İnorganik ve organik kimyada kimyasal reaksiyonların sınıflandırılması, aşağıdaki tabloda bilgileri verilen çeşitli sınıflandırma özelliklerine göre gerçekleştirilir.

Elementlerin oksidasyon durumunu değiştirerek

Sınıflandırmanın ilk işareti, reaktanları ve ürünleri oluşturan elementlerin oksidasyon durumundaki değişikliğe dayanmaktadır.
a) redoks
b) oksidasyon durumunu değiştirmeden
Redoks oksidasyon durumlarında bir değişikliğin eşlik ettiği reaksiyonlara denir kimyasal elementler reaktiflere dahildir. İnorganik kimyadaki redoks reaksiyonları, tüm ikame reaksiyonlarını ve en az bir basit maddenin dahil olduğu ayrışma ve kombinasyon reaksiyonlarını içerir. Reaktanları ve reaksiyon ürünlerini oluşturan elementlerin oksidasyon durumları değişmeden meydana gelen reaksiyonlar, tüm değişim reaksiyonlarını içerir.

Reaktiflerin ve ürünlerin sayısına ve bileşimine göre

Kimyasal reaksiyonlar işlemin doğasına göre, yani reaktiflerin ve ürünlerin sayısına ve bileşimine göre sınıflandırılır.

Bileşik reaksiyonlar karmaşık moleküllerin daha basit olanlardan elde edildiği kimyasal reaksiyonlardır, örneğin:
4Li + Ö2 = 2Li2Ö

Ayrışma reaksiyonları Basit moleküllerin daha karmaşık olanlardan elde edilmesi sonucu kimyasal reaksiyonlar denir, örneğin:
CaCO3 = CaO + CO2

Ayrışma reaksiyonları, kombinasyonun ters süreçleri olarak düşünülebilir.

İkame reaksiyonları bir maddenin molekülündeki bir atomun veya atom grubunun başka bir atom veya atom grubu ile değiştirilmesi sonucu oluşan kimyasal reaksiyonlardır, örneğin:
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 

Onların ayırt edici özelliği, basit bir maddenin karmaşık bir maddeyle etkileşimidir. Bu tür reaksiyonlar organik kimyada da mevcuttur.
Ancak organik kimyada "ikame" kavramı inorganik kimyaya göre daha geniştir. Başlangıç ​​maddesinin molekülünde herhangi bir atom veya fonksiyonel grup başka bir atom veya grupla değiştirilirse, bunlar da ikame reaksiyonlarıdır, ancak inorganik kimya açısından süreç bir değişim reaksiyonu gibi görünse de.
- değişim (nötrleştirme dahil).
Değişim reaksiyonları elementlerin oksidasyon durumlarını değiştirmeden meydana gelen ve değişime yol açan kimyasal reaksiyonlardır. bileşenler reaktifler, örneğin:
AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3

Mümkünse ters yönde akış sağlayın

Mümkünse ters yönde akış yapın; hem tersinir hem de geri döndürülemez.

Tersine çevrilebilir Belirli bir sıcaklıkta, aynı anda iki zıt yönde, karşılaştırılabilir hızlarda meydana gelen kimyasal reaksiyonlardır. Bu tür reaksiyonlar için denklemler yazarken, eşittir işaretinin yerini zıt yönlü oklar alır. Tersinir bir reaksiyonun en basit örneği, nitrojen ve hidrojenin etkileşimi yoluyla amonyak sentezidir:

N2 +3H2 ↔2NH3

Geri döndürülemez birbirleriyle etkileşime girmeyen ürünlerin oluşmasıyla sonuçlanan, yalnızca ileri yönde gerçekleşen reaksiyonlardır. Geri dönüşü olmayan reaksiyonlar, hafif ayrışmış bileşiklerin oluşumuyla sonuçlanan kimyasal reaksiyonları, büyük miktarda enerjinin açığa çıkmasını ve ayrıca nihai ürünlerin reaksiyon küresini gaz halinde veya örneğin bir çökelti formunda terk ettiği reaksiyonları içerir. :

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O2 = 2CaO

BaBr2 + Na2S04 = BaS04 ↓ + 2NaBr

Termal etki ile

ekzotermikısının açığa çıkmasıyla meydana gelen kimyasal reaksiyonlara denir. Sembol entalpi (ısı içeriği) ΔH değişimi ve Q reaksiyonunun termal etkisi. Ekzotermik reaksiyonlar için Q > 0 ve ΔH< 0.

Endotermikısının emilmesini içeren kimyasal reaksiyonlardır. Endotermik reaksiyonlar için Q< 0, а ΔH > 0.

Bileşik reaksiyonları genellikle ekzotermik reaksiyonlar olacak ve ayrışma reaksiyonları endotermik olacaktır. Nadir bir istisna, nitrojenin oksijen - endotermik ile reaksiyonudur:
N2 + O2 → 2NO – Q

Aşamaya göre

Homojen homojen bir ortamda meydana gelen reaksiyonlara denir (tek fazdaki homojen maddeler, örneğin g-g, çözeltilerdeki reaksiyonlar).

Heterojen heterojen bir ortamda, reaksiyona giren maddelerin temas yüzeyinde meydana gelen reaksiyonlardır. farklı aşamalarörneğin katı ve gaz halinde, sıvı ve gaz halinde, birbiriyle karışmayan iki sıvı içinde.

Katalizör kullanımına göre

Katalizör, kimyasal reaksiyonu hızlandıran bir maddedir.

Katalitik reaksiyonlar yalnızca bir katalizörün (enzimatik olanlar dahil) varlığında meydana gelir.

Katalitik olmayan reaksiyonlar Bir katalizörün yokluğunda gidin.

Ayrılma türüne göre

Homolitik ve heterolitik reaksiyonlar, başlangıç ​​molekülündeki kimyasal bağ bölünmesinin tipine göre ayırt edilir.

Homolitik bağların kırılması sonucunda eşleşmemiş elektron içermeyen radikallere sahip parçacıkların oluştuğu reaksiyonlar denir.

Heterolitik iyonik parçacıkların (katyonlar ve anyonlar) oluşumu yoluyla meydana gelen reaksiyonlardır.

• homolitik (eşit boşluk, her atom 1 elektron alır)
• heterolitik (eşit olmayan boşluk - biri bir çift elektron alır)

Radikal(zincir) radikalleri içeren kimyasal reaksiyonlardır, örneğin:

CH4 + Cl2hv →CH3Cl + HCl

İyonik iyonların katılımıyla meydana gelen kimyasal reaksiyonlardır, örneğin:

KCl + AgNO3 = KNO3 + AgCl↓

Heterolitik reaksiyonlara elektrofilik denir. organik bileşikler elektrofillerle - tam veya kesirli taşıyan parçacıklar pozitif yük. Elektrofilik ikame ve elektrofilik ekleme reaksiyonlarına ayrılırlar, örneğin:

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

H 2 C =CH2 + Br2 → BrCH2 –CH2Br

Nükleofilik reaksiyonlar, organik bileşiklerin nükleofillerle (tam veya kısmi negatif yük taşıyan parçacıklar) heterolitik reaksiyonlarıdır. Nükleofilik ikame ve nükleofilik ekleme reaksiyonlarına ayrılırlar, örneğin:

CH3Br + NaOH → CH3OH + NaBr

CH3C(O)H + C2H5OH → CH3CH(OC2H5)2 + H2O

Organik reaksiyonların sınıflandırılması

Organik reaksiyonların sınıflandırması tabloda verilmiştir:

İÇİNDE modern bilim Genellikle reaktif olarak adlandırılan başlangıç ​​maddelerinin etkileşimi sonucu ortaya çıkan kimyasal ve nükleer reaksiyonları ayırt eder. Bunun sonucunda ürün adı verilen başka kimyasallar oluşur. Tüm etkileşimler belirli koşullar altında gerçekleşir (sıcaklık, radyasyon, katalizörlerin varlığı vb.). Kimyasal reaksiyonların reaktanlarının atomlarının çekirdekleri değişmez. Nükleer dönüşümlerde yeni çekirdekler ve parçacıklar oluşur. Kimyasal reaksiyon türlerinin belirlendiği birkaç farklı işaret vardır.

Sınıflandırma başlangıç ​​ve sonuç maddelerinin sayısına göre yapılabilir. Bu durumda, her türlü kimyasal reaksiyon beş gruba ayrılır:

1. Ayrışmalar (bir maddeden birkaç yenisi elde edilir), örneğin potasyum klorür ve oksijene ısıtıldığında ayrışma: KCLO3 → 2KCL + 3O2.
2. Bileşikler (iki veya daha fazla bileşik yeni bir tane oluşturur), suyla etkileşime girdiğinde kalsiyum oksit, kalsiyum hidroksite dönüşür: H2O + CaO → Ca(OH)2;
3. İkame (ürün sayısı, bir bileşenin diğeriyle değiştirildiği başlangıç ​​​​maddelerinin sayısına eşittir), bakır sülfattaki demir, bakırın yerini alarak demir sülfat oluşturur: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
4. Çift değişim (iki maddenin molekülleri kendilerini bırakan kısımları değiştirir), metaller ve anyonları değiştirerek çökelmiş gümüş iyodür ve kadyum nitrat oluşturur: KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3.
5. Polimorfik dönüşüm (bir maddenin bir kristal formdan diğerine geçişi), ısıtıldığında renkli iyodür cıva iyodüre dönüşür sarı renk: HgI2 (kırmızı) ↔ HgI2 (sarı).

Reaksiyona giren maddelerdeki elementlerin oksidasyon durumundaki değişikliklere dayanarak kimyasal dönüşümler dikkate alınırsa, kimyasal reaksiyon türleri gruplara ayrılabilir:

1. Oksidasyon derecesinde bir değişiklik ile - redoks reaksiyonları (ORR). Örnek olarak demirin hidroklorik asitle etkileşimini düşünebiliriz: Fe + HCL → FeCl2 + H2, bunun sonucunda demirin (elektron veren bir indirgeyici madde) oksidasyon durumu 0'dan -2'ye değişti ve hidrojenin (elektronları kabul eden bir oksitleyici madde) +1'den 0'a kadar.
2. Oksidasyon durumunu değiştirmeden (yani ORR değil). Örneğin, hidrojen bromürün sodyum hidroksit ile asit-baz reaksiyonu: HBr + NaOH → NaBr + H2O, bu tür reaksiyonlar sonucunda tuz ve su oluşur ve başlangıç ​​​​maddelerinde yer alan kimyasal elementlerin oksidasyon durumları değişmemek.

Akış hızını ileri ve geri yönde düşünürsek, her türlü kimyasal reaksiyon da iki gruba ayrılabilir:

1. Tersine çevrilebilir - aynı anda iki yönde akanlar. Reaksiyonların çoğu geri dönüşümlüdür. Bir örnek, karbondioksitin suda çözünerek kararsız karbonik asit oluşumuyla çözülmesidir ve bu, başlangıç ​​​​maddelerine ayrışır: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
2. Geri döndürülemez - yalnızca ileri yönde akış, başlangıç ​​​​maddelerinden birinin tamamen tüketilmesinden sonra tamamlanır, bundan sonra yalnızca ürünler ve fazla alınan başlangıç ​​​​maddesi mevcuttur. Tipik olarak ürünlerden biri ya çökelmiş çözünmeyen bir madde ya da serbest kalan bir gazdır. Örneğin, sülfürik asit ve baryum klorürün etkileşimi sırasında: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4↓ + 2HCl, çözünmeyen bir çökelti

Organik kimyadaki kimyasal reaksiyon türleri dört gruba ayrılabilir:

1. İkame (bir atom veya atom grubu başkalarıyla değiştirilir), örneğin kloroetan sodyum hidroksit ile reaksiyona girdiğinde etanol ve sodyum klorür oluşur: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, yani klor atomunun yerini bir hidrojen alır atom.
2. Ekleme (iki molekül reaksiyona girer ve bir tane oluşturur), örneğin brom, etilen molekülündeki çift bağın koptuğu yere eklenir: Br2 + CH2=CH2 → BrCH2—CH2Br.
3. Eliminasyon (bir molekülün iki veya daha fazla moleküle ayrışması), örneğin belirli koşullar altında etanol, etilen ve suya ayrışır: C2H5OH → CH2=CH2 + H2O.
4. Yeniden düzenleme (bir molekül diğerine dönüştüğünde izomerizasyon, ancak içindeki atomların niteliksel ve niceliksel bileşimi değişmez), örneğin 3-kloro-ruten-1 (C4H7CL), 1 klorobuten-2 ​​(C4H7CL) haline dönüşür ). Burada klor atomu, hidrokarbon zincirindeki üçüncü karbon atomundan birinciye gitti ve çift bağ, birinci ve ikinci karbon atomlarını bağladı, ardından ikinci ve üçüncü atomları bağlamaya başladı.

Diğer kimyasal reaksiyon türleri de bilinmektedir:

1. Emilim (endotermik) veya ısının serbest bırakılması (ekzotermik) ile oluşurlar.
2. Etkileşen reaktiflerin veya oluşan ürünlerin türüne göre. Su ile etkileşim - hidroliz, hidrojen - hidrojenasyon, oksijen - oksidasyon veya yanma ile. Suyun ortadan kaldırılması dehidrasyondur, hidrojenin giderilmesi dehidrojenasyondur vb.
3. Etkileşim şartlarına göre: düşük veya etkisi altında varlığında Yüksek sıcaklık, basınç değiştiğinde, ışıkta vb.
4. Reaksiyon mekanizmasına göre: iyonik, radikal veya zincirleme reaksiyonlar.

Kimyasal reaksiyonlar nükleer reaksiyonlardan ayırt edilmelidir. Kimyasal tepkimeler sonucunda toplam sayısı her kimyasal elementin atomları ve izotopik bileşimi değişmez. Nükleer reaksiyonlar farklı bir konudur - atom çekirdeklerinin diğer çekirdeklerle veya temel parçacıklarla etkileşimlerinin bir sonucu olarak dönüşüm süreçleri, örneğin alüminyumun magnezyuma dönüşümü:

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

Kimyasal reaksiyonların sınıflandırılması çok yönlüdür, yani çeşitli özelliklere dayanabilir. Ancak bu özelliklerden herhangi biri hem inorganik hem de organik maddeler arasındaki reaksiyonları içerebilir.

Kimyasal reaksiyonların çeşitli kriterlere göre sınıflandırılmasını ele alalım.

I. Reaksiyona giren maddelerin sayısına ve bileşimine göre

Maddelerin bileşimi değişmeden gerçekleşen reaksiyonlar.

İnorganik kimyada bu tür reaksiyonlar, bir kimyasal elementin allotropik modifikasyonlarının elde edilmesine yönelik işlemleri içerir, örneğin:

C (grafit) ↔ C (elmas)
S (orombik) ↔ S (monoklinik)
P (beyaz) ↔ P (kırmızı)
Sn (beyaz kalay) ↔ Sn (gri kalay)
3O 2 (oksijen) ↔ 2O 3 (ozon)

Organik kimyada bu tür reaksiyonlar, yalnızca niteliksel olarak değil aynı zamanda da değişmeden ilerleyen izomerizasyon reaksiyonlarını içerebilir. niceliksel bileşimörneğin madde molekülleri:

1. Alkanların izomerizasyonu.

Alkanların izomerizasyon reaksiyonları oldukça geniştir. pratik önemi izokarbon hidrokarbonların patlama yeteneği daha düşük olduğundan.

2. Alkenlerin izomerizasyonu.

3. Alkinlerin izomerizasyonu (A.E. Favorsky'nin reaksiyonu).

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

etil asetilen dimetil asetilen

4. Haloalkanların izomerizasyonu (A.E. Favorsky, 1907).

5. Isıtıldığında amonyum siyanitin izomerizasyonu.

Üre ilk olarak 1828 yılında F. Wöhler tarafından amonyum siyanatın ısıtılarak izomerleştirilmesiyle sentezlendi.

Bir maddenin bileşimindeki değişiklikle ortaya çıkan reaksiyonlar

Bu tür reaksiyonların dört türü ayırt edilebilir: kombinasyon, ayrışma, ikame ve değişim.

1. Bileşik reaksiyonlar, iki veya daha fazla maddeden bir kompleks maddenin oluştuğu reaksiyonlardır

İnorganik kimyada, örneğin kükürtten sülfürik asit üretimine yönelik reaksiyonlar örneğini kullanarak, tüm bileşik reaksiyonları düşünülebilir:

1. Sülfür oksitin (IV) hazırlanması:

S + O 2 = SO - iki basit maddeden karmaşık bir madde oluşur.

2. Sülfür oksitin (VI) hazırlanması:

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - basit ve karmaşık maddelerden bir karmaşık madde oluşur.

3. Sülfürik asidin hazırlanması:

S03 + H20 = H2S04 - iki karmaşık maddeden bir karmaşık madde oluşur.

İkiden fazla başlangıç ​​maddesinden bir karmaşık maddenin oluşturulduğu bileşik reaksiyonun bir örneği, hazırlamanın son aşamasıdır. Nitrik asit:

4NO2 + Ö2 + 2H2Ö = 4HNO3

Organik kimyada birleştirme reaksiyonlarına genellikle "ilave reaksiyonları" adı verilir. Bu tür reaksiyonların tüm çeşitliliği, doymamış maddelerin, örneğin etilenin özelliklerini karakterize eden bir reaksiyon bloğu örneği kullanılarak düşünülebilir:

1. Hidrojenasyon reaksiyonu - hidrojen eklenmesi:

CH2 =CH2 + H2 → H3 -CH3

eten → etan

2. Hidrasyon reaksiyonu - suyun eklenmesi.

3. Polimerizasyon reaksiyonu.

2. Ayrışma reaksiyonları, tek bir karmaşık maddeden birkaç yeni maddenin oluştuğu reaksiyonlardır.

İnorganik kimyada, bu tür reaksiyonların tüm çeşitliliği, laboratuvar yöntemleriyle oksijen üretimine yönelik reaksiyonlar bloğunda düşünülebilir:

1. Cıva(II) oksidin ayrışması - tek bir karmaşık maddeden iki basit madde oluşur.

2. Potasyum nitratın ayrışması - bir karmaşık maddeden bir basit ve bir kompleks oluşur.

3. Potasyum permanganatın ayrışması - bir karmaşık maddeden iki karmaşık ve bir basit madde, yani üç yeni madde oluşur.

Organik kimyada, laboratuvarda ve endüstride etilen üretimine yönelik reaksiyon bloğunda ayrışma reaksiyonları düşünülebilir:

1. Etanolün dehidrasyonunun (suyun giderilmesi) reaksiyonu:

C2H5OH → CH2 =CH2 + H20

2. Etanın dehidrojenasyon reaksiyonu (hidrojenin ortadan kaldırılması):

CH3 -CH3 → CH2 =CH2 + H2

veya CH3 -CH3 → 2C + ZN2

3. Propanın çatlama (bölünme) reaksiyonu:

CH3 -CH2 -CH3 → CH2 =CH2 + CH4

3. Yer değiştirme reaksiyonları, basit bir maddenin atomlarının karmaşık bir maddedeki bazı elementlerin atomlarıyla yer değiştirdiği reaksiyonlardır.

İnorganik kimyada bu tür işlemlere bir örnek, örneğin metallerin özelliklerini karakterize eden bir reaksiyon bloğudur:

1. Alkali veya alkali toprak metallerin su ile etkileşimi:

2Na + 2H20 = 2NaOH + H2

2. Metallerin çözeltideki asitlerle etkileşimi:

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2

3. Metallerin çözeltideki tuzlarla etkileşimi:

Fe + CuS04 = FeS04 + Cu

4. Metalotermi:

2Al + Cr 2 Ö 3 → Al 2 Ö 3 + 2Сr

Organik kimya çalışmasının konusu basit maddeler değil, yalnızca bileşiklerdir. Bu nedenle, bir ikame reaksiyonunun bir örneği olarak, doymuş bileşiklerin, özellikle metanın en karakteristik özelliğini, hidrojen atomlarının halojen atomlarıyla değiştirilme yeteneğini sunuyoruz. Başka bir örnek aromatik bir bileşiğin (benzen, toluen, anilin) ​​brominasyonudur.

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

benzen → bromobenzen

Organik maddelerdeki ikame reaksiyonunun özelliğine dikkat edelim: Bu tür reaksiyonların sonucunda inorganik kimyada olduğu gibi basit ve karmaşık bir madde değil, iki karmaşık madde oluşur.

Organik kimyada ikame reaksiyonları iki karmaşık madde arasındaki bazı reaksiyonları da içerir; örneğin benzenin nitrasyonu. Bu resmen bir değişim reaksiyonudur. Bunun bir ikame reaksiyonu olduğu gerçeği ancak mekanizması dikkate alındığında netleşir.

4. Değişim reaksiyonları, iki karmaşık maddenin bileşenlerini değiştirdiği reaksiyonlardır.

Bu reaksiyonlar elektrolitlerin özelliklerini karakterize eder ve çözeltilerde Berthollet kuralına göre ilerler, yani sonuç yalnızca bir çökelti, gaz veya hafif ayrışan bir maddenin (örneğin H20) oluşması durumunda gerçekleşir.

İnorganik kimyada bu, örneğin alkalilerin özelliklerini karakterize eden bir reaksiyon bloğu olabilir:

1. Tuz ve suyun oluşmasıyla oluşan nötrleşme reaksiyonu.

2. Alkali ile tuz arasında gaz oluşumuyla meydana gelen reaksiyon.

3. Alkali ile tuz arasındaki reaksiyon, çökeltinin oluşmasıyla sonuçlanır:

CuS04 + 2KOH = Cu(OH)2 + K2S04

veya iyonik formda:

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

Organik kimyada, örneğin asetik asidin özelliklerini karakterize eden bir reaksiyon bloğunu düşünebiliriz:

1. Zayıf bir elektrolit - H2O oluşumuyla oluşan reaksiyon:

CH3COOH + NaOH → Na(CH3COO) + H20

2. Gaz oluşumuyla oluşan reaksiyon:

2CH3COOH + CaCO3 → 2CH3COO + Ca2+ + CO2 + H2O

3. Çökelti oluşumuyla oluşan reaksiyon:

2CH3COOH + K2SO3 → 2K (CH3COO) + H2SO3

2CH3COOH + SiO → 2CH3COO + H2SiO3

II. Maddeleri oluşturan kimyasal elementlerin oksidasyon durumlarını değiştirerek

Bu özelliğe dayanarak aşağıdaki reaksiyonlar ayırt edilir:

1. Elementlerin oksidasyon durumlarındaki değişiklik veya redoks reaksiyonları ile ortaya çıkan reaksiyonlar.

Bunlar, tüm ikame reaksiyonları dahil olmak üzere birçok reaksiyonun yanı sıra en az bir basit maddenin dahil olduğu kombinasyon ve ayrışma reaksiyonlarını içerir, örneğin:

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

2. 2Mg 0 + Ö 0 2 = Mg +2 Ö -2

Karmaşık redoks reaksiyonları elektron dengesi yöntemi kullanılarak oluşturulur.

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

Organik kimyada redoks reaksiyonlarının çarpıcı bir örneği aldehitlerin özellikleridir.

1. İlgili alkollere indirgenirler:

Aldekitler karşılık gelen asitlere oksitlenir:

2. Kimyasal elementlerin oksidasyon durumları değişmeden gerçekleşen reaksiyonlar.

Bunlar, örneğin tüm iyon değişim reaksiyonlarını, ayrıca birçok bileşik reaksiyonunu, birçok ayrışma reaksiyonunu, esterleşme reaksiyonlarını içerir:

HCOOH + CHgOH = HCOOCH3 + H20

III. Termal etki ile

Termal etkiye bağlı olarak reaksiyonlar ekzotermik ve endotermik olarak ikiye ayrılır.

1. Enerjinin açığa çıkmasıyla ekzotermik reaksiyonlar meydana gelir.

Bunlar hemen hemen tüm bileşik reaksiyonlarını içerir. Nadir bir istisna, nitrojen ve oksijenden nitrik oksit (II) sentezinin endotermik reaksiyonu ve hidrojen gazının katı iyot ile reaksiyonudur.

Işığın açığa çıkmasıyla oluşan ekzotermik reaksiyonlar yanma reaksiyonları olarak sınıflandırılır. Etilenin hidrojenasyonu ekzotermik reaksiyonun bir örneğidir. Oda sıcaklığında çalışır.

2. Enerjinin emilmesiyle endotermik reaksiyonlar meydana gelir.

Açıkçası bunlar neredeyse tüm ayrışma reaksiyonlarını içerecektir, örneğin:

1. Kireçtaşı pişirimi

2. Bütan çatlaması

Bir reaksiyon sonucunda açığa çıkan veya absorbe edilen enerji miktarına reaksiyonun termal etkisi denir ve bu etkiyi gösteren kimyasal reaksiyonun denklemine termokimyasal denklem denir:

H2(g) + C12(g) = 2HC 1(g) + 92,3 kJ

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

IV. Reaksiyona giren maddelerin toplanma durumuna göre (faz bileşimi)

Reaksiyona giren maddelerin toplanma durumuna göre bunlar ayırt edilir:

1. Heterojen reaksiyonlar - reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin farklı toplanma durumlarında (farklı fazlarda) olduğu reaksiyonlar.

2. Homojen reaksiyonlar - reaktanların ve reaksiyon ürünlerinin aynı olduğu reaksiyonlar toplama durumu(tek aşamada).

V. Katalizör katılımıyla

Katalizörün katılımına göre ayırt edilirler:

1. Katalizörün katılımı olmadan meydana gelen katalitik olmayan reaksiyonlar.

2. Bir katalizörün katılımıyla meydana gelen katalitik reaksiyonlar. Canlı organizmaların hücrelerinde meydana gelen tüm biyokimyasal reaksiyonlar, protein niteliğindeki özel biyolojik katalizörlerin (enzimler) katılımıyla meydana geldiğinden, bunların hepsi katalitik veya daha kesin olarak enzimatiktir. Kimya endüstrilerinin %70'inden fazlasının katalizör kullandığı unutulmamalıdır.

VI. Karşı

Yönlerine göre ayırt edilirler:

1. Geri dönüşü olmayan reaksiyonlar belirli koşullar altında yalnızca bir yönde meydana gelir. Bunlar, bir çökelti, gaz veya hafif ayrışan maddenin (su) oluşmasıyla birlikte gerçekleşen tüm değişim reaksiyonlarını ve tüm yanma reaksiyonlarını içerir.

2. Bu koşullar altında tersinir reaksiyonlar aynı anda iki zıt yönde meydana gelir. Bu tür reaksiyonların ezici çoğunluğu.

Organik kimyada, tersinirlik işareti, süreçlerin isimleriyle - zıt anlamlılarıyla yansıtılır:

Hidrojenasyon - dehidrojenasyon,

Hidrasyon - dehidrasyon,

Polimerizasyon - depolimerizasyon.

Tüm esterleşme reaksiyonları (bildiğiniz gibi zıt sürece hidroliz denir) ve proteinlerin, esterlerin, karbonhidratların ve polinükleotitlerin hidrolizi geri dönüşümlüdür. Bu süreçlerin tersine çevrilebilirliği, canlı bir organizmanın en önemli özelliği olan metabolizmanın temelini oluşturur.

VII. Akış mekanizmasına göre ayırt edilirler:

1. Reaksiyon sırasında oluşan radikaller ile moleküller arasında radikal reaksiyonlar meydana gelir.

Bildiğiniz gibi tüm reaksiyonlarda eski kimyasal bağlar kırılır ve yeni kimyasal bağlar oluşur. Başlangıç ​​maddesinin moleküllerindeki bağın kırılma yöntemi, reaksiyonun mekanizmasını (yolunu) belirler. Bir madde kovalent bir bağdan oluşuyorsa, bu bağı kırmanın iki yolu olabilir: hemolitik ve heterolitik. Örneğin, Cl2, CH4 vb. molekülleri için bağların hemolitik bölünmesi gerçekleşir; eşleşmemiş elektronlara sahip parçacıkların, yani serbest radikallerin oluşumuna yol açacaktır.

Radikaller çoğunlukla, paylaşılan elektron çiftlerinin atomlar arasında yaklaşık olarak eşit olarak dağıtıldığı (polar olmayan kovalent bağ) bağlar kırıldığında oluşur, ancak çoğu kutupsal bağlar ayrıca, özellikle reaksiyon gaz fazında ve ışığın etkisi altında gerçekleştiğinde, örneğin yukarıda tartışılan işlemlerde (C12 ve CH4'ün etkileşimi) olduğu gibi benzer bir şekilde kırılabilir. Radikaller çok reaktiftirler çünkü elektron katmanlarını başka bir atom veya molekülden elektron alarak tamamlama eğilimindedirler. Örneğin, bir klor radikali bir hidrojen molekülüyle çarpıştığında, hidrojen atomlarını bağlayan ortak elektron çiftinin kopmasına neden olur ve kovalent bağ hidrojen atomlarından biriyle. Bir radikal haline gelen ikinci hidrojen atomu, çöken Cl2 molekülünden klor atomunun eşleşmemiş elektronu ile ortak bir elektron çifti oluşturur, bu da yeni bir hidrojen molekülüne vb. saldıran bir klor radikalinin oluşmasına neden olur.

Ardışık dönüşüm zincirini temsil eden reaksiyonlara zincir reaksiyonları denir. Zincirleme reaksiyonlar teorisinin geliştirilmesi için iki seçkin kimyager - yurttaşımız N. N. Semenov ve İngiliz S. A. Hinshelwood Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
Klor ve metan arasındaki ikame reaksiyonu benzer şekilde ilerler:

Organik ve inorganik maddelerin çoğu yanma reaksiyonu, su sentezi, amonyak, etilenin polimerizasyonu, vinil klorür vb. radikal mekanizma ile ilerler.

2. İyonik reaksiyonlar, halihazırda mevcut olan veya reaksiyon sırasında oluşan iyonlar arasında meydana gelir.

Tipik iyon reaksiyonlarıçözeltideki elektrolitler arasındaki etkileşimdir. İyonlar yalnızca elektrolitlerin çözeltilerde ayrışması sırasında değil aynı zamanda elektriksel deşarj, ısıtma veya radyasyon etkisi altında da oluşur. Örneğin γ ışınları su ve metan moleküllerini moleküler iyonlara dönüştürür.

Başka bir iyonik mekanizmaya göre, hidrojen halojenürlerin, hidrojenin, halojenlerin alkenlere eklenmesi, alkollerin oksidasyonu ve dehidrasyonu, alkol hidroksilin halojenle değiştirilmesi reaksiyonları meydana gelir; aldehitlerin ve asitlerin özelliklerini karakterize eden reaksiyonlar. Bu durumda iyonlar, polar kovalent bağların heterolitik bölünmesiyle oluşur.

VIII. Enerji türüne göre

reaksiyonu başlatanlar ayırt edilir:

1. Fotokimyasal reaksiyonlar. Işık enerjisiyle başlatılırlar. Yukarıda tartışılan HCl sentezinin fotokimyasal süreçlerine veya metanın klor ile reaksiyonuna ek olarak, bunlar ikincil bir atmosferik kirletici olarak troposferde ozon üretimini içerir. Bu durumda birincil rol, ışığın etkisi altında oksijen radikalleri oluşturan nitrik oksittir (IV). Bu radikaller oksijen molekülleriyle etkileşime girerek ozona neden olur.

NO, aynı NO2'yi oluşturmak üzere oksijen molekülleriyle etkileşime girebildiğinden, yeterli ışık olduğu sürece ozon oluşumu meydana gelir. Ozon ve diğer ikincil hava kirleticilerin birikmesi fotokimyasal kirliliğe yol açabilir.

Bu tür reaksiyon aynı zamanda bitki hücrelerinde meydana gelen en önemli süreci de içerir - adı kendi adına konuşan fotosentez.

2. Radyasyon reaksiyonları. Yüksek enerjili radyasyon - X ışınları, nükleer radyasyon (γ ışınları, a parçacıkları - He 2+, vb.) tarafından başlatılırlar. Radyasyon reaksiyonları yardımıyla çok hızlı radyopolimerizasyon, radyoliz (radyasyonun ayrışması) vb.

Örneğin benzenden iki aşamalı fenol üretimi yerine, benzenin radyasyon etkisi altında su ile reaksiyona sokulmasıyla elde edilebilir. Bu durumda, benzenin reaksiyona girerek fenol oluşturduğu su moleküllerinden [OH] ve [H] radikalleri oluşur:

C 6 H 6 + 2[OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

Kauçuğun vulkanizasyonu, radyovulkanizasyon kullanılarak kükürt olmadan gerçekleştirilebilir ve elde edilen kauçuk, geleneksel kauçuktan daha kötü olmayacaktır.

3. Elektrokimyasal reaksiyonlar. Onlar tarafından başlatılırlar elektrik. İyi bilinen elektroliz reaksiyonlarına ek olarak, elektrosentez reaksiyonlarını da göstereceğiz, örneğin reaksiyonlar endüstriyel üretim inorganik oksitleyici maddeler

4. Termokimyasal reaksiyonlar. Onlar tarafından başlatılırlar Termal enerji. Bunlar, tüm endotermik reaksiyonları ve birçok ekzotermik reaksiyonu içerir; bunların başlatılması, başlangıçta bir ısı sağlanmasını, yani sürecin başlatılmasını gerektirir.

Yukarıda tartışılan kimyasal reaksiyonların sınıflandırması diyagramda yansıtılmıştır.

Kimyasal reaksiyonların sınıflandırılması, diğer tüm sınıflandırmalar gibi koşulludur. Bilim adamları reaksiyonları aşağıdakilere bölmeyi kabul etti: belirli türler Belirledikleri özelliklere göre. Ancak kimyasal dönüşümlerin çoğu şunlara atfedilebilir: farklı şekiller. Örneğin, amonyak sentezi sürecini karakterize edelim.

Bu, sistemdeki basıncın azalmasıyla meydana gelen, redoks, ekzotermik, geri dönüşümlü, katalitik, heterojen (daha doğrusu heterojen-katalitik) bir bileşik reaksiyondur. Süreci başarılı bir şekilde yönetmek için sağlanan tüm bilgilerin dikkate alınması gerekir. Belirli bir kimyasal reaksiyon her zaman çok kalitelidir ve farklı özelliklerle karakterize edilir.

Kimyasal reaksiyonlar, özellikleri, türleri, oluşma koşulları vb. kimya adı verilen ilginç bir bilimin temel taşlarından biridir. Kimyasal reaksiyonun ne olduğunu ve rolünün ne olduğunu anlamaya çalışalım. Dolayısıyla kimyada kimyasal reaksiyon, bir veya daha fazla maddenin başka maddelere dönüşümü olarak kabul edilir. Bu durumda çekirdekleri değişmez (nükleer reaksiyonlardan farklı olarak), ancak elektronların ve çekirdeklerin yeniden dağılımı meydana gelir ve elbette yeni kimyasal elementler ortaya çıkar.

Doğada ve günlük yaşamda kimyasal reaksiyonlar

Sen ve ben kimyasal reaksiyonlarla çevriliyiz, üstelik bunları çeşitli günlük eylemlerle, örneğin bir kibrit yaktığımızda düzenli olarak kendimiz gerçekleştiriyoruz. Şefler, farkında bile olmadan (veya belki de bundan şüphelenmeden), yemek hazırlarken pek çok kimyasal reaksiyon gerçekleştirirler.

Tabii ki doğal şartlar Pek çok kimyasal reaksiyon meydana gelir: Bir yanardağın patlaması, yapraklar ve ağaçlar, ama ne diyebilirim ki, hemen hemen her biyolojik süreç, kimyasal reaksiyonların bir örneği olarak sınıflandırılabilir.

Kimyasal reaksiyon türleri

Tüm kimyasal reaksiyonlar basit ve karmaşık olarak ayrılabilir. Basit kimyasal reaksiyonlar sırasıyla aşağıdakilere ayrılır:

• bağlantı reaksiyonları,
• ayrışma reaksiyonları,
• ikame reaksiyonları,
• tepkime alışverişi.

Bir bileşiğin kimyasal reaksiyonu

Büyük kimyager D.I. Mendeleev'in çok yerinde tanımına göre, "iki maddeden biri oluştuğunda" bir bileşik reaksiyon meydana gelir. Bir bileşiğin kimyasal reaksiyonunun bir örneği, demir sülfürün onlardan oluşturulduğu demir ve kükürt tozlarının ısıtılmasıdır - Fe + S = FeS. Bu reaksiyonun bir diğer çarpıcı örneği, kükürt veya fosfor gibi basit maddelerin havada yanmasıdır (belki de böyle bir reaksiyona termal kimyasal reaksiyon da denebilir).

Ayrışmanın kimyasal reaksiyonu

Burada her şey basit, ayrışma reaksiyonu bağlanma reaksiyonunun tersidir. Bununla birlikte bir maddeden iki veya daha fazla madde elde edilir. Basit bir örnek kimyasal ayrışma reaksiyonu, tebeşirin kendisinin oluştuğu tebeşirin ayrışma reaksiyonu olabilir sönmemiş kireç Ve karbon dioksit.

Kimyasal ikame reaksiyonu

Basit bir madde karmaşık bir maddeyle etkileşime girdiğinde bir ikame reaksiyonu meydana gelir. Kimyasal ikame reaksiyonuna bir örnek verelim: Çelik bir çiviyi bakır sülfat içeren bir çözeltiye batırırsanız, bu basit işlem sırasında kimyasal deneyim alacağız mürekkep taşı(Demir, bakırı tuzdan uzaklaştıracaktır). Böyle bir kimyasal reaksiyonun denklemi şöyle görünecektir:

Fe+CuSO 4 → FeSO 4 +Cu

Kimyasal değişim reaksiyonu

Değişim reaksiyonları yalnızca kompleksler arasında gerçekleşir. kimyasallar Bu sırada parçalarını değiştiriyorlar. Bu tür reaksiyonların çoğu çeşitli çözeltilerde meydana gelir. Asidin safra ile nötralizasyonu - burada iyi örnek kimyasal değişim reaksiyonu.

NaOH+HCl→ NaCl+H2O

Bu, HCl bileşiğindeki bir hidrojen iyonunun NaOH bileşiğindeki bir sodyum iyonuyla değiştirildiği bu reaksiyonun kimyasal denklemidir. Bu kimyasal reaksiyonun sonucu, sofra tuzu çözeltisinin oluşmasıdır.

Kimyasal reaksiyon belirtileri

Kimyasal reaksiyonların ortaya çıkma belirtilerine göre, reaktifler arasında kimyasal bir reaksiyonun meydana gelip gelmediğine karar verilebilir. İşte kimyasal reaksiyon belirtilerinin örnekleri:

• Renk değişikliği (örneğin hafif demir, nemli havada demir ile kimyasal reaksiyon sonucu kahverengi bir kaplamayla kaplanır).
• Yağış (aniden karbondioksiti bir kireç çözeltisinden geçirirseniz, beyaz, çözünmeyen bir kalsiyum karbonat çökeltisi elde edersiniz).
• Gaz emisyonu (üzerine bir damla düşürürseniz karbonat sitrik asit, o zaman karbondioksit salınımı elde edeceksiniz).
• Zayıf ayrışmış maddelerin oluşumu (su oluşumuyla sonuçlanan tüm reaksiyonlar).
• Çözeltinin parıltısı (buradaki bir örnek, kimyasal reaksiyonlar sırasında ışık yayan bir luminol çözeltisiyle meydana gelen reaksiyonlardır).

Genel olarak, hangi kimyasal reaksiyon belirtilerinin ana belirtiler olduğunu belirlemek zordur. farklı maddeler ve farklı reaksiyonların kendine has özellikleri vardır.

Kimyasal reaksiyonun belirtisi nasıl belirlenir

Kimyasal bir reaksiyonun işaretini görsel olarak (renk değiştirerek, parlayarak) veya bu reaksiyonun sonuçlarına göre belirleyebilirsiniz.

Kimyasal reaksiyon hızı

Bir kimyasal reaksiyonun hızı genellikle reaksiyona giren maddelerden birinin birim zamandaki miktarındaki değişiklik olarak anlaşılır. Ayrıca kimyasal reaksiyonun hızı her zaman pozitif bir değerdir. 1865 yılında kimyager N. N. Beketov, "zamanın her anında bir kimyasal reaksiyonun hızının, stokiyometrik katsayılarına eşit güçlere yükseltilen reaktiflerin konsantrasyonlarıyla orantılı olduğunu" belirten kütle etki yasasını formüle etti.

Kimyasal reaksiyonun hızını etkileyen faktörler şunları içerir:

• reaktanların doğası,
• bir katalizörün varlığı,
• sıcaklık,
• basınç,
• reaksiyona giren maddelerin yüzey alanı.

Hepsinin kimyasal reaksiyonun hızı üzerinde çok doğrudan etkisi vardır.

Kimyasal reaksiyonun dengesi

Kimyasal denge, çeşitli kimyasal reaksiyonların meydana geldiği ve her bir ileri ve geri reaksiyon çiftindeki oranların eşit olduğu bir kimyasal sistemin durumudur. Böylece, bir kimyasal reaksiyonun denge sabiti tanımlanır - bu, belirli bir kimyasal reaksiyon için başlangıç ​​​​maddelerinin ve kimyasal denge durumundaki ürünlerin termodinamik aktiviteleri arasındaki ilişkiyi belirleyen değerdir. Denge sabitini bilerek kimyasal reaksiyonun yönünü belirleyebilirsiniz.

Kimyasal reaksiyonların oluşma koşulları

Kimyasal reaksiyonları başlatmak için uygun koşulların yaratılması gerekir:

• maddeleri yakın temasa getirmek.
• maddeleri ısıtmak belirli sıcaklık(Kimyasal reaksiyonun sıcaklığı uygun olmalıdır).

Kimyasal reaksiyonun termal etkisi

Bu, bir kimyasal reaksiyonun meydana gelmesi ve başlangıç ​​maddelerinin (reaktanların) aşağıdaki kimyasal reaksiyon denklemine karşılık gelen miktarlarda reaksiyon ürünlerine dönüşmesi sonucu bir sistemin iç enerjisindeki değişime verilen addır. koşullar:

• sadece olası iş bu durumda yalnızca dış basınca karşı iş vardır.
• Başlangıç ​​maddeleri ve kimyasal reaksiyon sonucu elde edilen ürünler aynı sıcaklığa sahiptir.

Kimyasal reaksiyonlar, video

Ve sonuç olarak, en şaşırtıcı kimyasal reaksiyonlarla ilgili ilginç bir video.