Екзотермічні реакції - приклади неорганічної хімії. Підготовка до ЕГЕ "Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії" план-конспект уроку з хімії (11 клас) на тему. Класифікація хімічних реакцій щодо наявності каталізатора

При протіканні хімічних реакційвідбувається розрив одних та виникнення інших зв'язків. Хімічні реакції умовно поділяють на органічні та неорганічні. Органічними реакціям прийнято вважати реакції, у яких, по крайнього заходу, одне з реагуючих речовин є органічним з'єднанням, що змінює свою молекулярну структуру у процесі реакції. Відмінністю органічних реакційвід неорганічних є те, що, як правило, у них беруть участь молекули. Швидкість таких реакції низька, а вихід продукту зазвичай становить лише 50-80 %. Для підвищення швидкості реакції застосовують каталізатори, що підвищують температуру або тиск. Далі розглянемо типи хімічних реакцій у органічної хімії.

Класифікація за характером хімічних перетворень

• Реакції заміщення
• Реакції приєднання
• Реакція ізомеризації та перегрупування
• Реакції окиснення
• Реакції розкладання

Реакції заміщення

У результаті реакцій заміщення один атом чи група атомів у початковій молекулі заміщається інші атоми чи групи атомів, утворюючи нову молекулу. Як правило, такі реакції характерні для насичених та ароматичних вуглеводнів, наприклад:

Реакції приєднання

При перебігу реакцій приєднання з двох або більше молекул речовин утворюється одна молекула нової сполуки. Такі реакції притаманні ненасичених сполук. Розрізняють реакції гідрування (відновлення), галогенування, гідрогалогенування, гідратації, полімеризації тощо:

1. Гідрування- Приєднання молекули водню:

Реакція елімінування (відщеплення)

Внаслідок реакцій відщеплення органічні молекуливтрачають атоми або групи атомів, і утворюється нова речовина, що містить один або кілька кратних зв'язків. До реакцій елімінування відносяться реакції дегідрування, дегідратації, дегідрогалогенуванняі т.п.:

Реакції ізомеризації та перегрупування

У результаті таких реакцій відбувається внутрішньомолекулярна перебудова, тобто. перехід атомів або груп атомів з однієї ділянки молекули до іншої без зміни молекулярної формулиречовини, що бере участь у реакції, наприклад:

Реакції окиснення

Внаслідок впливу окислюючого реагенту відбувається підвищення ступеня окислення вуглецю в органічному атомі, молекулі або іоні процес за рахунок віддачі електронів, внаслідок чого утворюється нова сполука:

Реакції конденсації та поліконденсації

Полягають у взаємодії кількох (двох і більше) органічних сполук із заснуванням нових С-Сзв'язків та низькомолекулярної сполуки:

Поліконденсація – утворення молекули полімеру з мономерів, що містять функціональні групи з виділенням низькомолекулярної сполуки. На відміну від реакції полімеризації, в результаті яких утворюється полімер, що має склад, аналогічний мономеру, в результаті реакцій поліконденсації склад утвореного полімеру відрізняється від мономеру:

Реакції розкладання

Це процес розщеплення складної органічної сполуки на менш складні або прості речовини:

З 18 H 38 → З 9 H 18 + З 9 H 20

Класифікація хімічних реакцій за механізмами

Перебіг реакцій із розривом ковалентних зв'язківв органічні сполукиможливо за двома механізмами (тобто шляху, що призводить до розриву старого зв'язку та утворення нової) – гетеролітичному (іонному) та гомолітичному (радикальному).

Гетеролітичний (іонний) механізм

У реакціях, що протікають за гетеролітичним механізмом, утворюються проміжні частинки іонного типу із зарядженим атомом вуглецю. Частинки, що несуть позитивний заряд, називаються карбкатіони, негативний – карбаніони. При цьому відбувається не розрив загальної електронної пари, а її перехід до одного з атомів з утворенням іона:

Схильність до гетеролітичного розриву виявляють сильно полярні, наприклад Н–O, С–О та легко поляризовані, наприклад, С–Вr, С–I зв'язки.

Реакції, що протікають за гетеролітичним механізмом поділяють на нуклеофільні та електрофільні реакції.Реагент, що має електронну пару для утворення зв'язку називають нуклеофільним або електронодонорним. Наприклад, HO - , RO - , Cl - , RCOO - , CN - , R - , NH 2 , H 2 O, NH 3 , C 2 H 5 OH, алкени, арени.

Реагент, що має незаповнену електронну оболонкуі здатні приєднати пару електронів у процесі утворення нового зв'язку.

Реакції нуклеофільного заміщення

Характерні для алкіл- та арилгалогенідів:

Реакції нуклеофільного приєднання

Реакції електрофільного заміщення

Реакції електрофільного приєднання

Гомолітичний (радикальний механізм)

У реакціях, що протікають за гомолітичним (радикальним) механізмом на першій стадії відбувається розрив ковалентного зв'язку з утворенням радикалів. Далі вільний радикал, що утворився, виступає в якості атакуючого реагенту. Розрив зв'язку радикальному механізмувластивий для неполярних чи малополярних ковалентних зв'язків (С–С, N–N, С–Н).

Розрізняють реакції радикального заміщення та радикального приєднання

Реакції радикального заміщення

Характерні для алканів

Реакції радикального приєднання

Характерні для алкенів та алкінів

Таким чином, ми розглянули основні типи хімічних реакцій в органічній хімії

Категорії

Хімічні властивостіречовин виявляються у різноманітних хімічних реакціях.

Перетворення речовин, що супроводжуються зміною їх складу та (або) будови, називаються хімічними реакціями. Часто зустрічається і таке визначення: хімічною реакцієюназивається процес перетворення вихідних речовин (реагентів) на кінцеві речовини (продукти).

Хімічні реакції записуються за допомогою хімічних рівнянь та схем, що містять формули вихідних речовин та продуктів реакції. В хімічних рівняннях, На відміну від схем, число атомів кожного елемента однаково в лівій та правій частинах, що відображає закон збереження маси.

У лівій частині рівняння пишуться формули вихідних речовин (реагентів), у правій частині — речовин, які у результаті протікання хімічної реакції (продуктів реакції, кінцевих речовин). Знак рівності, що зв'язує ліву та праву частину, Вказує, що загальна кількість атомів речовин, що беруть участь в реакції, залишається постійною. Це досягається розстановкою перед формулами цілих стехіометричних коефіцієнтів, що показують кількісні співвідношення між реагентами і продуктами реакції.

Хімічні рівняння можуть містити додаткові відомостіпро особливості перебігу реакції. Якщо хімічна реакція протікає під впливом зовнішніх впливів (температура, тиск, випромінювання тощо), це вказується відповідним символом, зазвичай над (або «під») знаком рівності.

Величезна кількість хімічних реакцій може бути згруповано у кілька типів реакцій, яким притаманні цілком певні ознаки.

В якості класифікаційних ознакможуть бути вибрані такі:

1. Число та склад вихідних речовин та продуктів реакції.

2. Агрегатний станреагентів та продуктів реакції.

3. Число фаз, у яких перебувають учасники реакції.

4. Природа частинок, що переносяться.

5. Можливість перебігу реакції у прямому та зворотному напрямку.

6. Знак теплового ефектуподіляє всі реакції на: екзотермічніреакції, що протікають з екзо-ефектом - виділення енергії у формі теплоти (Q>0, ∆H<0):

З +О 2 = СО 2 + Q

і ендотермічніреакції, що протікають з ендо-ефектом - поглинанням енергії у формі теплоти (Q<0, ∆H >0):

N 2 + О 2 = 2NО - Q.

Такі реакції відносять до термохімічним.

Розглянемо докладніше кожен із типів реакцій.

Класифікація за кількістю та складом реагентів та кінцевих речовин

1. Реакції з'єднання

При реакціях сполуки з кількох реагуючих речовин щодо простого складу виходить одна речовина складнішого складу:

Зазвичай, ці реакції супроводжуються виділенням тепла, тобто. приводять до утворення більш стійких та менш багатих на енергію сполук.

Реакції сполуки простих речовин завжди мають окисно-відновний характер. Реакції сполуки, що протікають між складними речовинами, можуть відбуватися як без зміни валентності:

СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2

так і ставитися до окислювально-відновних:

2FеСl 2 + Сl 2 = 2FеСl 3 .

2. Реакції розкладання

Реакції розкладання призводять до утворення кількох сполук з однієї складної речовини:

А = В + З + D.

Продуктами розкладання складної речовини може бути як прості, і складні речовини.

З реакцій розкладання, що протікають без зміни валентних станів, слід зазначити розкладання кристалогідратів, основ, кислот і солей кисневмісних кислот:

	t o
4HNO 3	=	2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O.

2AgNO 3 = 2Ag + 2NO 2 + O 2 ,
(NH 4)2Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

Особливо характерні окиснювально-відновні реакції розкладання для солей азотної кислоти.

Реакції розкладання в органічній хімії звуться крекінгу :

З 18 H 38 = 9 H 18 + 9 H 20 ,

або дегідрування

C4H10 = C4H6 + 2H2.

3. Реакції заміщення

При реакціях заміщення зазвичай проста речовина взаємодіє зі складним, утворюючи іншу просту речовину та інше складне:

А + ВС = АВ + З.

Ці реакції в переважній більшості належать до окисно-відновних:

2Аl + Fe 2 O 3 = 2Fе + Аl 2 Про 3 ,

Zn + 2НСl = ZnСl 2 + Н 2

2КВr + Сl 2 = 2КСl + Вr 2

2КСlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 .

Приклади реакцій заміщення, які супроводжуються зміною валентних станів атомів, вкрай нечисленні. Слід зазначити реакцію двоокису кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі ангідриди:

СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2

Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 О 5 ,

Іноді ці реакції розглядають як реакції обміну:

СН 4 + Сl 2 = СН 3 Сl + НСl.

4. Реакції обміну

Реакціями обмінуназивають реакції між двома сполуками, які обмінюються між собою своїми складовими частинами:

АВ + СD = АD + СВ.

Якщо при реакціях заміщення протікають окисно-відновні процеси, реакції обміну завжди відбуваються без зміни валентного стану атомів. Це найбільш поширена група реакцій між складними речовинами - оксидами, основами, кислотами та солями:

ZnO + Н 2 SО 4 = ZnSО 4 + Н 2 О,

AgNО 3 + КВr = АgВr + КNО 3

СrСl 3 + ЗNаОН = Сr(ОН) 3 + ЗNаСl.

Окремий випадок цих реакцій обміну реакції нейтралізації:

НСl + КОН = КСl + Н2О.

Зазвичай ці реакції підпорядковуються законам хімічної рівноваги і протікають у тому напрямку, де хоча б одна з речовин видаляється зі сфери реакції у вигляді газоподібної, леткої речовини, осаду або малодисоціюючої (для розчинів) сполуки:

NаНСО 3 + НСl = NаСl + Н 2 Про + СО 2

Са(НСО 3) 2 + Са(ОН) 2 = 2СаСО 3 ↓ + 2Н 2 О,

СН 3 СООНа + Н 3 РО 4 = СН 3 СООН + NаН 2 РО 4 .

5. Реакції перенесення.

При реакціях перенесення атом або група атомів переходить від однієї структурної одиниці до іншої:

АВ + ВС = А + В 2 С,

А 2 + 2СВ 2 = АСВ 2 + АСВ 3 .

Наприклад:

2AgCl + SnCl 2 = 2Ag + SnCl 4 ,

H 2 O + 2NO 2 = HNO 2 + HNO3.

Класифікація реакцій за фазовими ознаками

Залежно від агрегатного стану реагуючих речовин розрізняють такі реакції:

1. Газові реакції

H 2 + Cl 2		2HCl.

2. Реакції у розчинах

NaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н2О(ж)

3. Реакції між твердими речовинами

	t o
СаО(тв) +SiO 2 (тв)	=	СаSiO 3 (тв)

Класифікація реакцій за кількістю фаз.

Під фазою розуміють сукупність однорідних частин системи з однаковими фізичними та хімічними властивостями та відокремлених один від одного поверхнею розділу.

Все різноманіття реакцій з цього погляду можна поділити на два класи:

1.Гомогенні (однофазні) реакції.До них відносять реакції, що протікають у газовій фазі, та цілий ряд реакцій, що протікають у розчинах.

2.Гетерогенні (багатофазні) реакції.До них відносять реакції, у яких реагенти та продукти реакції знаходяться у різних фазах. Наприклад:

газорідкофазні реакції

CO 2 (г) + NaOH(p-p) = NaHCO 3 (p-p).

газотвердофазні реакції

СО 2 (г) + СаО(тв) = СаСО 3 (тв).

рідкотвердофазні реакції

Na 2 SO 4 (р-р) + 3l (р-р) = SO4 (тв)↓ + 2NaСl(p-p).

рідкогазотвердофазні реакції

Са(НСО 3) 2 (р-р) + Н 2 SО 4 (р-р) = СО 2 (r) + Н 2 О(ж) + СаSО 4 (тв)↓.

Класифікація реакцій за типом частинок, що переносяться.

1. Протолітичні реакції.

До протолітичних реакційвідносять хімічні процеси, суть яких полягає у перенесенні протона від одних реагуючих речовин до інших.

В основі цієї класифікації лежить протолітична теорія кислот і основ, відповідно до якої кислотою вважають будь-яку речовину, що віддає протон, а основою - речовина, здатна приєднувати протон, наприклад:

До протолітичних реакцій відносять реакції нейтралізації та гідролізу.

2. Окисно-відновні реакції.

До таких відносять реакції, у яких реагуючі речовини обмінюються електронами, змінюючи у своїй ступеня окислення атомів елементів, які входять у склад реагуючих речовин. Наприклад:

Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2

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

Переважна більшість хімічних реакцій відносяться до окисно-відновних, вони відіграють винятково важливу роль.

3. Ліганднообмінні реакції.

До таких відносять реакції, в ході яких відбувається перенесення електронної пари з утворенням ковалентного зв'язку донорно-акцепторного механізму. Наприклад:

Cu(NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2 ,

Fe + 5CO = ,

Al(OH) 3 + NaOH = .

Характерною особливістю ліганднообмінних реакцій є те, що утворення нових сполук, які називають комплексними, відбувається без зміни ступеня окислення.

4. Реакція атомно-молекулярного обміну.

До цього типу реакцій відносяться багато з реагцій, що вивчаються в органічній хімії заміщення, що протікають по радикальному, електрофільному або нуклеофільному механізму.

Зворотні та необоротні хімічні реакції

Оборотними називають такі хімічні процеси, продукти яких здатні реагувати один з одним у тих же умовах, в яких вони отримані, з утворенням вихідних речовин.

Для оборотних реакцій рівняння прийнято записувати так:

Дві протилежно спрямовані стрілки вказують на те, що за тих самих умов одночасно протікає як пряма, так і зворотна реакція, наприклад:

СН 3 СООН + З 2 Н 5 ОН СН 3 СООС 2 Н 5 + Н 2 О.

Необоротними називають такі хімічні процеси, продукти яких не здатні реагувати один з одним із заснуванням вихідних речовин. Прикладами незворотних реакцій може бути розкладання бертолетової солі при нагріванні:

2КСlО 3 → 2КСl + ЗО 2 ,

або окислення глюкози киснем повітря:

З 6 Н 12 О 6 + 6О 2 → 6СО 2 + 6Н 2 О.

Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Класифікація хімічних реакцій

Хімічні реакції - хімічні процеси, в результаті яких з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом і (або) будовою. При хімічних реакціях обов'язково відбувається зміна речовин, у якому рвуться старі та утворюються нові зв'язки між атомами. Ознаки хімічних реакцій: Виділяється газ Випаде осад 3) Відбувається зміна забарвлення речовин Виділяється або поглинається тепло, світло

Хімічні реакції у неорганічній хімії

Хімічні реакції у неорганічній хімії

Хімічні реакції в неорганічній хімії 1. За зміною ступенів окиснення хімічних елементів: Окисно-відновні реакції: Окисно-відновні реакції – це реакції, що йдуть зі зміною степенів окиснення елементів. Міжмолекулярна – це реакція, що йде зі зміною ступеня окиснення атомів у різних молекулах. -2 +4 0 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O +2 -1 +2.5 -2 2Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 2 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaOH

Хімічні реакції в неорганічній хімії 1. По зміні ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини: Окисно-відновні реакції: 2. Внутрішньомолекулярна - це реакція, що йде зі зміною ступеня окиснення різних атомів в одній молекулі. Диспропорціонування - це реакція, що йде з одночасним збільшенням і зменшенням ступеня окиснення атомів одного і того ж елемента. +1 +5 -1 3NaClO → NaClO 3 + 2NaCl

2.1. Реакції, що йдуть без зміни складу речовин У неорганічній хімії до таких реакцій можна віднести процеси отримання алотропних модифікацій одного хімічного елемента, наприклад: С (графіт) С (алмаз) 3О 2 (кисень) 2О 3 (озон) Sn (біле олово) Sn ( сіре олово) S (ромбічна) S (пластична) P (червоний) P (білий) Хімічні реакції в неорганічній хімії 2. За кількістю та складом реагуючих речовин:

Хімічні реакції в неорганічній хімії 2. За кількістю та складом реагуючих речовин: 2.2. Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини Реакції сполуки – це реакції, за яких із двох і більше речовин утворюється одна складна речовина. У неорганічній хімії все різноманіття реакції сполуки можна розглянути на прикладі реакції одержання сірчаної кислоти із сірки: а) одержання оксиду сірки(IV): S + O 2  SO 2 - з двох простих речовин утворюється одна складна; б) одержання оксиду сірки(VI) ) : 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - з простої та складної речовин утворюється одна складна, в) отримання сірчаної кислоти: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - з двох складних речовин утворюється одна складна.

Хімічні реакції в неорганічній хімії 2. За кількістю та складом реагуючих речовин: 2. Реакції розкладання – це такі реакції, при яких з однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин. У неорганічній хімії все різноманіття таких реакцій можна розглянути на блоці реакцій одержання кисню лабораторними способами: а) розкладання оксиду ртуті(II) : 2HgO  t 2Hg + O 2  - з однієї складної речовини утворюються дві прості. б) розкладання нітрату калію: 2KNO 3  t 2KNO 2 + O 2  - з однієї складної речовини утворюються одна проста і одна складна. в) розкладання перманганату калію: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 +O 2 - з однієї складної речовини утворюються дві складні і одна проста.

Хімічні реакції в неорганічній хімії 2. За кількістю та складом реагуючих речовин: 3. Реакції заміщення – це такі реакції, внаслідок яких атоми простої речовини заміняють атоми якогось елемента у складній речовині. У неорганічній хімії прикладом таких процесів може бути блок реакцій, що характеризують властивості металів: а) взаємодія лужних або лужноземельних металів з водою: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2  Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2  б) взаємодія металів із кислотами у розчині: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2  в) взаємодія металів із солями у розчині: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu г) металотермія: 2Al + Cr 2 O 3  t Al 2 O 3 + 2Cr

4. Реакції обміну – це такі реакції, при яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами. , Н2О). У неорганічній це може бути блок реакцій, що характеризують властивості лугів: а) реакція нейтралізації, що йде з утворенням солі та води: NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O або в іонному вигляді: ВІН - + Н + = Н 2 Про б ) реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням газу: 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3  + 2 H 2 O в) реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням осаду: Сі SO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4 Хімічні реакції в неорганічній хімії 2. За кількістю та складом реагуючих речовин:

Хімічні реакції у неорганічній хімії 3. По тепловому ефекту: 3.1. Екзотермічні реакції: Екзотермічні реакції - це реакції, що протікають із виділенням енергії у зовнішнє середовище. До них відносяться майже всі реакції з'єднання. Екзотермічні реакції, що протікають з виділенням світла, відносять до реакцій горіння, наприклад: 4Р + 5О 2 = 2Р 2 О 5 + Q 3.2. Ендотермічні реакції: Ендотермічні реакції – це реакції, що протікають із поглинанням енергії у зовнішнє середовище. До них відносяться майже всі реакції розкладання, наприклад: Випал вапняку: СаСО 3 t CaO + CO 2  - Q

Хімічні реакції у неорганічній хімії 4. Оборотність процесу: 4.1. Необоротні реакції: Необоротні реакції протікають в умовах лише в одному напрямку. До таких реакцій можна віднести всі реакції обміну, що супроводжуються утворенням осаду, газу або малодисоціюючої речовини (води) і всі реакції горіння: S + O 2 SO 2 ; 4 P + 5O 2  2P 2 O 5 ; Си SO 4 + 2KOH  Cu(OH) 2  + K 2 SO 4 4.2. Оборотні реакції: Оборотні реакції в даних умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках. Таких реакцій переважна більшість. Наприклад: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 +3H 2 2NH 3

Каталізатори - це речовини, що беруть участь у хімічній реакції і змінюють її швидкість або напрямок, але після закінчення реакції залишаються незмінними якісно та кількісно. 5.1. Некаталітичні реакції: Некаталітичні реакції – це реакції, що йдуть без участі каталізатора: 2HgO t 2Hg + O 2 2Al + 6HCl t 2AlCl 3 + 3H 2 5.2.Каталітичні реакції: каталітичні реакції – це реакції, ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2  P,t CO + NaOH  H-CO-ONa Хімічні реакції у неорганічній хімії 5 . Участь каталізатора

Хімічні реакції у неорганічній хімії 6 . Наявність поверхні поділу фаз 6.1. Гетерогенні реакції: Гетерогенні реакції – це реакції, в яких реагуючі речовини та продукти реакції знаходяться в різних агрегатних станах (у різних фазах): FeO(т) + СО(г)  Fe(т) + СО 2 (г) + Q 2 Al(т) + 3С u С l 2 (р-р) = 3С u(т) + 2AlCl 3 (р-р) CaC 2 (т) + 2H 2 O (ж) = C 2 H 2  + Ca( OH) 2 (р-р) 6.2. Гомогенні реакції: Гомогенні реакції – це реакції, в яких реагуючі речовини та продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані (в одній фазі): 2С 2 Н 6 (г) + 7О 2 (г) 4СО 2 (г) + 6Н 2 (г) 2 SO 2 (г) + O 2 (г) = 2SO 3 (г) + QH 2 (г) + F 2 (г) = 2HF (г)

У неорганічній хімії хімічні реакції класифікуються за різними ознаками.

1. По зміні ступеня окисненняна окислювально-відновні, що йдуть зі зміною ступеня окиснення елементів та кислотно-основні, які протікають без зміни ступенів окиснення.

2. За характером процесу.

Реакції розкладанняназивають хімічні реакції, у яких прості молекули виходять із складніших.

Реакції з'єднанняназиваються хімічні реакції, у яких складні сполуки виходять із кількох простіших.

Реакції заміщенняназиваються хімічні реакції, у яких атом чи група атомів у молекулі заміщаються на інший атом чи групу атомів.

Реакції обмінуназивають хімічні реакції, що протікають без зміни ступеня окиснення елементів, що призводять до обміну складових частин реагентів.

3. По можливості протікати у зворотному напрямку на оборотні та необоротні.

Деякі реакції, наприклад реакція горіння етанолу практично необоротна, тобто. не можна створити умови, щоб вона протікала у зворотному напрямку.

Проте, є багато реакцій, які залежно та умовами протікання процесу можуть протікати як і прямому, і у зворотному напрямах. Реакції здатні протікати як у прямому, так і у зворотному напрямку називаються оборотні.

4. За типом розриву зв'язку – гомолітичні(Рівний розрив, кожен атом отримує по одному електрону) і гетеролітичні(Нерівний розрив - одному дістається пара електронів).

5. За тепловим ефектом екзотермічні(Виділення тепла) та ендотермічні(Поглинання тепла).

Реакції сполуки, як правило, будуть екзотермічними реакціями, а реакції розкладання – ендотермічними. Рідкісний виняток - реакція азоту з ендотермічна киснем N 2 + O 2 = 2NO - Q.

6. По агрегатному стану фаз.

Гомогенні(Реакція проходить в одній фазі, без меж розділу; реакції в газах або в розчинах).

Гетерогенні(Реакції, що проходять на межі розділу фаз).

7. По використанню каталізатора.

Каталізатор – речовина, що прискорює хімічну реакцію, але залишається хімічно постійним.

Каталітичнібез використання каталізатора практично не йдуть і некаталітичні.

Класифікація органічних реакцій

Тип реакції	Радикальні	Нуклеофільні (N)	Електрофільні (E)
Заміщення (S)	Радикальне заміщення (S R)	Нуклеофільне заміщення (S N)	Електрофільне заміщення (S E)
Приєднання (А)	Радикальне приєднання (AR)	Нуклеофільне приєднання (AN)	Електрофільне приєднання (E)
Відщеплення (Е) (елімінування)	Радикальне відщеплення (Е R)	Нуклеофільне відщеплення (Е N)	Електрофільне відщеплення (E E)

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,

Н 2 С=СН 2 + Вr 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

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

Лекція: Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії

Види хімічних реакцій у неорганічній хімії

А) Класифікація за кількістю початкових речовин:

Розкладання - внаслідок даної реакції, з однієї наявної складної речовини, утворюються дві або кілька простих, а також складних речовин.

Приклад: 2Н 2 O 2 → 2Н 2 O + O 2

З'єднання - Це така реакція, при якій з двох і більш простих, а також складних речовин, утворюється одна, але складніша.

Приклад: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3

Заміщення – це певна хімічна реакція, яка проходить між деякими простими, а також складними речовинами.Атоми простої речовини, у цій реакції, заміщаються на атоми одного з елементів, що знаходиться в складній речовині.

Приклад: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2

Обмін - Це така реакція, при якій два складних за будовою речовини обмінюються своїми частинами.

Приклад: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2

Б) Класифікація з теплового ефекту:

Екзотермічні реакції – це певні хімічні реакції, у яких відбувається виділення тепла.
Приклади:

S+O2 → SO2+Q

2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 +6H 2 O + Q

Ендотермічні реакції – це певні хімічні реакції, у яких відбувається поглинання тепла. Як правило, це реакції розкладання.

Приклади:

CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 – Q

Теплота, що виділяється чи поглинається внаслідок хімічної реакції, називається тепловий ефект.

Хімічні рівняння, у яких зазначений тепловий ефект реакції, називають термохімічними.

В) Класифікація за оборотністю:

Оборотні реакції – це реакції, що протікають за однакових умов у взаємопротилежних напрямках.

Приклад: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3

Необоротні реакції - Це реакції, які протікають тільки в одному напрямку, а також завершуються повною витратою всіх вихідних речовин. При цих реакціях виділяєтеється газ, осад, вода.
Приклад: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2

Г) Класифікація зі зміни ступеня окиснення:

Окисно - відновлювальні реакції – у процесі даних реакцій відбувається зміна ступеня окиснення.

Приклад: Сu + 4HNO3 → Cu(NO3)2+2NO2+2H2O.

Не окисно - відновлювальні - Реакції без зміни ступеня окислення.

Приклад: HNO3 + KOH → KNO3 + H2O.

Д) Класифікація за фазою:

Гомогенні реакції – реакції, що протікають в одній фазі, коли вихідні речовини та продукти реакції мають один агрегатний стан.

Приклад: Н 2 (газ) + Cl 2 (газ) → 2HCL

Гетерогенні реакції - Реакції, що протікають на поверхні розділу фаз, при яких продукти реакції та вихідні речовини мають різний агрегатний стан.
Приклад: CuO+H2 → Cu+H2O

Класифікація з використання каталізатора:

Каталізатор – речовина, що прискорює реакцію. Каталітична реакція протікає у присутності каталізатора, некаталітична – без каталізатора.
Приклад: 2H 2 0 2 MnO 2 → 2H 2 O + O 2 каталізатор MnO 2

Взаємодія лугу із кислотою протікає без каталізатора.
Приклад: КOH + HCl → КCl + H 2 O

Інгібітори - речовини, що уповільнюють реакцію.
Каталізатори та інгібітори самі під час реакції не витрачаються.

Види хімічних реакцій в органічній хімії

Заміщення - Це реакція, в процесі якої відбувається заміна одного атома/групи атомів, у вихідній молекулі, на інші атоми/групи атомів.
Приклад: СН 4 + Сl 2 → СН 3 Сl + НСl

Приєднання - Це реакції, при яких кілька молекул речовини з'єднуються в одну.До реакцій приєднання відносяться:

• Гідрування – реакція, у процесі якої відбувається приєднання водню з кратного зв'язку.

Приклад: СН 3 -СН = СН 2 (пропен) + Н 2 → СН 3 -СН 2 -СН 3 (пропан)

Гідрогалогенування- Реакція, що приєднує галогенводень.

Приклад: СН 2 = СН 2 (етен) + НСl → СН 3 -СН 2 -Сl (хлоретан)

Алкіни реагують з галогеноводородами (хлороводнем, бромоводнем) так само, як і алкени. Приєднання до хімічної реакції проходить у 2 стадії, і визначається правилом Марковникова:

При приєднанні протонних кислот та води до несиметричних алкенів та алкінів атом водню приєднується до найбільш гідрогенізованого атома вуглецю.

Механізм цієї хімічної реакції. Утворюється в 1-ій, швидкій стадії, p-комплекс у 2-ій повільній стадії поступово перетворюється на s-комплекс - карбокатіон. У 3 - й стадії відбувається стабілізація карбокатіону - тобто взаємодія з аніоном брому:

І1, І2 – карбокатіони. П1, П2 – броміди.

Галогенування – реакція, за якої приєднується галоген.Галогенуванням також називають всі процеси, в результаті яких в органічні сполуки вводяться атоми галогену. Це поняття використовується в "широкому розумінні". Відповідно до даного поняття, розрізняють такі хімічні реакції на основі галогенування: фторування, хлорування, бромування, йодування.

Галогеновмісні органічні похідні вважаються найважливішими сполуками, які застосовуються як в органічному синтезі, так і як цільові продукти. Галогенпохідні вуглеводнів вважаються вихідними продуктами у великій кількості реакцій нуклеофільного заміщення. Що стосується практичного використання сполук, що містять галоген, то вони застосовуються у вигляді розчинників, наприклад хлорсодержащие сполуки, холодильних агентів - хлорфторпохідні, фреони, пестицидів, фармацевтичних препаратів, пластифікаторів, мономерів для отримання пластмас.

Гідратація– реакції приєднання молекули води з кратного зв'язку.

Полімеризація – це особливий вид реакції, коли молекули речовини, мають відносну невелику молекулярну масу, приєднуються друг до друга, згодом утворюючи молекули речовини з високої молекулярної масою.