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.

İÇİNDE Olumsuz organik Kimya Bu tür reaksiyonlar elde etme süreçlerini içerir. allotropik modifikasyonlarörneğin bir kimyasal element:

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 bir reaksiyon, madde moleküllerinin yalnızca niteliksel değil aynı zamanda niceliksel bileşimini değiştirmeden meydana gelen izomerizasyon reaksiyonlarını içerebilir, örneğin:

1. Alkanların izomerizasyonu.

Alkanların izomerizasyon reaksiyonu büyük pratik öneme sahiptir, çünkü izoyapının hidrokarbonlarının patlama yeteneği daha düşüktür.

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 örneği kullanılarak tüm bileşik reaksiyonları düşünülebilir:

1. Sülfür oksitin (IV) hazırlanması:

S + O 2 = SO - ikiden basit maddeler bir kompleks 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 kompleks maddenin oluşturulduğu bileşik reaksiyonunun bir örneği, nitrik asit üretiminin son aşamasıdır:

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

Organik kimyada bileşik 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 atomlarının yerini aldığı 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 + Cr2 Ö3 → Al 2 Ö3 + 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

İkame reaksiyonunun özelliğine dikkat edelim organik madde: Bu tür reaksiyonlar sonucunda inorganik kimyada olduğu gibi basit ve karmaşık bir madde değil, iki karmaşık madde oluşur.

Organik kimyada ikame reaksiyonları aynı zamanda iki madde arasındaki bazı reaksiyonları da içerir. karmaşık maddelerörneğin 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. Oksidasyon durumlarındaki değişiklikle kimyasal elementler, oluşturan maddeler

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. İle termal etki

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. Bütanın 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 - reaktantların ve reaksiyon ürünlerinin aynı toplanma durumunda (aynı fazda) olduğu reaksiyonlar.

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 tepkilerin ezici çoğunluğu öyle.

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

Hidrojenasyon - dehidrojenasyon,

Hidrasyon - dehidrasyon,

Polimerizasyon - depolimerizasyon.

Proteinlerin, esterlerin, karbonhidratların ve polinükleotidlerin tüm esterleşme reaksiyonları (bildiğiniz gibi zıt işleme hidroliz denir) ve hidrolizi geri dönüşümlüdür. Bu süreçlerin geri döndürülebilirliği, en önemli mülk canlı organizma - metabolizma.

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, Cl 2, CH 4 vb. molekülleri için bağların hemolitik bölünmesi gerçekleştirilir, eşleşmemiş elektronlara sahip parçacıkların, yani serbest radikallerin oluşumuna yol açacaktır.

Radikaller çoğunlukla, paylaşılan elektron çiftlerinin atomlar arasında yaklaşık olarak eşit olarak paylaşıldığı (polar olmayan kovalent bağ) bağlar kırıldığında oluşur, ancak birçok polar bağ da benzer şekilde, özellikle reaksiyon gerçekleştiğinde kırılabilir. gaz fazında ve ışığın etkisi altında, örneğin yukarıda tartışılan işlemlerde olduğu gibi - C12 ve CH4'ün etkileşimi. 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 birbirine bağlayan ortak elektron çiftinin kırılmasına ve hidrojen atomlarından biriyle kovalent bir bağ oluşmasına neden olur. 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 iyonik reaksiyonlar çözeltideki elektrolitler arasındaki etkileşimlerdir. 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 metan ile klorin 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 tip reaksiyon aynı zamanda şunları içerir: en önemli süreç, içeri akıyor bitki hücreleri, - adı kendisi 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 fenol oluşturmak üzere reaksiyona girdiği 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, örneğin inorganik oksitleyicilerin endüstriyel üretimine yönelik reaksiyonlar gibi elektrosentez reaksiyonlarını da göstereceğiz.

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 insanları, reaksiyonları belirledikleri özelliklere göre belirli türlere ayırma konusunda anlaştılar. 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 nitelikseldir ve farklı özelliklerle karakterize edilir.

Bölüm I

1. Bileşik reaksiyonlar Bir ayrışma reaksiyonunun “kimyasal zıtlığı”.

2. Bileşiğin reaksiyonunun işaretlerini yazın:
- reaksiyon 2 basit veya karmaşık maddeyi içerir;
- bir kompleks oluşur;
- ısı açığa çıkar.

3. Tanımlanan özelliklere dayanarak bileşiğin reaksiyonlarını tanımlayın.
Bileşik reaksiyonlar, bir veya daha fazla basit veya karmaşık maddeden bir karmaşık maddenin oluşmasıyla sonuçlanan reaksiyonlardır.

Reaksiyonun yönüne göre reaksiyonlar ikiye ayrılır:

Bölüm II

1. Kimyasal reaksiyonların denklemlerini yazın:

2. Klor arasındaki kimyasal reaksiyonların denklemlerini yazın:
1) ve sodyum 2Na+Cl2=2NaCl
2) ve kalsiyum Ca+Cl2=CaCl2
3) ve demir (III) klorür oluşumu ile demir 2Fe+3Cl2=2FeCl3

3. Reaksiyonu karakterize edin

4. Reaksiyonu karakterize edin

5. Şemalara göre ilerleyen bileşiğin reaksiyonları için denklemleri yazın:

6. Diyagramları aşağıdaki reaksiyon denklemlerindeki katsayıları düzenleyin:

7. Aşağıdaki ifadeler doğru mu?
A. Bileşik reaksiyonlarının çoğu ekzotermiktir.
B. Sıcaklık arttıkça kimyasal reaksiyonun hızı artar.
1) her iki karar da doğrudur

8. 85 g hidrojen sülfür oluşturmak için gereken hidrojen hacmini ve kükürt kütlesini hesaplayın.

(fotokimyasal reaksiyonlar), elektrik akımı (elektrot işlemleri), iyonlaştırıcı radyasyon (radyasyon-kimyasal reaksiyonlar), mekanik etki (mekanokimyasal reaksiyonlar), düşük sıcaklıktaki plazmada (plazmokimyasal reaksiyonlar), vb. Moleküllerin birbirleriyle etkileşimi, bir boyunca meydana gelir. zincir rotası: birleşme - elektronik izomerizasyon - ayrışma Aktif parçacıkların radikaller, iyonlar ve koordinatif olarak doymamış bileşikler olduğu. Kimyasal reaksiyonun hızı, aktif parçacıkların konsantrasyonu ve kırılan bağların enerjileri ile oluşan bağların enerjileri arasındaki fark ile belirlenir.

Maddede meydana gelen kimyasal süreçler hem fiziksel süreçlerden hem de nükleer dönüşümlerden farklıdır. İÇİNDE fiziksel süreçler katılan maddelerin her biri bileşimini değişmeden korur (maddeler karışımlar oluşturabilse de), ancak dış biçimlerini veya toplanma durumlarını değiştirebilir.

Kimyasal işlemlerde (kimyasal reaksiyonlar), reaktiflerden farklı özelliklere sahip yeni maddeler elde edilir, ancak yeni elementlerin atomları asla oluşmaz. Reaksiyona katılan elementlerin atomlarında mutlaka elektron kabuğunda değişiklikler meydana gelir.

İÇİNDE nükleer reaksiyonlar Katılan tüm elementlerin atom çekirdeklerinde değişiklikler meydana gelir, bu da yeni elementlerin atomlarının oluşumuna yol açar.

Ansiklopedik YouTube

• 1 / 5

  Var çok sayıda Kimyasal reaksiyonların sınıflandırılabileceği işaretler.

  1. Bir faz sınırının varlığına bağlı olarak, tüm kimyasal reaksiyonlar aşağıdakilere ayrılır: homojen Ve heterojen

  Bir fazda meydana gelen kimyasal reaksiyona denir homojen kimyasal reaksiyon . Ara yüzeyde meydana gelen kimyasal reaksiyona denir. heterojen kimyasal reaksiyon . Çok adımlı bir kimyasal reaksiyonda bazı adımlar homojen, bazıları ise heterojen olabilir. Bu tür reaksiyonlara denir homojen heterojen .

  Başlangıç ​​malzemelerini ve reaksiyon ürünlerini oluşturan fazların sayısına bağlı olarak, kimyasal işlemler homofazik (başlangıç ​​maddeleri ve ürünler aynı fazdadır) ve heterofazik (başlangıç ​​maddeleri ve ürünler birkaç fazdan oluşur) olabilir. Bir reaksiyonun homo ve heterofazitesi, reaksiyonun homojen veya heterojen olmasıyla ilgili değildir. Bu nedenle dört tür süreç ayırt edilebilir:

  • Homojen reaksiyonlar (homofazik) . Bu tip reaksiyonda reaksiyon karışımı homojen olup reaktanlar ve ürünler aynı faza aittir. Bu tür reaksiyonların bir örneği iyon değişim reaksiyonlarıdır, örneğin bir asit çözeltisinin bir alkali çözeltisi ile nötrleştirilmesi:
  N a O H + H C l → N a C l + H 2 O (\displaystyle \mathrm (NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_(2)O))
  • Heterojen homofazik reaksiyonlar . Bileşenler bir faz içindedir, ancak reaksiyon faz sınırında, örneğin katalizörün yüzeyinde meydana gelir. Bir örnek, etilenin bir nikel katalizörü üzerinde hidrojenlenmesi olabilir:
  C 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6 (\displaystyle \mathrm (C_(2)H_(4)+H_(2)\rightarrow C_(2)H_(6)) )
  • Homojen heterofazik reaksiyonlar . Böyle bir reaksiyonda reaktanlar ve ürünler birkaç fazda bulunur, ancak reaksiyon tek fazda gerçekleşir. Sıvı fazdaki hidrokarbonların gaz halindeki oksijenle oksidasyonu bu şekilde gerçekleşebilir.
  • Heterojen heterofazik reaksiyonlar . Bu durumda reaktanlar farklı faz durumlarındadır ve reaksiyon ürünleri de herhangi bir faz durumunda olabilir. Reaksiyon süreci faz sınırında meydana gelir. Bir örnek, karbonik asit tuzlarının (karbonatlar) Bronsted asitleriyle reaksiyonudur:
  M g C O 3 + 2 H C l → M g C l 2 + C O 2 + H 2 O (\displaystyle \mathrm (MgCO_(3)+2HCl\rightarrow MgCl_(2)+CO_(2)\uparrow +H_(2) )Ö) )

  2. Reaktanların oksidasyon durumlarını değiştirerek

  İÇİNDE bu durumda ayırt etmek

  • Bir elementin atomlarının (oksitleyici madde) olduğu redoks reaksiyonları restore ediliyor , yani Oksidasyon durumlarını düşürün ve başka bir elementin atomları (indirgeyici ajan) oksitlemek , yani oksidasyon durumlarını arttırın. Redoks reaksiyonlarının özel bir durumu, oksitleyici ve indirgeyici maddelerin aynı elementin atomları olduğu orantı reaksiyonlarıdır. farklı dereceler oksidasyon.

  Redoks reaksiyonunun bir örneği, hidrojenin (indirgeyici madde) oksijen (oksitleyici madde) içinde su oluşturmak üzere yanmasıdır:

  2 H 2 + Ö 2 → 2 H 2 Ö (\displaystyle \mathrm (2H_(2)+O_(2)\rightarrow 2H_(2)O))

  Bir birleştirme reaksiyonunun bir örneği, amonyum nitratın ısıtıldığında ayrışma reaksiyonudur. Bu durumda, oksitleyici ajan, nitro grubunun nitrojenidir (+5) ve indirgeyici ajan, amonyum katyonunun nitrojenidir (-3):

  NH4NO3 → N2O + 2H2O (< 250 ∘ C) {\displaystyle \mathrm {NH_{4}NO_{3}\rightarrow N_{2}O\uparrow +2H_{2}O\qquad (<250{}^{\circ }C)} }

  Atomların oksidasyon durumlarında herhangi bir değişikliğin olmadığı redoks reaksiyonları için geçerli değildirler, örneğin:

  B a C l 2 + N a 2 S Ö 4 → B a S Ö 4 ↓ + 2 N a C l (\displaystyle \mathrm (BaCl_(2)+Na_(2)SO_(4)\rightarrow BaSO_(4)\downarrow +2NaCl))

  3. Reaksiyonun termal etkisine göre

  Tüm kimyasal reaksiyonlara enerjinin salınması veya emilmesi eşlik eder. Reaktiflerdeki kimyasal bağlar kırıldığında enerji açığa çıkar ve bu enerji esas olarak yeni kimyasal bağlar oluşturmak için kullanılır. Bazı reaksiyonlarda bu süreçlerin enerjileri birbirine yakındır ve bu durumda reaksiyonun genel termal etkisi sıfıra yaklaşır. Diğer durumlarda şunları ayırt edebiliriz:

  • beraberinde gelen ekzotermik reaksiyonlar ısı salınımı,(pozitif termal etki) örneğin hidrojenin yukarıdaki yanması
  • endotermik reaksiyonlar sırasında ısı emilir(negatif termal etki) çevreden.

  Genellikle çok önemli olan bir reaksiyonun termal etkisi (reaksiyon entalpisi, ΔrH), reaktanların ve ürünlerin oluşum entalpileri biliniyorsa Hess yasası kullanılarak hesaplanabilir. Ürünlerin entalpilerinin toplamı, reaktanların entalpilerinin toplamından küçük olduğunda (Δ r H< 0) наблюдается ısı salınımı, aksi takdirde (Δ r H > 0) - emilim.

  4. Reaksiyona giren parçacıkların dönüşüm türüne göre

  Kimyasal reaksiyonlara her zaman fiziksel etkiler eşlik eder: enerjinin emilmesi veya serbest bırakılması, reaksiyon karışımının rengindeki değişiklik, vb. Kimyasal reaksiyonların ilerleyişi sıklıkla bu fiziksel etkilerle değerlendirilir.

  Bileşik reaksiyon -bir veya daha fazlasının oluşmasıyla sonuçlanan kimyasal reaksiyon Daha Başlangıç ​​maddelerinden yalnızca bir yenisi oluşur.Bu tür reaksiyonlara hem basit hem de karmaşık maddeler girebilmektedir.

  Ayrışma reaksiyonu -Bir maddeden birden fazla yeni maddenin oluşmasıyla sonuçlanan kimyasal reaksiyon. Bu tür reaksiyonlar yalnızca karmaşık bileşikleri içerir ve ürünleri hem karmaşık hem de basit maddeler olabilir.

  İkame reaksiyonu - basit bir maddenin parçası olan bir elementin atomlarının, içindeki başka bir elementin atomlarının yerini alması sonucu oluşan kimyasal reaksiyon karmaşık bağlantı. Tanımdan da anlaşılacağı üzere bu tür reaksiyonlarda başlangıç ​​maddelerinden birinin basit, diğerinin karmaşık olması gerekir.

  Değişim reaksiyonları - iki karmaşık maddenin kurucu parçalarını değiştirdiği bir reaksiyon

  5. Oluşum yönüne göre kimyasal reaksiyonlar ikiye ayrılır: geri döndürülemez ve geri döndürülemez

  Geri döndürülemez Tek yönde gerçekleşen kimyasal reaksiyonlara denir soldan sağa"), bunun sonucunda başlangıç ​​maddeleri reaksiyon ürünlerine dönüşür. Bu tür kimyasal süreçlerin "sonuna kadar" ilerlediği söylenir. Bunlar şunları içerir: yanma reaksiyonları, Ve az çözünen veya gaz halindeki maddelerin oluşumunun eşlik ettiği reaksiyonlar Tersine çevrilebilir aynı anda iki zıt yönde ("soldan sağa" ve "sağdan sola") meydana gelen kimyasal reaksiyonlardır. Bu tür reaksiyonların denklemlerinde, eşit işaretinin yerini zıt yönlü iki ok alır. Eşzamanlı olarak meydana gelen iki reaksiyon arasında, onlar seçkin dümdüz( soldan sağa doğru akar) ve tersi("sağdan sola" ilerler. Tersinir bir reaksiyon sırasında başlangıç ​​maddeleri aynı anda tükenip oluştuğundan, tamamen reaksiyon ürünlerine dönüşmezler. Bu nedenle tersinir reaksiyonların "tamamen gerçekleşmediği" söylenir. Sonuç olarak her zaman başlangıç ​​maddeleri ve reaksiyon ürünlerinin bir karışımı oluşur.

  6. Katalizörlerin katılımına göre kimyasal reaksiyonlar ikiye ayrılır katalitik Ve katalitik olmayan

  Katalitik katalizörlerin varlığında meydana gelen reaksiyonlardır.Bu tür reaksiyonların denklemlerinde kimyasal formül Katalizör, bazen oluşma koşullarının (sıcaklık t, basınç p) belirtilmesiyle birlikte, eşit işaretin veya tersinirlik işaretinin üzerinde gösterilir. Bu tip reaksiyonlar birçok ayrışma ve kombinasyon reaksiyonunu içerir.

  Kimyasal reaksiyonlar, özellikleri, türleri, oluşma koşulları vb. temel taşlardan biridir. ilginç bilim kimya denir. 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 birçok kimyasal reaksiyon meydana gelir: bir volkanın patlaması, yapraklar ve ağaçlar, ne diyebilirim ki, hemen hemen her şey biyolojik süreç kimyasal reaksiyon örnekleri 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. Diğerlerine canlı örnekler Bu reaksiyon, kükürt veya fosfor gibi basit maddelerin havada yanmasıdır (belki 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 ayrışma reaksiyonu olabilir; bu sırada sönmemiş kirecin tebeşirin kendisinden oluştuğu ve karbon dioksit.

  Kimyasal ikame reaksiyonu

  Basit bir madde karmaşık bir maddeyle etkileşime girdiğinde bir ikame reaksiyonu meydana gelir. Kimyasal yer değiştirme reaksiyonuna bir örnek verelim: Çelik bir çiviyi bir çözeltiye batırırsanız bakır sülfat, o zaman bu basit sırada 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 parçalarını değiştirdikleri karmaşık kimyasal maddeler arasında gerçekleşir. 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 reaksiyonların 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 sonra harç karbondioksitin geçmesine izin verdikten sonra beyaz, çözünmeyen bir kalsiyum karbonat çökeltisinin çökelmesini elde ederiz).
  • Gaz çıkışı (üzerine bir damla karbonat damlatırsanız 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 olduğunu belirlemek zordur, farklı maddelerin 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, "her an 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 durumdaki ürünlerin termodinamik aktiviteleri arasındaki ilişkiyi belirleyen miktardır. kimyasal Denge. Denge sabitini bilerek kimyasal reaksiyonun yönünü belirleyebilirsiniz.

  Kimyasal reaksiyonların oluşma koşulları

  Kimyasal reaksiyonları başlatmak için uygun koşulların yaratılması gerekir:

  • maddeleri yakın temasa getirmek.
  • maddeleri belirli bir sıcaklığa kadar ısıtmak (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 sonucunda elde edilen ürünler aynı sıcaklığa sahiptir.

  Kimyasal reaksiyonlar, video

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

  Birkaç reaktanın bileşiklerini içeren reaksiyonlarda, nispeten basit kompozisyon daha karmaşık bir bileşime sahip bir madde elde edilir:

  Kural olarak, bu reaksiyonlara ısı salınımı eşlik eder; daha kararlı ve daha az enerji açısından zengin bileşiklerin oluşumuna yol açar.

  Basit maddelerin bileşiklerinin reaksiyonları doğada her zaman redokstur. Karmaşık maddeler arasında meydana gelen bileşik reaksiyonlar, değerde bir değişiklik olmadan gerçekleşebilir:

  CaCO3 + C02 + H20 = Ca(HCO3)2,

  ve ayrıca redoks olarak sınıflandırılabilir:

  2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3.

  2. Ayrışma reaksiyonları

  Ayrışma reaksiyonları, bir karmaşık maddeden birkaç bileşiğin oluşumuna yol açar:

  A = B + C + D.

  Karmaşık bir maddenin ayrışma ürünleri hem basit hem de karmaşık maddeler olabilir.

  Değerlik durumlarını değiştirmeden meydana gelen ayrışma reaksiyonlarından, kristal hidratların, bazların, asitlerin ve oksijen içeren asitlerin tuzlarının ayrışması dikkate değerdir:

  		CuS04 + 5H 2 O

  		2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O.

  2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2, (NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O.

  Redoks ayrışma reaksiyonları özellikle nitrik asit tuzları için karakteristiktir.

  Organik kimyadaki ayrışma reaksiyonlarına çatlama denir:

  C18H38 = C9H18 + C9H20,

  veya dehidrojenasyon

  C4H10 = C4H6 + 2H2.

  3. İkame reaksiyonları

  Yer değiştirme reaksiyonlarında genellikle basit bir madde karmaşık bir maddeyle reaksiyona girerek başka bir basit madde ve başka bir karmaşık madde oluşturur:

  A + BC = AB + C.

  Bu reaksiyonlar büyük ölçüde redoks reaksiyonlarına aittir:

  2Al + Fe 2 Ö 3 = 2 Fe + Al 2 Ö 3,

  Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2,

  2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2,

  2KlO3 + l2 = 2KlO3 + Cl2.

  Atomların değerlik durumlarında bir değişikliğin eşlik etmediği ikame reaksiyonlarının örnekleri son derece azdır. Silikon dioksitin, gaz halindeki veya uçucu anhidritlere karşılık gelen oksijen içeren asitlerin tuzlarıyla reaksiyonuna dikkat edilmelidir:

  CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2,

  Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 \u003d 3СаSiO 3 + P 2 O 5,

  Bazen bu reaksiyonlar değişim reaksiyonları olarak kabul edilir:

  CH4 + Cl2 = CH3Cl + HC1.

  4. Değişim reaksiyonları

  Değişim reaksiyonları, bileşenlerini birbirleriyle değiştiren iki bileşik arasındaki reaksiyonlardır:

  AB + CD = AD + CB.

  İkame reaksiyonları sırasında redoks süreçleri meydana gelirse, değişim reaksiyonları her zaman atomların değerlik durumu değişmeden gerçekleşir. Bu, karmaşık maddeler (oksitler, bazlar, asitler ve tuzlar) arasındaki en yaygın reaksiyon grubudur:

  ZnO + H2S04 = ZnS04 + H2O,

  AgNO3 + KBr = AgBr + KNO3,

  CrCl3 + ZNaON = Cr(OH)3 + ZNaCl.

  Bu değişim reaksiyonlarının özel bir durumu nötrleşme reaksiyonudur:

  HCl + KOH = KCl + H20.

  Tipik olarak, bu reaksiyonlar kimyasal denge yasalarına uyar ve maddelerden en az birinin gaz halinde, uçucu bir madde, çökelti veya düşük ayrışan (çözeltiler için) bileşik formunda reaksiyon alanından çıkarıldığı yönde ilerler:

  NaHC03 + HCl = NaCl + H20 + C02,

  Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = 2CaCO3 ↓ + 2H2O,

  CH3COONa + H3PO4 = CH3COOH + NaH2PO4.