homogena nazivaju se reakcije koje se odvijaju u homogenom mediju (homogene tvari, u jednoj fazi, na primjer, g-g, reakcije u otopinama).

heterogena koje se nazivaju reakcije koje se odvijaju u nehomogenom mediju, na dodirnoj površini reagirajućih tvari koje su u različite faze, na primjer, kruti i plinoviti, tekući i plinoviti, u dvije tekućine koje se ne miješaju.

Korištenjem katalizatora

Katalizator je tvar koja ubrzava kemijsku reakciju.

katalitičke reakcije postupiti samo u prisutnosti katalizatora (uključujući enzimske).

Nekatalitičke reakcije izvoditi u nedostatku katalizatora.

Po vrsti rupture

Prema vrsti prekida kemijske veze u početnoj molekuli razlikuju se homolitičke i heterolitičke reakcije.

homolitički nazivaju se reakcije u kojima, kao rezultat raskidanja veza, nastaju čestice koje imaju nespareni elektron - slobodni radikali.

Heterolitički nazvane reakcije koje se odvijaju stvaranjem ionskih čestica – kationa i aniona.

• homolitički (jednak jaz, svaki atom prima 1 elektron)
• heterolitički (nejednak jaz - dobiva se par elektrona)

Radikal(lančane) kemijske reakcije koje uključuju radikale nazivaju se, na primjer:

CH 4 + Cl 2 hv → CH 3 Cl + HCl

ionski nazivaju se kemijske reakcije koje se odvijaju uz sudjelovanje iona, na primjer:

KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓

Heterolitičke reakcije nazivaju se elektrofilnim. organski spojevi s elektrofilima – česticama koje nose cijeli broj ili razlomak pozitivan naboj. Dijele se na reakcije elektrofilne supstitucije i elektrofilne adicije, na primjer:

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

H 2 C \u003d CH 2 + Br 2 → BrCH 2 -CH 2 Br

Nukleofilni se odnosi na heterolitičke reakcije organskih spojeva s nukleofilima - česticama koje nose cijeli ili frakcijski negativni naboj. Dijele se na reakcije nukleofilne supstitucije i nukleofilne adicije, na primjer:

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

Klasifikacija organskih reakcija

Klasifikacija organskih reakcija data je u tablici:

V moderna znanost razlikovati kemijske i nuklearne reakcije koje nastaju kao rezultat međudjelovanja polaznih tvari, koje se obično nazivaju reagensima. Kao rezultat toga nastaju druge kemikalije koje se nazivaju proizvodi. Sve interakcije nastaju pod određenim uvjetima (temperatura, zračenje, prisutnost katalizatora itd.). Atomske jezgre reaktanata kemijskih reakcija ne mijenjaju se. U nuklearnim transformacijama nastaju nove jezgre i čestice. Postoji nekoliko različitih znakova prema kojima se određuju vrste kemijskih reakcija.

Klasifikacija se može temeljiti na broju početnih i formiranih tvari. U ovom slučaju, sve vrste kemijskih reakcija podijeljene su u pet skupina:

1. Razgradnje (iz jedne tvari se dobiva nekoliko novih), npr. razgradnja pri zagrijavanju na kalijev klorid i kisik: KCLO3 → 2KCL + 3O2.
2. Spojevi (dva ili više spojeva tvore jedan novi), u interakciji s vodom, kalcijev oksid prelazi u kalcijev hidroksid: H2O + CaO → Ca(OH)2;
3. Supstitucije (broj proizvoda jednak je broju polaznih tvari u kojima je jedna komponenta zamijenjena drugom), željezo u bakrenom sulfatu, zamjenjujući bakar, tvori željezov sulfat: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
4. Dvostruka izmjena (molekule dviju tvari izmjenjuju dijelove koji ih napuštaju), metali ulaze i izmjenjuju anione, tvoreći precipitirani srebrni jodid i kadijev nitrat: KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3.
5. Polimorfna transformacija (dolazi do prijelaza tvari iz jednog kristalnog oblika u drugi), jodid boje, kada se zagrijava, prelazi u živin jodid žuta boja: HgI2 (crveno) ↔ HgI2 (žuto).

Ako se kemijske transformacije razmatraju na temelju promjena u oksidacijskom stanju elemenata u tvarima koje reagiraju, tada se vrste kemijskih reakcija mogu podijeliti u skupine:

1. S promjenom stupnja oksidacije - redoks reakcije (ORD). Kao primjer, razmotrite interakciju željeza sa klorovodičnom kiselinom: Fe + HCL → FeCl2 + H2, kao rezultat toga, oksidacijsko stanje željeza (redukcijsko sredstvo koje donira elektrone) promijenilo se s 0 na -2, a vodika (oksidacijsko sredstvo koje prihvaća elektrone) od +1 do 0 .
2. Nema promjena u oksidacijskom stanju (tj. nema OVR). Na primjer, reakcije kiselo-bazne interakcije bromovodika s natrijevim hidroksidom: HBr + NaOH → NaBr + H2O, kao rezultat takvih reakcija nastaju sol i voda, a oksidacijska stanja kemijskih elemenata uključenih u polazne tvari se ne mijenjaju.

Ako uzmemo u obzir brzinu protoka u smjeru naprijed i natrag, tada se sve vrste kemijskih reakcija također mogu podijeliti u dvije skupine:

1. Reverzibilne - one koje teku u dva smjera u isto vrijeme. Većina reakcija je reverzibilna. Primjer je otapanje ugljičnog dioksida u vodi uz nastajanje nestabilne ugljične kiseline koja se raspada na početne tvari: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
2. Nepovratni - teku samo u smjeru naprijed, nakon potpunog trošenja jedne od polaznih tvari, oni su završeni, nakon čega su prisutni samo proizvodi i početna tvar uzeti u višku. Obično je jedan od proizvoda ili istaložena netopiva tvar ili razvijeni plin. Na primjer, kada reagiraju sumporna kiselina i barijev klorid: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4↓ + 2HCl, netopivi

Vrste kemijskih reakcija u organskoj kemiji mogu se podijeliti u četiri skupine:

1. Supstitucija (jedan atom ili skupina atoma zamjenjuju se drugima), na primjer, kada kloroetan reagira s natrijevim hidroksidom, nastaju etanol i natrijev klorid: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, odnosno atom klora je zamijenjen vodikom atom.
2. Vezanje (dvije molekule reagiraju i tvore jednu), na primjer, brom se spaja na mjestu prekida dvostruke veze u molekuli etilena: Br2 + CH2=CH2 → BrCH2—CH2Br.
3. Cijepanje (molekula se raspada na dvije ili više molekula), na primjer, pod određenim uvjetima, etanol se raspada na etilen i vodu: C2H5OH → CH2=CH2 + H2O.
4. Preuređenje (izomerizacija, kada se jedna molekula pretvara u drugu, ali se kvalitativni i kvantitativni sastav atoma u njoj ne mijenja), na primjer, 3-klororuten-1 (C4H7CL) pretvara se u 1 klorobuten-2 (C4H7CL). Ovdje je atom klora prešao s trećeg ugljikovog atoma u ugljikovodični lanac na prvi, a dvostruka veza je povezivala prvi i drugi ugljikov atom, a zatim je počela povezivati ​​drugi i treći atom.

Poznate su i druge vrste kemijskih reakcija:

1. Protokom s apsorpcijom (endotermno) ili oslobađanjem topline (egzotermno).
2. Prema vrsti nastalih reaktanata ili produkata. Interakcija s vodom - hidroliza, s vodikom - hidrogenacija, s kisikom - oksidacija ili izgaranje. Odvajanje vode je dehidracija, vodik je dehidrogenacija i tako dalje.
3. Prema uvjetima interakcije: u prisutnosti pod utjecajem niske ili visoka temperatura, kada se tlak mijenja, na svjetlu i tako dalje.
4. Prema mehanizmu reakcije: ionske, radikalne lančane ili lančane reakcije.

Kemijske reakcije treba razlikovati od nuklearnih reakcija. Kao rezultat kemijskih reakcija ukupni broj atomi svakog kemijskog elementa i njegov izotopski sastav se ne mijenjaju. Nuklearne reakcije su druga stvar - procesi transformacije atomskih jezgri kao rezultat njihove interakcije s drugim jezgrama ili elementarnih čestica, na primjer, transformacija aluminija u magnezij:

27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 Mg + 4 2 He

Klasifikacija kemijskih reakcija je višestruka, odnosno može se temeljiti na različitim znakovima. Ali pod bilo kojim od ovih znakova mogu se pripisati reakcije i između anorganskih i između organskih tvari.

Razmotrimo klasifikaciju kemijskih reakcija prema različitim kriterijima.

I. Prema broju i sastavu reaktanata

Reakcije koje se odvijaju bez promjene sastava tvari.

U anorganskoj kemiji takve reakcije uključuju procese dobivanja alotropskih modifikacija jednog kemijskog elementa, na primjer:

C (grafit) ↔ C (dijamant)
S (romb) ↔ S (monoklinički)
R (bijelo) ↔ R (crveno)
Sn (bijeli lim) ↔ Sn (sivi lim)
3O 2 (kisik) ↔ 2O 3 (ozon)

U organskoj kemiji ova vrsta reakcija može uključivati ​​reakcije izomerizacije koje se javljaju bez promjene ne samo kvalitativnog, već i kvantitativnog sastava molekula tvari, na primjer:

1. Izomerizacija alkana.

Reakcija izomerizacije alkana ima veliku praktična vrijednost, budući da ugljikovodici izostrukture imaju manju sposobnost detonacije.

2. Izomerizacija alkena.

3. Izomerizacija alkina (reakcija A. E. Favorskyja).

CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3

etilacetilen dimetilacetilen

4. Izomerizacija haloalkana (A. E. Favorsky, 1907).

5. Izomerizacija amonijevog cijanita zagrijavanjem.

Po prvi put ureu je sintetizirao F. Wehler 1828. godine izomerizacijom amonijevog cijanata pri zagrijavanju.

Reakcije koje idu s promjenom sastava tvari

Postoje četiri vrste takvih reakcija: spojevi, razgradnje, zamjene i izmjene.

1. Vezne reakcije su takve reakcije u kojima od dvije ili više tvari nastaje jedna složena tvar

U anorganskoj kemiji može se razmotriti čitav niz reakcija spojeva, na primjer na primjeru reakcija za dobivanje sumporne kiseline iz sumpora:

1. Dobivanje sumporovog oksida (IV):

S + O 2 \u003d SO - jedna složena tvar nastaje od dvije jednostavne tvari.

2. Dobivanje sumporovog oksida (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - od jednostavne i složene tvari nastaje jedna složena tvar.

3. Dobivanje sumporne kiseline:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - jedan kompleks nastaje od dvije složene tvari.

Primjer složene reakcije u kojoj iz više od dvije početne nastaje jedna složena tvar je završni stupanj dobivanja dušična kiselina:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

U organskoj kemiji reakcije spojeva se obično nazivaju "reakcije adicije". Cijela raznolikost takvih reakcija može se razmotriti na primjeru bloka reakcija koje karakteriziraju svojstva nezasićenih tvari, na primjer, etilena:

1. Reakcija hidrogenacije - dodavanje vodika:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

eten → etan

2. Reakcija hidratacije - dodavanje vode.

3. Reakcija polimerizacije.

2. Reakcije razgradnje su takve reakcije u kojima iz jedne složene tvari nastaje više novih tvari.

U anorganskoj kemiji čitav niz takvih reakcija može se razmotriti u bloku reakcija za dobivanje kisika laboratorijskim metodama:

1. Razgradnja živinog (II) oksida – od jedne složene tvari nastaju dvije jednostavne.

2. Razgradnja kalijevog nitrata – od jedne složene tvari nastaju jedna jednostavna i jedna složena.

3. Razgradnja kalijevog permanganata – iz jedne složene tvari nastaju dvije složene i jedna prosta, odnosno tri nove tvari.

U organskoj kemiji, reakcije razgradnje mogu se smatrati blokom reakcija za proizvodnju etilena u laboratoriju i industriji:

1. Reakcija dehidracije (cijepanje vode) etanola:

C 2 H 5 OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

2. Reakcija dehidrogenacije (cijepanje vodika) etana:

CH 3 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2

ili CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2

3. Reakcija pucanja (cijepanje) propana:

CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 \u003d CH 2 + CH 4

3. Reakcije supstitucije su takve reakcije uslijed kojih atomi jednostavne tvari zamjenjuju atome elementa u složenoj tvari.

U anorganskoj kemiji primjer takvih procesa je blok reakcija koje karakteriziraju svojstva, na primjer, metala:

1. Interakcija alkalnih ili zemnoalkalijskih metala s vodom:

2Na + 2H 2 O \u003d 2 NaOH + H 2

2. Interakcija metala s kiselinama u otopini:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Interakcija metala sa solima u otopini:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Metaltermija:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

Predmet proučavanja organske kemije nisu jednostavne tvari, već samo spojevi. Stoga kao primjer supstitucijske reakcije navodimo najkarakterističnije svojstvo zasićenih spojeva, posebice metana, sposobnost njegovih atoma vodika da budu zamijenjeni atomima halogena. Drugi primjer je bromiranje aromatskog spoja (benzen, toluen, anilin).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

benzen → bromobenzen

Obratite pažnju na osobitost reakcije supstitucije u organskim tvarima: kao rezultat takvih reakcija ne nastaje jednostavna i složena tvar, kao u anorganskoj kemiji, već dvije složene tvari.

U organskoj kemiji reakcije supstitucije također uključuju neke reakcije između dvije složene tvari, na primjer, nitraciju benzena. Formalno je to reakcija razmjene. Činjenica da je riječ o supstitucijskoj reakciji postaje jasna tek kada se razmotri njezin mehanizam.

4. Reakcije razmjene su takve reakcije u kojima dvije složene tvari izmjenjuju svoje sastavne dijelove

Ove reakcije karakteriziraju svojstva elektrolita i odvijaju se u otopinama prema Bertholletovom pravilu, to jest samo ako se kao rezultat formira talog, plin ili tvar s niskom disocijacijom (na primjer, H 2 O).

U anorganskoj kemiji to može biti blok reakcija koje karakteriziraju, na primjer, svojstva lužina:

1. Reakcija neutralizacije koja ide uz stvaranje soli i vode.

2. Reakcija između lužine i soli, koja ide s stvaranjem plina.

3. Reakcija između lužine i soli koja se odvija uz stvaranje taloga:

SuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

ili u ionskom obliku:

Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2

U organskoj kemiji može se razmotriti blok reakcija koje karakteriziraju, na primjer, svojstva octene kiseline:

1. Reakcija koja se odvija s stvaranjem slabog elektrolita - H 2 O:

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

2. Reakcija koja se odvija s stvaranjem plina:

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

3. Reakcija koja se odvija s stvaranjem taloga:

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. Promjenom oksidacijskih stanja kemijskih elemenata koji tvore tvari

Na temelju toga razlikuju se sljedeće reakcije:

1. Reakcije koje se javljaju s promjenom oksidacijskih stanja elemenata, odnosno redoks reakcije.

To uključuje mnoge reakcije, uključujući sve reakcije supstitucije, kao i one reakcije kombinacije i razgradnje u kojima sudjeluje barem jedna jednostavna tvar, na primjer:

1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2

2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2

Složene redoks reakcije kompiliraju se metodom ravnoteže elektrona.

2KMn +7 O 4 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O

U organskoj kemiji svojstva aldehida mogu poslužiti kao upečatljiv primjer redoks reakcija.

1. Reduciraju se na odgovarajuće alkohole:

Aldecidi se oksidiraju u odgovarajuće kiseline:

2. Reakcije koje se odvijaju bez promjene oksidacijskih stanja kemijskih elemenata.

To uključuje, na primjer, sve reakcije ionske izmjene, kao i mnoge reakcije spojeva, mnoge reakcije razgradnje, reakcije esterifikacije:

HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O

III. Toplinskim učinkom

Prema toplinskom učinku reakcije se dijele na egzotermne i endotermne.

1. Egzotermne reakcije se odvijaju s oslobađanjem energije.

To uključuje gotovo sve reakcije spojeva. Rijetka iznimka su endotermne reakcije sinteze dušikovog oksida (II) iz dušika i kisika te reakcija plinovitog vodika s čvrstim jodom.

Egzotermne reakcije koje se odvijaju oslobađanjem svjetlosti nazivaju se reakcijama izgaranja. Hidrogenacija etilena je primjer egzotermne reakcije. Radi na sobnoj temperaturi.

2. Endotermne reakcije se odvijaju uz apsorpciju energije.

Očito će se na njih odnositi gotovo sve reakcije razgradnje, na primjer:

1. Kalcinacija vapnenca

2. Pucanje butana

Količina energije koja se oslobađa ili apsorbira kao rezultat reakcije naziva se toplinski učinak reakcije, a jednadžba kemijske reakcije koja ukazuje na taj učinak naziva se termokemijska jednadžba:

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

N 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2NO (g) - 90,4 kJ

IV. Prema agregacijskom stanju tvari koje reagiraju (fazni sastav)

Prema stanju agregacije tvari koje reagiraju razlikuju se:

1. Heterogene reakcije – reakcije u kojima su reaktanti i produkti reakcije u različitim agregacijskim stanjima (u različitim fazama).

2. Homogene reakcije – reakcije u kojima su reaktanti i produkti reakcije u istom stanje agregacije(u jednoj fazi).

V. Prema sudjelovanju katalizatora

Prema sudjelovanju katalizatora, postoje:

1. Nekatalitičke reakcije koje se odvijaju bez sudjelovanja katalizatora.

2. Katalitičke reakcije koje se odvijaju uz sudjelovanje katalizatora. Budući da se sve biokemijske reakcije koje se događaju u stanicama živih organizama odvijaju uz sudjelovanje posebnih bioloških katalizatora proteinske prirode - enzima, svi oni pripadaju katalitičkim ili, točnije, enzimskim. Treba napomenuti da više od 70% kemijske industrije koristi katalizatore.

VI. Prema

Po smjeru postoje:

1. Nepovratne reakcije se odvijaju pod danim uvjetima samo u jednom smjeru. To uključuje sve reakcije razmjene praćene stvaranjem taloga, plina ili tvari koja se slabo disocijacije (voda) i sve reakcije izgaranja.

2. Reverzibilne reakcije u tim uvjetima odvijaju se istovremeno u dva suprotna smjera. Većina ovih reakcija je.

U organskoj kemiji znak reverzibilnosti odražava se u nazivima - antonimima procesa:

Hidrogenacija - dehidrogenacija,

Hidratacija - dehidracija,

Polimerizacija – depolimerizacija.

Sve reakcije esterifikacije su reverzibilne (suprotan proces, kao što znate, naziva se hidroliza) i hidroliza proteina, estera, ugljikohidrata, polinukleotida. Reverzibilnost ovih procesa leži u osnovi najvažnijeg svojstva živog organizma – metabolizma.

VII. Prema mehanizmu protoka razlikuju se:

1. Radikalne reakcije odvijaju se između radikala i molekula nastalih tijekom reakcije.

Kao što već znate, u svim reakcijama stare kemijske veze se kidaju i stvaraju nove kemijske veze. Način razbijanja veze u molekulama polazne tvari određuje mehanizam (put) reakcije. Ako je tvar formirana kovalentnom vezom, tada mogu postojati dva načina da se ta veza prekine: hemolitički i heterolitički. Na primjer, za molekule Cl 2 , CH 4 itd. ostvaruje se hemolitičko kidanje veza, što će dovesti do stvaranja čestica s nesparenim elektronima, odnosno slobodnih radikala.

Radikali nastaju najčešće kada se veze prekinu, u kojima su zajednički parovi elektrona raspoređeni između atoma na približno isti način (nepolarna kovalentna veza), međutim, mnogi polarne veze također se može slomiti na sličan način, posebno kada se reakcija odvija u plinskoj fazi i pod djelovanjem svjetlosti, kao što je, na primjer, u slučaju gore navedenih procesa - interakcija C12 i CH4-. Radikali su vrlo reaktivni, budući da imaju tendenciju dovršiti svoj elektronski sloj uzimajući elektron od drugog atoma ili molekule. Na primjer, kada se radikal klora sudari s molekulom vodika, uzrokuje prekid zajedničkog elektronskog para koji veže atome vodika i stvara kovalentna veza s jednim od atoma vodika. Drugi atom vodika, postajući radikal, tvori zajednički elektronski par s nesparenim elektronom atoma klora iz kolabirajuće molekule Cl 2, što rezultira radikalom klora koji napada novu molekulu vodika, itd.

Reakcije, koje su lanac uzastopnih transformacija, nazivaju se lančane reakcije. Za razvoj teorije lančanih reakcija dva su istaknuta kemičara - naš sunarodnjak N. N. Semenov i Englez S. A. Hinshelwood dobili Nobelovu nagradu.
Reakcija supstitucije između klora i metana odvija se na sličan način:

Većina reakcija izgaranja organskih i anorganskih tvari, sinteza vode, amonijaka, polimerizacija etilena, vinil klorida itd. odvijaju se po radikalnom mehanizmu.

2. Ionske reakcije odvijaju se između iona koji su već prisutni ili nastali tijekom reakcije.

Tipično ionske reakcije je interakcija između elektrolita u otopini. Ioni nastaju ne samo tijekom disocijacije elektrolita u otopinama, već i pod djelovanjem električnih pražnjenja, zagrijavanja ili zračenja. γ-zrake, na primjer, pretvaraju molekule vode i metana u molekularne ione.

Prema drugom ionskom mehanizmu javljaju se reakcije dodavanja halogenvodika, vodika, halogena u alkene, oksidacije i dehidracije alkohola, zamjene alkoholnog hidroksila halogenom; reakcije koje karakteriziraju svojstva aldehida i kiselina. Ioni u ovom slučaju nastaju heterolitičkim prekidom kovalentnih polarnih veza.

VIII. Prema vrsti energije

inicirajući reakciju, postoje:

1. Fotokemijske reakcije. Pokreću ih svjetlosna energija. Osim navedenih fotokemijskih procesa sinteze HCl ili reakcije metana s klorom, oni uključuju proizvodnju ozona u troposferi kao sekundarnog onečišćujućeg tvari atmosfere. U tom slučaju kao primarni djeluje dušikov oksid (IV), koji pod djelovanjem svjetlosti tvori kisikove radikale. Ti radikali stupaju u interakciju s molekulama kisika, što rezultira ozonom.

Stvaranje ozona traje sve dok ima dovoljno svjetla, budući da NO može stupiti u interakciju s molekulama kisika da nastane isti NO 2 . Nakupljanje ozona i drugih sekundarnih zagađivača zraka može dovesti do fotokemijskog smoga.

Ova vrsta reakcije uključuje i najvažniji proces koji se događa u biljnim stanicama – fotosintezu, čiji naziv govori sam za sebe.

2. Reakcije zračenja. Pokreću ih visokoenergetska zračenja - x-zrake, nuklearno zračenje (γ-zrake, a-čestice - He 2+ itd.). Uz pomoć reakcija zračenja provodi se vrlo brza radiopolimerizacija, radioliza (razgradnja zračenja) itd.

Na primjer, umjesto dvostupanjske proizvodnje fenola iz benzena, može se dobiti interakcijom benzena s vodom pod djelovanjem zračenja. U tom slučaju iz molekula vode nastaju radikali [OH] i [H] s kojima benzen reagira da nastane fenol:

C 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

Vulkanizacija gume može se provesti bez sumpora pomoću radiovulkanizacije, a rezultirajuća guma neće biti gora od tradicionalne gume.

3. Elektrokemijske reakcije. Oni su inicirani struja. Osim vama dobro poznatih reakcija elektrolize, naznačit ćemo i reakcije elektrosinteze, na primjer, reakcije industrijske proizvodnje anorganskih oksidansa

4. Termokemijske reakcije. Oni su inicirani Termalna energija. To uključuje sve endotermne reakcije i mnoge egzotermne reakcije koje zahtijevaju početnu opskrbu toplinom, odnosno pokretanje procesa.

Gornja klasifikacija kemijskih reakcija odražava se na dijagramu.

Klasifikacija kemijskih reakcija, kao i sve druge klasifikacije, uvjetna je. Znanstvenici su se složili podijeliti reakcije na određene vrste prema svojim karakteristikama. Ali većina kemijskih transformacija može se pripisati različiti tipovi. Na primjer, okarakterizirajmo proces sinteze amonijaka.

Ovo je složena reakcija, redoks, egzotermna, reverzibilna, katalitička, heterogena (točnije, heterogena katalitička), koja se odvija sa smanjenjem tlaka u sustavu. Za uspješno upravljanje procesom moraju se uzeti u obzir sve gore navedene informacije. Konkretna kemijska reakcija je uvijek multikvalitativna, karakterizirana je različitim značajkama.

Kemijske reakcije, njihova svojstva, vrste, uvjeti protoka, itd., jedan su od kamena temeljaca zanimljive znanosti zvane kemija. Pokušajmo shvatiti što je kemijska reakcija i koja je njezina uloga. Dakle, kemijskom reakcijom u kemiji se smatra pretvorba jedne ili više tvari u druge tvari. Pritom se njihove jezgre ne mijenjaju (za razliku od nuklearnih reakcija), ali dolazi do preraspodjele elektrona i jezgri i, naravno, pojavljuju se novi kemijski elementi.

Kemijske reakcije u prirodi i svakodnevnom životu

Vi i ja smo okruženi kemijskim reakcijama, štoviše, i sami ih redovito provodimo raznim kućnim akcijama, kada, primjerice, zapalimo šibicu. Posebno puno kemijskih reakcija sami kuhari ne sumnjaju (a možda i ne sumnjaju) kada pripremaju hranu.

Naravno, i u prirodni uvjeti odvijaju se mnoge kemijske reakcije: erupcija vulkana, lišća i drveća, ali što da kažem, gotovo svaki biološki proces može se pripisati primjerima kemijskih reakcija.

Vrste kemijskih reakcija

Sve kemijske reakcije možemo podijeliti na jednostavne i složene. Jednostavne kemijske reakcije, pak, dijele se na:

• složene reakcije,
• reakcije razgradnje,
• supstitucijske reakcije,
• reakcije razmjene.

Kemijska reakcija spoja

Prema vrlo prikladnoj definiciji velikog kemičara D. I. Mendeljejeva, reakcija spoja odvija se kada se "dogodi jedna od njihove dvije supstance". Primjer kemijske reakcije spoja može biti zagrijavanje praha željeza i sumpora, pri čemu se iz njih stvara željezni sulfid - Fe + S = FeS. Drugi upečatljiv primjer ove reakcije je izgaranje jednostavnih tvari poput sumpora ili fosfora u zraku (možda se takva reakcija može nazvati i toplinskom kemijskom reakcijom).

Kemijska reakcija raspadanja

Jednostavno je, reakcija razgradnje je suprotna reakciji spoja. Iz jedne tvari proizvodi dvije ili više tvari. Jednostavan primjer kemijska reakcija raspadanja može biti reakcija razgradnje krede, tijekom koje nastaje sama kreda živo vapno i ugljični dioksid.

Reakcija kemijske supstitucije

Reakcija supstitucije se provodi kada jednostavna tvar stupi u interakciju sa složenom. Navedimo primjer kemijske supstitucijske reakcije: ako čelični čavao spustite u otopinu s bakrenim sulfatom, tada tijekom ovog jednostavnog kemijsko iskustvo dobit ćemo tintni kamen(željezo će istisnuti bakar iz soli). Jednadžba za takvu kemijsku reakciju bi izgledala ovako:

Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu

Reakcija kemijske izmjene

Reakcije razmjene odvijaju se isključivo između složenih kemikalije, tijekom kojeg mijenjaju svoje dijelove. Mnoge od ovih reakcija odvijaju se u raznim otopinama. Neutralizacija kiseline žuči dobar primjer reakcija kemijske izmjene.

NaOH + HCl → NaCl + H 2 O

Ovo je kemijska jednadžba ove reakcije, u kojoj se vodikov ion iz HCl spoja izmjenjuje s natrijevim ionom iz spoja NaOH. Posljedica ove kemijske reakcije je stvaranje otopine soli.

Znakovi kemijskih reakcija

Prema znakovima nastanka kemijskih reakcija može se suditi je li kemijska reakcija između reagensa prošla ili nije. Evo primjera znakova kemijskih reakcija:

• Promjena boje (svijetlo željezo, na primjer, u vlažnom zraku prekriveno je smeđim premazom, kao rezultat kemijske reakcije između željeza i željeza).
• Precipitacija (ako ugljični dioksid naglo prođe kroz otopinu vapna, dobit ćemo talog bijelog netopivog taloga kalcijevog karbonata).
• Razvijanje plina (ako nabacite soda bikarbona limunska kiselina, dobivate oslobađanje ugljičnog dioksida).
• Stvaranje slabo disociranih tvari (sve reakcije koje rezultiraju stvaranjem vode).
• Sjaj otopine (primjer ovdje su reakcije koje se događaju s otopinom luminola, koji emitira svjetlost tijekom kemijskih reakcija).

Općenito, teško je razlučiti koji su znakovi kemijskih reakcija glavni, za različite tvari a različite reakcije karakteriziraju vlastiti znakovi.

Kako odrediti znak kemijske reakcije

Znak kemijske reakcije možete odrediti vizualno (s promjenom boje, sjaja), ili po rezultatima same te reakcije.

Brzina kemijske reakcije

Brzina kemijske reakcije obično se shvaća kao promjena količine jednog od reaktanata u jedinici vremena. Štoviše, brzina kemijske reakcije uvijek je pozitivna vrijednost. Godine 1865. kemičar N. N. Beketov formulirao je zakon djelovanja mase, koji kaže da je "brzina kemijske reakcije u bilo kojem trenutku proporcionalna koncentracijama reagensa podignutim na snage jednake njihovim stehiometrijskim koeficijentima."

Čimbenici brzine kemijske reakcije uključuju:

• priroda reaktanata
• prisutnost katalizatora
• temperatura,
• pritisak,
• površine reaktanata.

Svi oni imaju najizravniji utjecaj na brzinu kemijske reakcije.

Ravnoteža kemijske reakcije

Kemijska ravnoteža je stanje kemijskog sustava u kojem se događa nekoliko kemijskih reakcija, a brzine u svakom paru prednjih i obrnutih reakcija su jednake. Tako se izdvaja konstanta ravnoteže kemijske reakcije - to je vrijednost koja za danu kemijsku reakciju određuje omjer između termodinamičkih aktivnosti polaznih tvari i produkata u stanju kemijske ravnoteže. Poznavajući konstantu ravnoteže, možete odrediti smjer kemijske reakcije.

Uvjeti za nastanak kemijskih reakcija

Za pokretanje kemijskih reakcija potrebno je stvoriti odgovarajuće uvjete za to:

• dovodeći tvari u bliski kontakt.
• zagrijavanje tvari za određene temperature(temperatura kemijske reakcije mora biti odgovarajuća).

Toplinski učinak kemijske reakcije

Ovo je naziv koji se daje promjeni unutarnje energije sustava kao rezultat pojave kemijske reakcije i pretvorbe početnih tvari (reaktanata) u produkte reakcije u količinama koje odgovaraju jednadžbi kemijske reakcije pod sljedećim uvjetima :

• samo mogući posao u ovom slučaju postoji samo rad protiv vanjskog pritiska.
• polazni materijali i proizvodi dobiveni kao rezultat kemijske reakcije imaju istu temperaturu.

Kemijske reakcije, video

I kao zaključak, zanimljiv video o najnevjerojatnijim kemijskim reakcijama.