تعریف

واکنش شیمیاییتبدیل موادی که در ترکیب و (یا) ساختار آنها تغییر می کند نامیده می شود.

اغلب، واکنش های شیمیایی به عنوان فرآیند تبدیل مواد اولیه (مواد اولیه) به مواد نهایی (محصولات) درک می شود.

واکنش های شیمیایی با استفاده از معادلات شیمیایی حاوی فرمول مواد اولیه و محصولات واکنش نوشته می شوند. طبق قانون بقای جرم، تعداد اتم های هر عنصر در سمت چپ و راست معادله شیمیایی یکسان است. معمولاً فرمول مواد اولیه در سمت چپ معادله و فرمول محصولات در سمت راست نوشته می شود. برابری تعداد اتم های هر عنصر در قسمت چپ و راست معادله با قرار دادن ضرایب استوکیومتری اعداد صحیح در مقابل فرمول مواد حاصل می شود.

معادلات شیمیایی ممکن است شامل اطلاعات اضافیدر مورد ویژگی های واکنش: دما، فشار، تابش و غیره، که با نماد مربوطه در بالا (یا "زیر") علامت تساوی نشان داده می شود.

تمام واکنش های شیمیایی را می توان به چندین کلاس دسته بندی کرد که دارای ویژگی های خاصی هستند.

طبقه بندی واکنش های شیمیایی بر اساس تعداد و ترکیب مواد اولیه و حاصل

بر اساس این طبقه بندی، واکنش های شیمیایی به واکنش های ترکیب، تجزیه، جایگزینی، تبادل تقسیم می شوند.

در نتیجه واکنش های ترکیبیاز دو یا چند ماده (پیچیده یا ساده) یک ماده جدید تشکیل می شود. AT نمای کلیمعادله چنین واکنش شیمیایی به صورت زیر خواهد بود:

مثلا:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

2Mg + O 2 \u003d 2MgO.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

واکنش های ترکیبی در بیشتر موارد گرمازا هستند، به عنوان مثال. با آزاد شدن گرما جریان یابد. اگر مواد ساده ای در واکنش دخیل باشند، آنگاه چنین واکنش هایی اغلب ردوکس (ORD) هستند، به عنوان مثال. با تغییر در حالت اکسیداسیون عناصر رخ می دهد. نمی توان به صراحت گفت که آیا واکنش یک ترکیب بین مواد پیچیده را می توان به OVR نسبت داد.

واکنش هایی که در آن چندین ماده جدید دیگر (مختلط یا ساده) از یک ماده پیچیده تشکیل می شوند، به عنوان طبقه بندی می شوند. واکنش های تجزیه. به طور کلی، معادله یک واکنش تجزیه شیمیایی به صورت زیر خواهد بود:

مثلا:

CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 (2)

CuSO 4 × 5H 2 O \u003d CuSO 4 + 5H 2 O (3)

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2 O (4)

H 2 SiO 3 \u003d SiO 2 + H 2 O (5)

2SO 3 \u003d 2SO 2 + O 2 (6)

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O (7)

بیشتر واکنش های تجزیه با حرارت دادن انجام می شود (1،4،5). ممکن است توسط تجزیه شود جریان الکتریسیته(2). تجزیه هیدرات‌های کریستالی، اسیدها، بازها و نمک‌های اسیدهای حاوی اکسیژن (1، 3، 4، 5، 7) بدون تغییر حالت‌های اکسیداسیون عناصر، یعنی. این واکنش ها برای OVR اعمال نمی شود. واکنش های تجزیه OVR شامل تجزیه اکسیدها، اسیدها و نمک های تشکیل شده توسط عناصر در درجات بالاتراکسیداسیون (6).

واکنش های تجزیه نیز در یافت می شود شیمی ارگانیک، اما تحت نام های دیگر - ترک خوردگی (8)، هیدروژن زدایی (9):

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20 (8)

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2H 2 (9)

در واکنش های جایگزینییک ماده ساده با یک ماده پیچیده تعامل می کند و یک ماده ساده جدید و یک ماده پیچیده جدید را تشکیل می دهد. به طور کلی، معادله یک واکنش جایگزینی شیمیایی به صورت زیر خواهد بود:

مثلا:

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2 (3)

2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2 (5)

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 = ZCaSiO 3 + P 2 O 5 (6)

CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl (7)

واکنش‌های جایگزینی عمدتاً واکنش‌های ردوکس هستند (1 - 4، 7). نمونه‌هایی از واکنش‌های تجزیه که در آن‌ها هیچ تغییری در حالت‌های اکسیداسیون وجود ندارد، کم هستند (5، 6).

واکنش های مبادله ایبه واکنش‌هایی که بین مواد پیچیده رخ می‌دهد و در آن مواد خود را مبادله می‌کنند می‌گویند قطعات تشکیل دهنده. معمولاً این اصطلاح برای واکنش هایی استفاده می شود که شامل یون های واقع در آن می شود محلول آبی. به طور کلی، معادله یک واکنش تبادل شیمیایی به صورت زیر خواهد بود:

AB + CD = AD + CB

مثلا:

CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O (1)

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O (2)

NaHCO 3 + HCl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2 (3)

AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)

CrCl 3 + ZNaOH = Cr(OH) 3 ↓+ ZNaCl (5)

واکنش های تبادل ردوکس نیستند. یک مورد خاص از این واکنش های تبادلی، واکنش های خنثی سازی (واکنش های برهمکنش اسیدها با قلیاها) است (2). واکنش های تبادلی به سمتی پیش می رود که حداقل یکی از مواد به شکل یک ماده گازی (3)، یک رسوب (4، 5) یا یک ترکیب با تفکیک کم، اغلب آب (1،) از کره واکنش خارج می شود. 2).

طبقه بندی واکنش های شیمیایی بر اساس تغییرات در حالت های اکسیداسیون

بسته به تغییر حالت های اکسیداسیون عناصر تشکیل دهنده واکنش دهنده ها و محصولات واکنش، همه واکنش های شیمیایی به ردوکس (1، 2) و آنهایی که بدون تغییر حالت اکسیداسیون رخ می دهند، تقسیم می شوند (3، 4).

2Mg + CO 2 \u003d 2MgO + C (1)

Mg 0 - 2e \u003d Mg 2+ (کاهنده)

C 4 + + 4e \u003d C 0 (عامل اکسید کننده)

FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe(NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O (2)

Fe 2+ -e \u003d Fe 3+ (کاهنده)

N 5+ + 3e \u003d N 2+ (عامل اکسید کننده)

AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 (3)

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 ↓ + H 2 O (4)

طبقه بندی واکنش های شیمیایی بر اساس اثر حرارتی

بسته به اینکه آیا گرما (انرژی) در طی واکنش آزاد یا جذب می شود، تمام واکنش های شیمیایی به ترتیب به اگزو - (1، 2) و گرماگیر (3) تقسیم می شوند. مقدار گرمایی (انرژی) آزاد شده یا جذب شده در طی یک واکنش را گرمای واکنش می گویند. اگر معادله مقدار گرمای آزاد شده یا جذب شده را نشان دهد، چنین معادلاتی ترموشیمیایی نامیده می شوند.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 + 46.2 کیلوژول (1)

2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 602.5 kJ (2)

N 2 + O 2 \u003d 2NO - 90.4 کیلوژول (3)

طبقه بندی واکنش های شیمیایی بر اساس جهت واکنش

با توجه به جهت واکنش، برگشت پذیر (فرآیندهای شیمیایی که محصولات آنها قادر به واکنش با یکدیگر در همان شرایطی هستند که در آن به دست می آیند، با تشکیل مواد اولیه) و غیرقابل برگشت (فرآیندهای شیمیایی که محصولات آنها هستند) وجود دارد. قادر به واکنش با یکدیگر با تشکیل مواد اولیه نیستند).

برای واکنش های برگشت پذیر، معادله به صورت کلی معمولاً به صورت زیر نوشته می شود:

A + B ↔ AB

مثلا:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH ↔ H 3 COOS 2 H 5 + H 2 O

نمونه هایی از واکنش های برگشت ناپذیر واکنش های زیر هستند:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

شواهدی مبنی بر برگشت ناپذیری واکنش می تواند به عنوان محصولات واکنش یک ماده گازی، یک رسوب یا یک ترکیب کم تفکیک، اغلب آب باشد.

طبقه بندی واکنش های شیمیایی با حضور کاتالیزور

از این دیدگاه، واکنش‌های کاتالیزوری و غیرکاتالیستی متمایز می‌شوند.

کاتالیزور ماده ای است که یک واکنش شیمیایی را سرعت می بخشد. واکنش‌هایی که شامل کاتالیزور می‌شوند، کاتالیزوری نامیده می‌شوند. برخی از واکنش ها به طور کلی بدون حضور یک کاتالیزور غیرممکن هستند:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 (کاتالیزور MnO 2)

اغلب، یکی از محصولات واکنش به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند که این واکنش را تسریع می کند (واکنش های خودکاتالیستی):

MeO + 2HF \u003d MeF 2 + H 2 O، جایی که Me یک فلز است.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

♦ با توجه به تعداد و ترکیب مواد اولیه و به دست آمده، واکنش های شیمیایی عبارتند از:

1. اتصالات- از دو یا چند ماده یک ماده پیچیده تشکیل می شود:
   Fe + S = FeS
   (وقتی پودرهای آهن و گوگرد گرم می شوند، سولفید آهن تشکیل می شود)
2. بسط ها- دو یا چند ماده از یک ماده پیچیده تشکیل می شود:
   2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2
   (با عبور جریان الکتریکی، آب به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود)
3. تعویض ها- اتم ها یک ماده سادهیکی از عناصر موجود در یک ماده پیچیده را جایگزین کنید:
   Fe + CuCl 2 = Cu↓ + FeCl 2
   (آهن مس را از محلول کلرید مس (II) جابجا می کند)
4. تبادل- 2 ماده پیچیده اجزای تشکیل دهنده را مبادله می کنند:
   HCl + NaOH = NaCl + H2O
   (واکنش خنثی سازی - اسید هیدروکلریکبا هیدروکسید سدیم واکنش می دهد و کلرید سدیم و آب تشکیل می دهد)

♦ واکنش هایی که با آزاد شدن انرژی (گرما) ادامه می یابد نامیده می شوند گرمازا. اینها شامل واکنشهای احتراق مانند گوگرد است:

S + O 2 \u003d SO 2 + Q
اکسید گوگرد (IV) تشکیل می شود، آزاد شدن انرژی با + Q نشان داده می شود

واکنش هایی که نیاز به انرژی دارند، یعنی با جذب انرژی ادامه می یابند گرماگیر. واکنش گرماگیر تجزیه آب تحت اثر جریان الکتریکی است:

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2 - Q

♦ واکنش های همراه با تغییر در حالت های اکسیداسیون عناصر، یعنی انتقال الکترون ها، نامیده می شوند. ردوکس:

Fe 0 + S 0 \u003d Fe +2 S -2

برعکس هستند استاتیک الکترونیکیواکنش هایی که اغلب به سادگی نامیده می شوند واکنش هایی که بدون تغییر حالت اکسیداسیون رخ می دهند. اینها شامل تمام واکنش های مبادله می شود:

H + 1 Cl -1 + Na + 1 O -2 H + 1 = Na + 1 Cl -1 + H 2 + 1 O -2

(به یاد بیاورید که درجه اکسیداسیون در مواد متشکل از دو عنصر از نظر عددی برابر با ظرفیت است، علامت قبل از عدد قرار می گیرد)

2. تجربه. انجام واکنش هایی که ترکیب کیفی نمک پیشنهادی را تأیید می کند، به عنوان مثال، سولفات مس (II)

ترکیب کیفی نمک با واکنش هایی همراه با رسوب یا تکامل گاز با بو یا رنگ مشخص ثابت می شود. رسوب زمانی رخ می دهد که مواد نامحلول به دست می آیند (از جدول حلالیت تعیین می شوند). هنگامی که اسیدهای ضعیف (بسیاری از آنها نیاز به حرارت دارند) یا هیدروکسید آمونیوم تشکیل می شوند، گازها آزاد می شوند.

وجود یون مس را می توان با افزودن هیدروکسید سدیم ثابت کرد، رسوب آبی از هیدروکسید مس (II) رسوب می کند:

CuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

علاوه بر این، هیدروکسید مس (II) می تواند با حرارت دادن تجزیه شود، اکسید سیاه مس (II) تشکیل می شود:

Cu(OH) 2 \u003d CuO + H 2 O

وجود یک یون سولفات با رسوب یک رسوب کریستالی سفید، نامحلول در اسید نیتریک غلیظ، هنگامی که نمک باریم محلول اضافه می شود، ثابت می شود:

CuSO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + CuCl 2

واکنش های شیمیایی (پدیده های شیمیایی)- اینها فرآیندهایی هستند که در نتیجه آنها مواد دیگری از برخی مواد تشکیل می شوند که از نظر ترکیب یا ساختار با مواد اصلی متفاوت هستند. در طول واکنش های شیمیایی، تغییری در تعداد اتم های یک یا عنصر دیگر، تبدیل ایزوتوپ ها ایجاد نمی شود.

طبقه بندی واکنش های شیمیاییچند وجهی، می تواند بر اساس ویژگی های مختلف باشد: تعداد و ترکیب معرف ها و محصولات واکنش، اثر حرارتی، برگشت پذیری و غیره.

I. طبقه بندی واکنش ها بر اساس تعداد و ترکیب واکنش دهنده ها

الف- واکنش هایی که بدون تغییر در ترکیب کیفی ماده رخ می دهند . اینها تبدیلات آلوتروپیک متعدد مواد ساده هستند (به عنوان مثال، اکسیژن ↔ ازن (3O 2 ↔ 2O 3)، قلع سفید ↔ قلع خاکستری). انتقال با تغییر دمای برخی از جامدات از یک حالت کریستالی به حالت دیگر - تبدیلات چند شکلی(به عنوان مثال، کریستال های قرمز جیوه (II) یدید، هنگامی که گرم می شوند، به یک ماده زرد با همان ترکیب تبدیل می شوند، هنگامی که سرد می شوند، فرآیند معکوس رخ می دهد). واکنش های ایزومریزاسیون (به عنوان مثال، NH 4 OCN ↔ (NH 2) 2 CO)، و غیره.

ب- واکنش هایی که با تغییر در ترکیب واکنش دهنده ها رخ می دهد.

واکنش های اتصالواکنش هایی که در آن دو یا چند ماده اولیه یک ترکیب جدید را تشکیل می دهند. مواد منبع می توانند ساده و پیچیده باشند، برای مثال:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5؛ 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3; CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

واکنش های تجزیهواکنش هایی هستند که در آن دو یا چند ماده جدید از یک ماده پیچیده اولیه تشکیل می شوند. مواد تشکیل‌شده در واکنش‌هایی از این نوع می‌توانند ساده و پیچیده باشند، برای مثال:

2HI \u003d H 2 + I 2; CaCO 3 \u003d CaO + CO 2؛ (CuOH) 2 CO 3 \u003d CuO + H 2 O + CO 2.

واکنش های جایگزینی- اینها فرآیندهایی هستند که در آن اتم های یک ماده ساده جایگزین اتم های یک عنصر در یک ماده پیچیده می شوند. از آنجایی که یک ماده ساده لزوماً در واکنش‌های جایگزینی به عنوان یکی از معرف‌ها دخالت دارد، تقریباً تمام تبدیل‌های این نوع ردوکس هستند، به عنوان مثال:

Zn + H 2 SO 4 \u003d H 2 + ZnSO 4. 2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3؛ H 2 S + Br 2 \u003d 2HBr + S.

واکنش های مبادله ایواکنش هایی هستند که در آن دو ترکیب اجزای تشکیل دهنده خود را مبادله می کنند. واکنش های مبادله می تواند مستقیماً بین دو معرف بدون مشارکت حلال انجام شود، به عنوان مثال: H 2 SO 4 + 2KOH \u003d K 2 SO 4 + 2H 2 O؛ SiO 2 (tv) + 4HF (g) \u003d SiF 4 + 2H 2 O.

واکنش های تبادلی که در محلول های الکترولیت رخ می دهد نامیده می شوند واکنش های تبادل یونی چنین واکنش هایی تنها در صورتی امکان پذیر است که یکی از مواد تشکیل شده یک الکترولیت ضعیف باشد، از کره واکنش به شکل گاز یا ماده ای کم محلول آزاد شود (قانون برتوله):

AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3، یا Ag + + Cl - \u003d AgCl ↓.

NH 4 Cl + KOH \u003d KCl + NH 3 + H 2 O یا NH 4 + + OH - \u003d H 2 O + NH 3.

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O یا H + + OH - \u003d H 2 O.

II. طبقه بندی واکنش ها بر اساس اثر حرارتی

ولی. واکنش هایی که با آزاد شدن انرژی حرارتی انجام می شود –واکنش های گرمازا (+ Q).

ب. واکنش هایی که با جذب گرما انجام می شود –واکنش های گرماگیر (-Q).

اثر حرارتیواکنش به مقدار گرمایی اطلاق می شود که در نتیجه یک واکنش شیمیایی آزاد یا جذب می شود. معادله واکنشی که در آن اثر حرارتی آن نشان داده شده است نامیده می شود ترموشیمیاییدادن مقدار اثر حرارتی واکنش به ازای هر 1 مول یکی از شرکت کنندگان در واکنش راحت است، بنابراین، در معادلات ترموشیمیایی اغلب می توان ضرایب کسری را پیدا کرد:

1/2N 2 (g) + 3/2H 2 (g) = NH 3 (g) + 46.2 کیلوژول در مول.

گرمازا همه واکنش های احتراق، اکثریت قریب به اتفاق واکنش های اکسیداسیون و ترکیبی هستند. واکنش های تجزیه معمولاً به انرژی نیاز دارند.

مقدمه

1. مفهوم کلیدر مورد یک واکنش شیمیایی

2. طبقه بندی واکنش های شیمیایی

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

مقدمه

جالب ترین چیز در مورد دنیای اطراف ما این است که دائماً در حال تغییر است.

مفهوم « واکنش شیمیایی » - دومین مفهوم اصلی شیمی. در هر ثانیه تعداد بی شماری واکنش در جهان رخ می دهد که در نتیجه یک ماده به ماده دیگر تبدیل می شود. ما می توانیم برخی از واکنش ها را مستقیماً مشاهده کنیم، به عنوان مثال، زنگ زدن اجسام آهنی، لخته شدن خون، و احتراق سوخت خودرو.

در عین حال، اکثریت قریب به اتفاق واکنش ها نامرئی باقی می مانند، اما آنها ویژگی های جهان اطراف ما را تعیین می کنند.

برای درک جایگاه خود در جهان و یادگیری نحوه مدیریت آن، فرد باید ماهیت این واکنش ها و قوانینی را که از آنها پیروی می کند عمیقاً درک کند. وظیفه شیمی مدرن مطالعه عملکرد مواد در سیستم های شیمیایی و بیولوژیکی پیچیده، تجزیه و تحلیل رابطه بین ساختار یک ماده و عملکردهای آن، و سنتز مواد با عملکردهای معین است.

بنابراین، واکنش های شیمیایی زیادی در اطراف یک فرد در حال انجام است، آنها به طور مداوم انجام می شوند. برای اینکه در کل انواع واکنش های شیمیایی گیج نشویم چه باید کرد؟ یاد بگیرید که آنها را طبقه بندی کنید و ویژگی های اساسی کلاس ها را شناسایی کنید.

هدف از این کار: در نظر گرفتن مفهوم "واکنش شیمیایی" و سیستم‌بندی و تعمیم دانش در مورد طبقه‌بندی واکنش‌های شیمیایی.

این کار شامل یک مقدمه، دو فصل، یک نتیجه‌گیری و فهرست منابع است. تعداد کل کار 14 صفحه می باشد.

1. مفهوم کلی یک واکنش شیمیایی

یک واکنش شیمیایی تبدیل یک ماده به ماده دیگر است. با این حال، این تعریف نیاز به افزودن قابل توجهی دارد.

بنابراین، برای مثال، در راکتور هسته اییا در شتاب دهنده نیز برخی از مواد به مواد دیگر تبدیل می شوند، اما به این گونه تبدیل ها شیمیایی نمی گویند. موضوع اینجا چیست؟ واکنش های هسته ای در یک راکتور هسته ای انجام می شود. آنها در این واقعیت نهفته اند که هسته عناصر، هنگام برخورد با ذرات پر انرژی (آنها می توانند نوترون، پروتون و هسته عناصر دیگر باشند)، به قطعات شکسته می شوند، که هسته های عناصر دیگر هستند. همچنین امکان ادغام هسته ها با یکدیگر وجود دارد. سپس این هسته های جدید الکترون را از آن دریافت می کنند محیطو به این ترتیب تشکیل دو یا چند ماده جدید کامل می شود. همه این مواد نوعی عنصر هستند سیستم دوره ای. بر خلاف واکنش های هسته ای، در واکنش های شیمیایی هسته ها تحت تاثیر قرار نمی گیرنداتم ها تمام تغییرات فقط در لایه های الکترونی بیرونی رخ می دهد. برخی از پیوندهای شیمیایی شکسته شده و برخی دیگر تشکیل می شوند.

به این ترتیب، واکنش های شیمیاییپدیده هایی به پدیده هایی گفته می شود که در آنها برخی از مواد با ترکیب و خواص معین به مواد دیگری - با ترکیب و خواص دیگر - تبدیل می شوند. در عین حال، در داخل هسته های اتمیهیچ تغییری رخ نمی دهد

بیایید علائم و شرایط واکنش های شیمیایی را برجسته کنیم (شکل 1، 2).

شکل 1 - علائم واکنش های شیمیایی

شکل 2 - شرایط انجام واکنش های شیمیایی

یک واکنش شیمیایی معمولی را در نظر بگیرید: احتراق گاز طبیعی (متان) در اکسیژن هوا (این واکنش را می توان در خانه مشاهده کرد، کسی که اجاق گاز) در شکل 3.

شکل 3- احتراق گاز طبیعی (متان) در اکسیژن اتمسفر

متان CH 4 و اکسیژن O 2 با یکدیگر واکنش می دهند و دی اکسید کربن CO 2 و آب H 2 O را تشکیل می دهند. در این حالت پیوند بین اتم های C و H در مولکول متان و بین اتم های اکسیژن در مولکول O 2 است. شکسته شده. به جای آنها، پیوندهای جدیدی بین اتم های C و O، H و O ایجاد می شود.

شکل 3 به وضوح نشان می دهد که برای اجرای موفقیت آمیز پاسخ به یکییک مولکول متان بگیرید دومولکول های اکسیژن با این حال، نوشتن یک واکنش شیمیایی با استفاده از نقشه های مولکول ها خیلی راحت نیست، بنابراین، از فرمول های مختصر مواد برای نوشتن واکنش های شیمیایی استفاده می شود - چنین رکوردی نامیده می شود. معادله واکنش شیمیایی

شکل 4 - معادله واکنش

معادله واکنش شیمیایی نشان داده شده در شکل 3 به شرح زیر است

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

تعداد اتم های عناصر مختلف در سمت چپ و راست معادله یکسان است. در سمت چپ یکییک اتم کربن در مولکول متان (CH 4) و در سمت راست - همانما اتم کربن را در ترکیب مولکول CO 2 می یابیم. هر چهارما قطعاً اتم های هیدروژن را از سمت چپ معادله و در سمت راست - در ترکیب مولکول های آب خواهیم یافت.

در یک معادله واکنش شیمیایی برای برابر کردن تعداد اتم های یکسان در بخش های مختلفمعادلات استفاده می شود شانس، که ثبت می شوند قبل ازفرمول های مواد

واکنش دیگری را در نظر بگیرید - تبدیل اکسید کلسیم CaO (آهک سریع) به هیدروکسید کلسیم Ca (OH) 2 ( آهک خرد شده) تحت تأثیر آب (شکل 5).

شکل 5- اکسید کلسیم CaO به مولکول آب H 2 O متصل می شود

با تشکیل هیدروکسید کلسیم Ca (OH) 2

برخلاف معادلات ریاضی، معادلات شیمیایی نمی توانند طرف چپ و راست را با هم عوض کنند. مواد موجود در سمت چپ معادله واکنش شیمیایی نامیده می شوند معرف ها، و در سمت راست محصولات واکنش .

اگر در معادله شکل 5 قسمت چپ و راست را عوض کنیم، معادله بدست می آید. کاملا متفاوتواکنش شیمیایی

Ca (OH) 2 \u003d CaO + H 2 O

اگر واکنش بین CaO و H 2 O (شکل 4) به طور خود به خود شروع شود و با آزاد شدن ادامه یابد. تعداد زیادیحرارت، سپس برای انجام آخرین واکنش، جایی که Ca (OH) 2 به عنوان یک معرف عمل می کند، حرارت قوی مورد نیاز است. همچنین اضافه می‌کنیم که واکنش‌دهنده‌ها و فرآورده‌ها می‌توانند لزوماً مولکول نباشند، بلکه اتم باشند - اگر عنصر یا عنصری در واکنش در واکنش شرکت کند. شکل خالص، مثلا

H 2 + CuO \u003d Cu + H 2 O

بنابراین به طبقه بندی واکنش های شیمیایی رسیدیم که در فصل بعد به بررسی آن خواهیم پرداخت.

2. طبقه بندی واکنش های شیمیایی

در فرآیند مطالعه شیمی، باید با طبقه بندی واکنش های شیمیایی مطابق با آن مواجه شد ویژگی های مختلف(میز 1).

جدول 1 - طبقه بندی واکنش های شیمیایی

توسط اثر حرارتی	گرمازا- جریان با آزاد شدن انرژی 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + Q؛ CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q
	گرماگیر- با جذب انرژی Cu(OH) 2 CuO + H 2 O - Q ادامه دهید. C 8 H 18 C 8 H 16 + H 2 - Q
توسط تعداد و ترکیب اصلی و مواد تشکیل شده است	واکنش های تجزیه- چندین ماده ساده تر از یک ماده پیچیده تشکیل می شود: CaCO 3 CaO + CO 2 C 2 H 5 OH → C 2 H 4 + H 2 O
	واکنش های اتصال- یک ماده پیچیده از چند ماده ساده یا پیچیده تشکیل می شود: 2H 2 + O 2 → 2H 2 OC 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6
	واکنش های جایگزینی- اتم های یک ماده ساده جایگزین اتم های یکی از عناصر در یک ماده پیچیده می شوند: Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
	واکنش های مبادله ای- دو ماده پیچیده اجزای تشکیل دهنده را مبادله می کنند: AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O
توسط وضعیت تجمع واکنش دهنده ها	ناهمگون- مواد اولیه و محصولات واکنش در حالت های مختلف تجمع هستند: Fe (t) + CuCl 2 (محلول) → Cu (t) + FeCl 2 (محلول) 2Na (t) + 2C 2 H 5 OH (l) → 2C 2 H 5 ONa (محلول) + H 2 (g)
	همگنمواد اولیه و فرآورده های واکنش یکسان هستند حالت تجمع: H 2 (g) + Cl 2 (g) \u003d 2HCl (g) C 2 H 5 OH (l) + CH 3 COOH (l) → CH 3 COOC 2 H 5 (l) + H 2 O (l)
توسط وجود یک کاتالیزور	کاتالیزوری 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 C 2 H 4 + H 2 C 2 H 4
	غیر کاتالیزوری S + O 2 SO 2 C 2 H 2 + 2Cl 2 → C 2 H 2 Cl 4
توسط جهت	غیر قابل برگشت- تحت این شرایط فقط در یک جهت جریان داشته باشد: H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2HCl CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
	برگشت پذیر- جریان تحت این شرایط به طور همزمان در دو جهت مخالف: 3H 2 + N 2 ↔ 2NH 3. C 2 H 4 + H 2 ↔ C 2 H 6
توسط تغییر در حالت اکسیداسیون اتم های عناصر	ردوکس- واکنش هایی که با تغییر حالت اکسیداسیون رخ می دهد: Fe 0 + 2H + 1 Cl -1 → Fe 2 + Cl 2 -1 + H 2 0 H + 1 C 0 O -2 H +1 + H 2 → C - 2 H 3 + 1 O -2 H +1
	غیر اکسید کننده - کاهنده- واکنش هایی که بدون تغییر حالت اکسیداسیون ادامه می یابند: S + 4 O 4 -2 + H 2 O → H 2 + S + 4 O 4 -2 CH 3 NH 2 + HCl → (CH 3 NH 3) Cl

همانطور که می بینیم، وجود دارد راه های مختلفطبقه بندی واکنش های شیمیایی که در ادامه به تفصیل بیشتر آن را بررسی خواهیم کرد.

یک واکنش شیمیایی یا تبدیل شیمیایی، فرآیندی است که طی آن مواد دیگری از برخی مواد تشکیل می‌شوند که در ترکیب شیمیاییو ساختمان

واکنش های شیمیایی بر اساس معیارهای زیر طبقه بندی می شوند:

1) تغییر یا عدم تغییر در مقدار معرف ها و محصولات واکنش. بر این اساس، واکنش ها به واکنش های ترکیب، تجزیه، جایگزینی، مبادله تقسیم می شوند.

واکنش ترکیبی واکنشی است که در آن دو یا چند ماده یک ماده جدید را تشکیل می دهند. به عنوان مثال، Fe + S → FeS.

واکنش تجزیه واکنشی است که در آن دو یا چند ماده جدید از یک ماده تشکیل می شود. به عنوان مثال، CaCO3 → CaO + CO2.

واکنش جانشینی واکنشی است بین یک ماده ساده و یک ماده پیچیده که طی آن اتم های یک ماده ساده جایگزین اتم های یکی از عناصر یک ماده پیچیده می شود و در نتیجه یک ماده ساده جدید و یک ماده پیچیده جدید تشکیل می شود. به عنوان مثال، Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2.

واکنش تبادل واکنشی است که در آن دو مواد پیچیدهاجزای خود را مبادله کنند. به عنوان مثال NaOH + HCl → NaCl + H2O.

2) دومین علامت طبقه بندی واکنش های شیمیایی تغییر یا عدم تغییر حالت های اکسیداسیون عناصر سازنده مواد واکنش دهنده است. بر این اساس، واکنش ها به واکنش های ردوکس و واکنش هایی که بدون تغییر حالت های اکسیداسیون عناصر رخ می دهند، تقسیم می شوند. به عنوان مثال، Zn + S → ZnS (zinc plus es، روی را تولید می کند). این یک واکنش ردوکس است که طی آن روی دو الکترون اهدا می کند و حالت اکسیداسیون +2 را به دست می آورد: Zn0 - 2 → Zn +2، و گوگرد 2 الکترون را می پذیرد و حالت اکسیداسیون -2 را به دست می آورد: S0 + 2 → S-2.

فرآیند انتشار الکترون توسط مواد را اکسیداسیون و فرآیند دریافت الکترون را کاهش می گویند.

3) سومین علامت طبقه بندی واکنش های شیمیایی آزاد شدن یا جذب انرژی در حین واکنش است. بر این اساس، واکنش ها به گرماده (که با آزاد شدن گرما همراه است) و گرماگیر (همراه با جذب گرما) تقسیم می شوند.

4) چهارمین علامت طبقه بندی واکنش های شیمیایی، نوع یکی از معرف ها است. بر این اساس، واکنش ها به واکنش های هالوژن (برهم کنش با کلر، برم)، هیدروژناسیون (افزودن مولکول های هیدروژن)، هیدراتاسیون (افزودن مولکول های آب)، هیدرولیز، نیتراسیون تقسیم می شوند.

5) پنجمین علامت طبقه بندی واکنش های شیمیایی وجود کاتالیزور است. بر این اساس، واکنش‌ها به دو دسته کاتالیزوری (که فقط در حضور کاتالیزور رخ می‌دهند) و غیرکاتالیستی (بدون کاتالیزور رخ می‌دهند) تقسیم می‌شوند.

6) یکی دیگر از نشانه های طبقه بندی واکنش های شیمیایی، پیشرفت واکنش تا انتها است. بر این اساس واکنش ها به برگشت پذیر و غیر قابل برگشت تقسیم می شوند.

دسته بندی های دیگری از واکنش های شیمیایی وجود دارد. همه چیز به این بستگی دارد که آنها بر چه معیاری هستند.