Класифікацію хімічних реакцій у неорганічній та органічної хіміїздійснюють на підставі різних класифікуючих ознак, відомості про які наведені у таблиці нижче.

По зміні ступеня окиснення елементів

Перша ознака класифікації - зі зміни ступеня окислення елементів, що утворюють реагенти та продукти.
а) окисно-відновні
б) без зміни ступеня окиснення
Окисно-відновниминазивають реакції, що супроводжуються зміною ступенів окиснення хімічних елементів, що входять до складу реагентів До окислювально-відновних у неорганічній хімії відносяться всі реакції заміщення і ті реакції розкладання та сполуки, в яких бере участь хоча б одна проста речовина. До реакцій, що йдуть без зміни ступенів окислення елементів, що утворюють реагенти та продукти реакції, відносяться всі реакції обміну.

За кількістю та складом реагентів та продуктів

Хімічні реакціїкласифікуються за характером процесу, тобто за кількістю та складом реагентів та продуктів.

Реакціями сполукиназивають хімічні реакції, в результаті яких складні молекули виходять з кількох більш простих, наприклад:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Реакціями розкладанняназивають хімічні реакції, у яких прості молекули виходять із складніших, наприклад:
CaCO 3 = CaO + CO 2

Реакції розкладання можна як процеси, зворотні соединению.

Реакціями заміщенняназивають хімічні реакції, внаслідок яких атом або група атомів у молекулі речовини заміщається на інший атом або групу атомів, наприклад:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 

Їх відмінна ознака- Взаємодія простої речовини зі складним. Такі реакції є і в органічній хімії.
Проте поняття «заміщення» в органіці ширше, ніж у неорганічній хімії. Якщо в молекулі вихідної речовини якийсь атом або функціональна групазамінюються на інший атом чи групу, це також реакції заміщення, хоча з погляду неорганічної хімії процес виглядає як реакція обміну.
- Обміну (у тому числі і нейтралізації).
Реакціями обмінуназивають хімічні реакції, що протікають без зміни ступенів окислення елементів і призводять до обміну складових частин реагентів, наприклад:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

По можливості протікати у зворотному напрямку

По можливості протікати у зворотному напрямку – оборотні та необоротні.

Оборотниминазивають хімічні реакції, що протікають при даній температурі одночасно у двох протилежних напрямках з порівнянними швидкостями. Під час запису рівнянь таких реакцій знак рівності замінюють протилежно спрямованими стрілками. Найпростішим прикладом оборотної реакції є синтез аміаку взаємодією азоту та водню:

N 2 +3H 2 ↔2NH 3

Необоротниминазивають реакції, що протікають тільки в прямому напрямку, в результаті яких утворюються продукти, що не взаємодіють між собою. До незворотних відносять хімічні реакції, в результаті яких утворюються малодисоційовані сполуки, відбувається виділення великої кількості енергії, а також ті, в яких кінцеві продукти йдуть зі сфери реакції в газоподібному вигляді або у вигляді осаду, наприклад:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2Ca + O 2 = 2CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

По тепловому ефекту

Екзотермічниминазивають хімічні реакції, які з виділенням теплоти. Умовне позначеннязміни ентальпії (тепловмісту) ΔH, а теплового ефекту реакції Q. Для екзотермічних реакцій Q > 0, а ΔH< 0.

ендотермічниминазивають хімічні реакції, які з поглинанням теплоти. Для ендотермічних реакцій Q< 0, а ΔH > 0.

Реакції сполуки зазвичай будуть реакціями екзотермічними, а реакції розкладання - ендотермічними. Рідкісний виняток - реакція азоту з киснем - ендотермічна:
N2 + О2 → 2NO - Q

По фазі

Гомогенниминазивають реакції, що протікають в однорідному середовищі (однорідні речовини, в одній фазі, наприклад р, реакції в розчинах).

Гетерогенниминазивають реакції, що протікають у неоднорідному середовищі, на поверхні дотику реагуючих речовин, що знаходяться в різних фазах, наприклад, твердої та газоподібної, рідкої та газоподібної, у двох рідинах, що не змішуються.

По використанню каталізатора

Каталізатор - речовина, що прискорює хімічну реакцію.

Каталітичні реакціїпротікають лише у присутності каталізатора (зокрема і ферментативні).

Некаталітичні реакціїйдуть без каталізатора.

За типом розриву зв'язків

За типом розриву хімічного зв'язкуу вихідній молекулі розрізняють гомолітичні та гетеролітичні реакції.

Гомолітичниминазиваються реакції, у яких у результаті розриву зв'язків утворюються частки, мають неспарений електрон - вільні радикали.

Гетеролітичниминазивають реакції, що протікають через утворення іонних частинок - катіонів та аніонів.

• гомолітичні (рівний розрив, кожен атом по 1 електрону отримує)
• гетеролітичний (нерівний розрив – одному дістається пара електронів)

Радикальними(ланцюговими) називають хімічні реакції за участю радикалів, наприклад:

CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl

Іонниминазивають хімічні реакції, що протікають за участю іонів, наприклад:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓

Електрофільними називають гетеролітичні реакції органічних сполук з електрофілами - частинками, що несуть цілий чи дрібний позитивний заряд. Вони поділяються на реакції електрофільного заміщення та електрофільного приєднання, наприклад:

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

H 2 C =CH 2 + Br 2 → BrCH 2 -CH 2 Br

Нуклеофільними називають гетеролітичні реакції органічних сполук з нуклеофілами – частинками, що несуть цілий чи дрібний негативний заряд. Вони поділяються на реакції нуклеофільного заміщення та нуклеофільного приєднання, наприклад:

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

Класифікація органічних реакцій

Класифікація органічних реакцій наведена у таблиці:

(фотохімічні реакції), електричного струму (електродні процеси), іонізуючих випромінювань (радіаційно-хімічні реакції), механічного впливу (механохімічні реакції), в низькотемпературній плазмі (плазмохімічні реакції) і т. п. Взаємодія молекул між собою відбувається за ланцюговим маршрутом: асоціація - електронна ізомеризація - дисоціація, в якому активними частинками є радикали, іони, координаційно-ненасичені сполуки. Швидкість хімічної реакції визначається концентрацією активних частинок і різницею між енергіями зв'язку розривається і утворюється.

Хімічні процеси, які у речовині, відрізняються і зажадав від фізичних процесів, і зажадав від ядерних перетворень. У фізичних процесах кожна з речовин, що беруть участь, зберігає незмінним свій склад (хоча речовини можуть утворювати суміші), але можуть змінювати зовнішню форму або агрегатний стан.

У хімічних процесах (хімічних реакціях) утворюються нові речовини з відмінними від реагентів властивостями, але ніколи не утворюються атоми нових елементів. В атомах же елементів, що беруть участь у реакції, обов'язково відбуваються видозміни електронної оболонки.

У ядерних реакціях відбуваються зміни в атомних ядрах всіх елементів, що беруть участь, що призводить до утворення атомів нових елементів.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Існує велика кількістьознак, якими можна класифікувати хімічні реакції.

  1.По наявності межі розділу фаз всі хімічні реакції поділяються на гомогенніі гетерогенні

  Хімічна реакція, що протікає в межах однієї фази, називається гомогенною хімічною реакцією . Хімічна реакція, що протікає на межі поділу фаз, називається гетерогенною хімічною реакцією . У багатостадійній хімічній реакції деякі стадії можуть бути гомогенними, інші - гетерогенними. Такі реакції називаються гомогенно-гетерогенними .

  Залежно числа фаз, які утворюють вихідні речовини та продукти реакції, хімічні процеси можуть бути гомофазними (вихідні речовини та продукти знаходяться в межах однієї фази) та гетерофазними (вихідні речовини та продукти утворюють декілька фаз). Гомо- та гетерофазність реакції не пов'язана з тим, чи є реакція гомо- або гетерогенною. Тому можна виділити чотири типи процесів:

  • Гомогенні реакції (гомофазні) . У реакціях такого типу реакційна суміш є гомогенною, а реагенти та продукти належать одній і тій же фазі. Прикладом таких реакцій можуть бути реакції іонного обміну, наприклад, нейтралізація розчину кислоти розчином луги:
  N a O H + H C l → N a C l + H 2 O (\displaystyle \mathrm (NaOH+HCl\rightarrow NaCl+H_(2)O) )
  • Гетерогенні гомофазні реакції . Компоненти перебувають у межах однієї фази, проте реакція протікає межі розділу фаз, наприклад, поверхні каталізатора. Прикладом може бути гідрування етилену на нікелевому каталізаторі:
  C 2 H 4 + H 2 → C 2 H 6 (\displaystyle \mathrm (C_(2)H_(4)+H_(2)\rightarrow C_(2)H_(6)) )
  • Гомогенні гетерофазні реакції . Реагенти та продукти у такій реакції існують у межах декількох фаз, проте реакція протікає в одній фазі. Так може проходити окиснення вуглеводнів у рідкій фазі газоподібним киснем.
  • Гетерогенні гетерофазні реакції . У цьому випадку реагенти знаходяться в різному фазовому стані, продукти реакції можуть перебувати в будь-якому фазовому стані. Реакційний процес протікає межі розділу фаз. Прикладом може бути реакція солей вугільної кислоти (карбонатів) з кислотами Бренстеда:
  M g CO 3 + 2 HC l → M g C 1 2 + CO 2 + H 2 O (\displaystyle \mathrm (MgCO_(3)+2HCl\rightarrow )O) )

  2.По зміні ступенів окислення реагентів

  У цьому випадку розрізняють

  • Окисно-відновні реакції , в яких атоми одного елемента (окислювача) відновлюються , тобто знижують свій рівень окислення, А атоми іншого елемента (відновника) окислюються , тобто підвищують свій ступінь окислення. Окремим випадком окислювально-відновних реакцій є реакції конпропорціонування, в яких окислювачем і відновником є ​​атоми одного і того ж елемента, що знаходяться в різних ступенях окиснення.

  Приклад окислювально-відновної реакції - горіння водню (відновник) у кисні (окислювач) з утворенням води:

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

  Приклад реакції конпропорціонування – реакція розкладання нітрату амонію при нагріванні. Окислювачем у цьому випадку виступає азот (+5) нітрогрупи, а відновником - азот (-3) катіону амонію:

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

  Не відносяться до окисно-відновних реакцій, в яких не відбувається зміни ступенів окислення атомів, наприклад:

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

  3.По тепловому ефекту реакції

  Усі хімічні реакції супроводжуються виділенням чи поглинанням енергії. При розриві хімічних зв'язків в реагентах виділяється енергія, яка в основному йде на утворення нових хімічних зв'язків. У деяких реакціях енергії цих процесів близькі, і в такому разі загальний тепловий ефект реакції наближається до нуля. В інших випадках можна виділити:

  • екзотермічні реакції, що йдуть з виділенням тепла,(позитивний тепловий ефект) наприклад, вказане вище горіння водню
  • ендотермічні реакції під час яких тепло поглинається(Негативний тепловий ефект) з навколишнього середовища.

  Тепловий ефект реакції (ентальпію реакції, r H), часто має дуже важливе значення, можна обчислити за законом Гесса, якщо відомі ентальпії освіти реагентів і продуктів. Коли сума ентальпій продуктів менша від суми ентальпій реагентів (Δ r H< 0) наблюдается виділення тепла, інакше (Δ r H > 0) - поглинання.

  4.По типу перетворень реагуючих частинок

  Хімічні реакції завжди супроводжуються фізичними ефектами: поглинанням або виділенням енергії, зміною забарвлення реакційної суміші та ін. Саме за цими фізичними ефектами часто судять про перебіг хімічних реакцій.

  Реакція з'єднання -Хімічна реакція, в результаті якої з двох або більшого числа вихідних речовин утворюється тільки одна нова.У такі реакції можуть вступати як прості, так і складні речовини.

  Реакція розкладання -Хімічна реакція, в результаті якої з однієї речовини утворюється кілька нових речовин. У реакції даного типувступають лише складні сполуки, які продуктами може бути як складні, і прості речовини

  Реакція заміщення -хімічна реакція, внаслідок якої атоми одного елемента, що входять до складу простої речовини, заміняють атоми іншого елемента у його складному з'єднанні. Як випливає з визначення, у таких реакціях одна з вихідних речовин має бути простою, а інша складною.

  Реакції обміну - реакція, в результаті якої дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами

  5. За ознакою напряму перебігу хімічні реакції поділяються на незворотні та оборотні

  Необоротниминазивають хімічні реакції, що протікають лише в одному напрямку(" зліва направо"), внаслідок чого вихідні речовини перетворюються на продукти реакції. Про такі хімічні процеси говорять, що вони протікають "до кінця". До них відносять реакції горіння, а також реакції, що супроводжуються утворенням малорозчинних або газоподібних речовин Оборотниминазиваються хімічні реакції, що протікають одночасно у двох протилежних напрямках ("зліва направо" і "справа наліво"). У рівняннях таких реакцій знак рівності замінюється двома протилежно спрямованими стрілками. пряму(протікає "зліва направо") і зворотну(Протікає "справа наліво"). Оскільки в ході оборотної реакції вихідні речовини одночасно і витрачаються і утворюються, вони не повністю перетворюються на продукти реакції. Тому про оборотні реакції говорять, що вони протікають "не до кінця". В результаті завжди утворюється суміш вихідних речовин та продуктів взаємодії.

  6. За ознакою участі каталізаторів хімічні реакції поділяються на каталітичніі некаталітичні

  Каталітичниминазивають реакції, які у присутності каталізаторів. У рівняннях таких реакцій хімічну формулу каталізатора вказують над знаком рівності чи оборотності, іноді разом із позначенням умов протікання (температура t, тиск p). До реакцій цього типу ставляться багато реакцій розкладання і сполуки.

  Реакції розкладання відіграють велику роль життя планети. Адже саме вони сприяють знищенню відходів життєдіяльності всіх біологічних організмів. Крім того, цей процес щодня допомагає людському тілу засвоювати різні складні сполуки шляхом розщеплення їх на прості (катаболізм). Крім всього перерахованого, дана реакція сприяє утворенню простих органічних та неорганічних речовин із складних. Давайте дізнаємося про цей процес, а також розглянемо практичні приклади хімічної реакції розкладання.

  Що називається реакціями в хімії, які види їх бувають і від чого вони залежать

  Перш ніж вивчити інформацію про розкладання, варто дізнатися про в цілому. Під цією назвою мається на увазі здатність молекул одних речовин взаємодіяти з іншими та утворювати таким способом нові сполуки.

  Наприклад, якщо між собою провзаємодіють кисень і дві в результаті вийде дві молекули оксиду гідрогену, який ми знаємо під назвою вода. Даний процес можна записати за допомогою такого хімічного рівняння: 2Н2+О2 → 2Н2О.

  Хоча існують різні критерії, за якими розрізняють хімічні реакції (тепловий ефект, каталізатори, наявність/відсутність меж розділу фаз, зміна ступенів окислення реагентів, оборотність/незворотність), найчастіше класифікують їх за типом перетворення взаємодіючих речовин.

  Таким чином, виділяється чотири види хімічних процесів.

  • З'єднання.
  • Розкладання.
  • Обмін.
  • Заміщення.

  Всі перераховані вище реакції графічно записуються за допомогою рівнянь. Загальна їхня схема виглядає таким чином: А → Б.

  У лівій частині цієї формули знаходяться вихідні реагенти, а у правій - речовини, що утворюються внаслідок реакції. Як правило, для її початку необхідний вплив температурою, електрикою або використання добавок, що каталізують. Їх наявність також має зазначатися у хімічному рівнянні.

  розкладання (розщеплення)

  Для цього виду хімічного процесу характерне утворення двох і більше нових сполук молекул однієї речовини.

  Говорячи більш простою мовою, реакцію розкладання можна порівняти з будиночком з конструктора. Вирішивши побудувати машинку та кораблик, дитина розбирає початкову будову та з її деталей споруджує бажане. При цьому структура самих елементів конструктора не змінюється, як це відбувається з атомами речовини, що бере участь у розщепленні.

  Як виглядає рівняння аналізованої реакції

  Незважаючи на те, що на роз'єднання на простіші складові здатні сотні з'єднань, всі подібні процеси відбуваються за одним принципом. Зобразити його можна за допомогою схематичної формули АБВ → А+Б+В.

  У ній АБВ - це початкове з'єднання, що зазнало розщеплення. А, Б та В – це речовини, утворені з атомів АБВ у процесі реакції розкладання.

  Види реакцій розщеплення

  Як вже було сказано вище, щоб розпочати якийсь хімічний процес, часто необхідно вплинути на реагенти. Залежно від типу подібної стимуляції виділяють кілька видів розкладання:

  
  

  Реакція розкладання перманганату калію (KMnO4)

  Розібравшись із теорією, варто розглянути практичні приклади процесу розщеплення речовин.

  

  Першим з них стане розпад KMnO 4 (у народі називається марганцівкою) внаслідок нагрівання. Рівняння реакції виглядає так: 2KMnO 4 (t 200°С) → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 .

  

  З наведеної хімічної формули видно, що для активації процесу необхідно нагріти вихідний реагент до 200 градусів за Цельсієм. Для кращого протіканняреакції марганцівку поміщають у вакуумну посудину. З цього можна дійти невтішного висновку, що цей процес є піролізом.

  У лабораторіях та на виробництві він проводиться для отримання чистого та контрольованого кисню.

  Термоліз хлорату калію (KClO3)

  Реакція розкладання бертолетової солі - це ще один приклад класичного термолізу в чистому вигляді.

  

  Проходить згадуваний процес у два етапи і виглядає таким чином:

  • 2 KClO 3 (t 400 °С) → 3KClO 4 + KCl.
  • KClO 4 (t від 550 ° С) → KCl + 2О2

  Також термоліз хлорату калію можна провести і при більш низьких температурах(До 200 ° С) в один етап, але для цього потрібно, щоб в реакції взяли участь каталізуючі речовини - оксиди різних металів (купрум, ферум, манган тощо).

  Рівняння такого роду виглядатиме так: 2KClO 3 (t 150 °С, MnO 2) → KCl + 2О 2 .

  Як і перманганат калію, бертолетова сіль використовується в лабораторіях та промисловості для одержання чистого кисню.

  Електроліз та радіоліз води (Н20)

  Ще одним цікавим практичним прикладом аналізованої реакції буде розкладання води. Його можна зробити двома способами:

  

  • Під впливом на оксид гідрогену електричного струму: Н 2 О → Н 2 + О 2 . Цей спосіб отримання кисню використовують підводники на своїх субмаринах. Також у майбутньому його планують вживати для отримання водню великих кількостях. Головною перешкодою для цього є величезні енергетичні витрати, необхідні для стимуляції реакції. Коли буде знайдено спосіб їх мінімізувати, електроліз води стане основним способом виробництва водню, а й кисню.
  • Розщепити воду можна і при дії на неї альфа-випромінюванням: Н 2 О → Н 2 О + +е - . Внаслідок цього молекула оксиду гідрогену втрачає один електрон, іонізуючись. У такому вигляді Н2О + знову вступає в реакцію з іншими нейтральними молекулами води, утворюючи високореактивний гідроксид-радикал: Н2О + Н2О + Н2О + ВІН. Втрачений електрон, у свою чергу, також паралельно реагує з нейтральними молекулами оксиду гідрогену, сприяючи їхньому розпаду на радикали Н і ВІН: Н 2 Про + е - → Н + ВІН.

  Розщеплення алканів: метан

  Розглядаючи різні способироз'єднання складних речовин, варто приділити особливу увагуреакції розкладання алканів

  Під цією назвою ховаються граничні вуглеводні із загальною формулою ХН 2Х+2. У молекулах аналізованих речовин, всі атоми карбону з'єднані одинарними зв'язками.

  Представники цього ряду зустрічаються у природі у всіх трьох агрегатних станах (газ, рідина, тверде тіло).

  Всі алкани (реакція розкладання представників цього ряду - нижче) легші за воду і не розчиняються в ній. При цьому вони є відмінними розчинниками для інших сполук.

  Серед основних хімічних властивостейтаких речовин (горіння, заміщення, галогенування, дегідрування) – і здатність розщеплюватися. Однак цей процес може відбуватися як повністю, так і частково.

  Вищезгадану властивість можна розглянути на прикладі реакції розкладання метану (перший член алканового ряду). Цей термоліз відбувається за 1000 °С: СН 4 → С+2Н 2 .

  Однак якщо проводити реакцію розкладання метану при вищій температурі (1500 ° С), а потім різко знизити її, цей газ розщепиться не повністю, утворюючи етилен і водень: 2СН 4 → C 2 H 4 + 3H 2 .

  Розкладання етану

  Другий член аналізованого алканового ряду - це 2 Н 4 (етан). Реакція його розкладання відбувається також під впливом високої температури (50 °С) і при повній відсутності кисню або інших окислювачів. Виглядає вона так: C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2 .

  

  Представлене вище рівняння реакції розкладання етану до водню та етилену не можна вважати піролізом у чистому вигляді. Справа в тому, що цей процес відбувається з присутністю каталізатора (наприклад, металу нікелю Ni або водяної пари), а це суперечить визначенню піролізу. Тому про наведений вище приклад розщеплення коректно говорити як про процес розкладання, що відбувається при піролізі.

  Варто зазначити, що розглянута реакція у промисловості широко використовується для отримання самого виробленого органічного з'єднанняу світі – газу етилену. Однак через вибухонебезпечність C 2 H 6 найчастіше цей найпростіший алкен синтезують з інших речовин.

  Розглянувши визначення, рівняння, види та різні приклади реакції розкладання, можна дійти невтішного висновку, що вона грає дуже велику роль як людського організму, і природи, але й промисловості. Також з її допомогою в лабораторіях вдається синтезувати багато корисні речовини, що допомагає вченим проводити важливих

  У сучасній науці розрізняють хімічні та ядерні реакції, що протікають в результаті взаємодії вихідних речовин, які називають реагентами. В результаті утворюються інші хімічні речовини, Які називаються продуктами. Усі взаємодії відбуваються за певних умов (температура, випромінювання, присутність каталізаторів та інше). Ядра атомів реагентів хімічних реакцій змінюються. У ядерних перетвореннях утворюються нові ядра та частки. Існує кілька різних ознак, якими визначають типи хімічних реакцій.

  За основу класифікації можна взяти число вихідних речовин, що утворюються. У цьому випадку всі типи хімічних реакцій поділяються на п'ять груп:

  1. Розкладання (кілька нових виходить з однієї речовини), наприклад, розкладання при нагріванні на хлористий калій та кисень: KCLO3 → 2KCL + 3O2.
  2. З'єднання (два або кілька сполук утворюють одну нову), взаємодіючи з водою, окис кальцію перетворюється на гідроокис кальцію: H2O + CaO → Ca(OH)2;
  3. Заміщення (кількість продуктів дорівнює числу вихідних речовин, в яких заміщена одна складова частина на іншу), залізо в сульфаті міді, замінюючи мідь, утворює сульфат двовалентного заліза: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu.
  4. Подвійного обміну (молекули двох речовин обмінюються частинами, що залишають їх), метали і обмінюються аніонами, утворюючи йодид срібла, що випадає в осад, і азотнокислий кадій: KI + AgNO3 → AgI↓ + KNO3.
  5. Поліморфного перетворення (відбувається перехід речовини з однієї кристалічної форми на іншу), йодид кольору при нагріванні переходить у йодид ртуті жовтого кольору: HgI2 (червоний) ↔ HgI2 (жовтий).

  Якщо хімічні перетворення розглядати за ознакою зміни в реагуючих речовин ступеня окислення елементів, тоді типи хімічних реакцій можуть поділятися на групи:

  1. Зі зміною ступеня окиснення - реакції окиснювально-відновні (ОВР). Як приклад можна розглянути взаємодію заліза з соляною кислотою: Fe + HCL → FeCl2 + H2, в результаті ступінь окислення заліза (відновник, що віддає електрони) змінилася з 0 до -2, а водню (окислювач, що приймає електрони) з +1 до 0 .
  2. Без зміни ступеня окиснення (тобто не ОВР). Наприклад, реакції кислотно-лужної взаємодії бромистого водню з гідроокисом натрію: HBr + NaOH → NaBr + H2O, в результаті таких реакцій утворюються сіль і вода, а ступеня окиснення хімічних елементів, що входять до вихідних речовин, не змінюються.

  Якщо розглядати і швидкість протікання у прямому та зворотному напрямку, то всі типи хімічних реакцій можуть ділитися також на дві групи:

  1. Оборотні - ті, що одночасно протікають у двох напрямках. Більшість реакцій є оборотними. Як приклад можна навести розчинення у воді двоокису вуглецю з утворенням нестійкої вугільної кислоти, яка розкладається на вихідні речовини: H2O + CO2 ↔ H2CO3.
  2. Необоротні - протікають тільки у прямому напрямку, після повного витрачання однієї з вихідних речовин завершуються, після чого присутні лише продукти та вихідна речовина, взята у надлишку. Зазвичай один із продуктів є або нерозчинною речовиною, що випала в осад, або газом, що виділився. Наприклад, при взаємодії сірчаної кислоти та хлористого барію: H2SO4 + BaCl2 + → BaSO4↓ + 2HCl в осад випадає нерозчинний

  Типи хімічних реакцій в органічній хімії можна розділити на чотири групи:

  1. Заміщення (відбувається заміна одних атомів або груп атомів на інші), наприклад, при взаємодії хлоретану з гідроокисом натрію утворюється етанол і хлорид натрію: C2H5Cl + NaOH → C2H5OH + NaCl, тобто атом хлору заміщається атом водню.
  2. Приєднання (дві молекули реагують та утворюють одну), наприклад, бром приєднується у місці розриву подвійного зв'язку в молекулі етилену: Br2 + CH2=CH2 → BrCH2—CH2Br.
  3. Відщеплення (молекула розкладається на дві і більше молекули), наприклад, за певних умов етанол розкладається на етилен та воду: C2H5OH → CH2=CH2 + H2O.
  4. Перегрупування (ізомеризація, коли одна молекула перетворюється на іншу, але якісний і кількісний склад атомів у ній не змінюється), наприклад, 3-хлорутен-1 (C4H7CL) перетворюється на 1 хлорбутен-2 (C4H7CL). Тут атом хлору перейшов від третього вуглецевого атома у вуглеводневому ланцюжку до першого, а подвійний зв'язок з'єднував перший і другий атоми вуглецю, а потім почав з'єднувати другий і третій атоми.

  Відомі та інші види хімічних реакцій:

  1. Протікають з поглинанням (ендотермічні) або виділенням тепла (екзотермічні).
  2. За типом взаємодіючих реагентів або продуктів, що утворюються. Взаємодія з водою – гідроліз, з воднем – гідрування, з киснем – окислення чи горіння. Відщеплення води – дегідратація, водню – дегідрування тощо.
  3. За умовами взаємодії: у присутності під дією низької або високої температури, при зміні тиску, на світлі та інше.
  4. За механізмом перебігу реакції: іонні, радикально-ланцюгові або ланцюгові реакції.

  ВИЗНАЧЕННЯ

  Хімічними реакціяминазивають перетворення речовин, у яких відбувається зміна їх складу та (або) будови.

  Найчастіше під хімічними реакціями розуміють процес перетворення вихідних речовин (реагентів) на кінцеві речовини (продукти).

  Хімічні реакції записуються за допомогою хімічних рівнянь, що містять формули вихідних речовин та продуктів реакції. Відповідно до закону збереження маси, число атомів кожного елемента в лівій та правій частинаххімічного рівняння однаково. Зазвичай формули вихідних речовин записують у лівій частині рівняння, а формули продуктів – у правій. Рівність числа атомів кожного елемента в лівій та правій частинах рівняння досягається розстановкою перед формулами речовин цілих стехіометричних коефіцієнтів.

  Хімічні рівняння можуть містити додаткові відомості про особливості перебігу реакції: температура, тиск, випромінювання тощо, що вказується відповідним символом (або «під») знаком рівності.

  Усі хімічні реакції можуть бути згруповані у кілька класів, яким притаманні певні ознаки.

  Класифікація хімічних реакцій за кількістю і складом вихідних речовин, що утворюються

  Відповідно до цієї класифікації, хімічні реакції поділяються на реакції сполуки, розкладання, заміщення, обміну.

  В результаті реакцій сполукиз двох або більше (складних чи простих) речовин утворюється одна нова речовина. У загальному виглядірівняння такої хімічної реакції виглядатиме так:

  Наприклад:

  СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2

  SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

  2Mg + O2 = 2MgO.

  2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3

  Реакції сполуки найчастіше екзотермічні, тобто. протікають із тепла. Якщо реакції беруть участь прості речовини, то такі реакції найчастіше є окислювально-відновними (ОВР), тобто. протікають із зміною ступенів окиснення елементів. Однозначно сказати, чи буде реакція сполуки між складними речовинами ставитися до ОВР не можна.

  Реакції, в результаті яких з однієї складної речовини утворюється кілька інших нових речовин (складних чи простих), відносять до реакцій розкладання. У загальному вигляді рівняння хімічної реакції розкладання виглядатиме так:

  Наприклад:

  CaCO 3 CaO + CO 2 (1)

  2H 2 O = 2H 2 + O 2 (2)

  CuSO 4 × 5H 2 O = CuSO 4 + 5H 2 O (3)

  Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (4)

  H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (5)

  2SO 3 =2SO 2 + O 2 (6)

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

  Більшість реакцій розкладання відбувається при нагріванні (1,4,5). Можливе розкладання під впливом електричного струму (2). Розкладання кристалогідратів, кислот, основ і солей кисневмісних кислот (1, 3, 4, 5, 7) протікає без зміни ступенів окислення елементів, тобто. ці реакції не належать до ОВР. До ОВР реакцій розкладання відноситься розкладання оксидів, кислот і солей, утворених елементами у вищих ступенях окиснення (6).

  Реакції розкладання зустрічаються і в органічній хімії, але під іншими назвами - крекінг (8), дегідрування (9):

  18 H 38 = 9 H 18 + 9 H 20 (8)

  C 4 H 10 = C 4 H 6 + 2H 2 (9)

  При реакціях заміщенняпроста речовина взаємодіє зі складною, утворюючи нову просту та нову складну речовину. У загальному вигляді рівняння хімічної реакції заміщення виглядатиме так:

  Наприклад:

  2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 Про 3 (1)

  Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2 (2)

  2КВr + Сl 2 = 2КСl + Вr 2 (3)

  2КСlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)

  СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2 (5)

  Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 Про 5 (6)

  СН 4 + Сl 2 = СН 3 Сl + НСl (7)

  Реакції заміщення переважно є окислювально-відновними (1 – 4, 7). Приклади реакцій розкладання, у яких немає зміни ступенів окислення нечисленні (5, 6).

  Реакціями обмінуназивають реакції, які відбуваються між складними речовинами, у яких вони обмінюються своїми складовими частинами. Зазвичай цей термін застосовують для реакцій за участю іонів, що знаходяться в водному розчині. У загальному вигляді рівняння хімічної реакції обміну виглядатиме так:

  АВ + СD = АD + СВ

  Наприклад:

  CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O (1)

  NaOH + HCl = NaCl + H 2 O (2)

  NаНСО 3 + НСl = NаСl + Н 2 Про + СО 2 (3)

  AgNО 3 + КВr = АgВr ↓ + КNО 3 (4)

  СrСl 3 + ЗNаОН = Сr(ОН) 3 ↓+ ЗNаСl (5)

  Реакції обміну є окислювально-відновними. Окремий випадокцих реакцій обміну – реакції нейтралізації (реакції взаємодії кислот з лугами) (2). Реакції обміну протікають у тому напрямку, де хоча б одна з речовин видаляється зі сфери реакції у вигляді газоподібної речовини (3), осаду (4, 5) або малодисоціюючої сполуки, найчастіше води (1, 2).

  Класифікація хімічних реакцій щодо змін ступенів окиснення

  Залежно від зміни ступенів окислення елементів, що входять до складу реагентів і продуктів реакції, всі хімічні реакції поділяються на окислювально-відновні (1, 2) і, що протікають без зміни ступеня окислення (3, 4).

  2Mg + CO 2 = 2MgO + C (1)

  Mg 0 – 2e = Mg 2+ (відновник)

  4+ + 4e = C 0 (окислювач)

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

  Fe 2+ -e = Fe 3+ (відновник)

  N 5+ +3e = N 2+ (окислювач)

  AgNO 3 + HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

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

  Класифікація хімічних реакцій з теплового ефекту

  Залежно від того, чи виділяється чи поглинається тепло (енергія) в ході реакції, всі хімічні реакції умовно поділяють на екзо – (1, 2) та ендотермічні (3) відповідно. Кількість тепла (енергії), що виділилося або поглинулося в ході реакції, називають тепловим ефектом реакції. Якщо в рівнянні вказано кількість теплоти, що виділилася або поглиненої, то такі рівняння називаються термохімічними.

  N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 кДж (1)

  2Mg + O 2 = 2MgO + 602, 5 кДж (2)

  N 2 + O 2 = 2NO - 90,4 кДж (3)

  Класифікація хімічних реакцій у напрямку протікання реакції

  У напрямку протікання реакції розрізняють оборотні (хімічні процеси, продукти яких здатні реагувати один з одним у тих же умовах, в яких вони отримані, з утворенням вихідних речовин) і незворотні (хімічні процеси, продукти яких не здатні реагувати один з одним з утворенням вихідних речовин ).

  Для оборотних реакцій рівняння у загальному вигляді прийнято записувати так:

  А + В ↔ АВ

  Наприклад:

  СН 3 СООН + С 2 Н 5 ВІН↔ Н 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О

  Прикладами незворотних реакцій може бути наступні реакції:

  2КСlО 3 → 2КСl + ЗО 2

  З 6 Н 12 О 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2 О

  Свідченням незворотності реакції може бути виділення як продуктів реакції газоподібної речовини, осаду або малодисоціюючої сполуки, найчастіше води.

  Класифікація хімічних реакцій щодо наявності каталізатора

  З цієї точки зору виділяють каталітичні та некаталітичні реакції.

  Каталізатором називають речовину, що прискорює перебіг хімічної реакції. Реакції, які відбуваються за участю каталізаторів, називаються каталітичними. Перебіг деяких реакцій взагалі неможливий без присутності каталізатора:

  2H 2 O 2 = 2H 2 O + O 2 (каталізатор MnO 2)

  Нерідко один із продуктів реакції служить каталізатором, який прискорює цю реакцію (автокаталітичні реакції):

  MeO + 2HF = MeF 2 + H 2 O, де Ме - метал.

  Приклади розв'язання задач

  ПРИКЛАД 1