Химични реакции в неорганичната химия. Класификация на химичните реакции в неорганичната химия, презентация на урок за интерактивна дъска по химия по темата

Класификация на химичните реакции в неорганичната и органичната химия

Химичните реакции или химичните явления са процеси, в резултат на които от едни вещества се образуват други, които се различават от тях по състав и (или) структура.

По време на химичните реакции непременно настъпва промяна на веществата, при която старите връзки се разкъсват и се образуват нови връзки между атомите.

Химичните реакции трябва да се разграничават от ядрени реакции.В резултат на химическа реакция общият брой атоми на всеки химичен елемент и неговият изотопен състав не се променят. Ядрените реакции са различен въпрос - процеси на трансформация на атомни ядра в резултат на тяхното взаимодействие с други ядра или елементарни частици, например превръщането на алуминий в магнезий:

$↙(13)↖(27)(Al)+ ()↙(1)↖(1)(H)=()↙(12)↖(24)(Mg)+()↙(2)↖(4 )(Той)$

Класификацията на химичните реакции е многостранна, т.е. може да се основава на различни характеристики. Но всяка от тези характеристики може да включва реакции между неорганични и органични вещества.

Нека разгледаме класификацията на химичните реакции според различни критерии.

Класификация на химичните реакции според броя и състава на реагентите. Реакции, които протичат без промяна на състава на веществото

В неорганичната химия такива реакции включват процесите на получаване на алотропни модификации на един химичен елемент, например:

$С_((графит))⇄С_((диамант))$

$S_((ромбичен))⇄S_((моноклинен))$

$Р_((бяло))⇄Р_((червено))$

$Sn_((бял калай))⇄Sn_((сив калай))$

$3О_(2(кислород))⇄2О_(3(озон))$.

В органичната химия този тип реакция може да включва реакции на изомеризация, които протичат без промяна не само на качествения, но и на количествения състав на молекулите на веществата, например:

1. Изомеризация на алкани.

Реакцията на изомеризация на алканите е от голямо практическо значение, т.к въглеводородите с изоструктура имат по-ниска способност за детонация.

2. Изомеризация на алкени.

3. Алкинова изомеризация(реакция на A.E. Favorsky).

4. Изомеризация на халоалкани(A.E. Фаворски).

5. Изомеризация на амониев цианат чрез нагряване.

Уреята е синтезирана за първи път от F. Wöhler през 1882 г. чрез изомеризиране на амониев цианат при нагряване.

Реакции, протичащи с промяна в състава на веществото

Могат да се разграничат четири вида такива реакции: комбинация, разлагане, заместване и обмен.

1. Реакции на съединения- Това са реакции, при които от две или повече вещества се образува едно сложно вещество.

В неорганичната химия цялото разнообразие от реакции на съединенията може да се разглежда, като се използва примерът за реакции за получаване на сярна киселина от сяра:

1) получаване на серен оксид (IV):

$S+O_2=SO_2$ - едно сложно вещество се образува от две прости вещества;

2) получаване на серен оксид (VI):

$2SO_2+O_2(⇄)↖(t,p,cat.)2SO_3$ - едно сложно вещество се образува от прости и сложни вещества;

3) получаване на сярна киселина:

$SO_3+H_2O=H_2SO_4$ - две сложни вещества образуват едно сложно вещество.

Пример за комбинирана реакция, при която едно сложно вещество се образува от повече от две първоначални вещества, е крайният етап на получаване на азотна киселина:

$4NO_2+O_2+2H_2O=4HNO_3$.

В органичната химия реакциите на свързване обикновено се наричат реакции на добавяне. Цялото разнообразие от такива реакции може да се разгледа на примера на блок от реакции, характеризиращи свойствата на ненаситени вещества, например етилен:

1) реакция на хидрогениране - добавяне на водород:

$CH_2(=)↙(етен)CH_2+H_2(→)↖(Ni,t°)CH_3(-)↙(етан)CH_3;$

2) реакция на хидратация - добавяне на вода:

$CH_2(=)↙(етен)CH_2+H_2O(→)↖(H_3PO_4,t°)(C_2H_5OH)↙(етанол);$

3) реакция на полимеризация:

$(nCH_2=CH_2)↙(етилен)(→)↖(p,кат.,t°)((-CH_2-CH_2-)_n)↙(полиетилен)$

2. Реакции на разлагане- Това са реакции, при които от едно сложно вещество се образуват няколко нови вещества.

В неорганичната химия цялото разнообразие от такива реакции може да се разглежда на примера на блок от реакции за получаване на кислород чрез лабораторни методи:

1) разлагане на живачен (II) оксид:

$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$ - от едно сложно вещество се образуват две прости;

2) разлагане на калиев нитрат:

$2KNO_3(→)↖(t°)2KNO_2+O_2$ - от едно сложно вещество се образуват едно просто и едно сложно;

3) разлагане на калиев перманганат:

$2KMnO_4(→)↖(t°)K_2MnO_4+MnO_2+O_2$ - от едно сложно вещество се образуват две сложни и едно просто, т.е. три нови вещества.

В органичната химия реакциите на разлагане могат да се разглеждат като се използва примерът на блок от реакции за производството на етилен в лабораторията и промишлеността:

1) реакция на дехидратация (елиминиране на вода) на етанол:

$C_2H_5OH(→)↖(H_2SO_4,t°)CH_2=CH_2+H_2O;$

2) реакция на дехидрогениране (елиминиране на водород) на етан:

$CH_3—CH_3(→)↖(Cr_2O_3,500°C)CH_2=CH_2+H_2;$

3) реакция на крекинг на пропан:

$CH_3-CH_2CH_3(→)↖(t°)CH_2=CH_2+CH_4.$

3. Реакции на заместване- това са реакции, в резултат на които атоми на просто вещество заместват атоми на елемент в сложно вещество.

В неорганичната химия пример за такива процеси е блок от реакции, характеризиращи свойствата, например на металите:

1) взаимодействие на алкални и алкалоземни метали с вода:

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$

2) взаимодействие на метали с киселини в разтвор:

$Zn+2HCl=ZnCl_2+H_2$;

3) взаимодействие на метали със соли в разтвор:

$Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu;$

4) металотермия:

$2Al+Cr_2O_3(→)↖(t°)Al_2O_3+2Cr$.

Предмет на изучаване на органичната химия не са прости вещества, а само съединения. Следователно, като пример за реакция на заместване, ние представяме най-характерното свойство на наситените съединения, по-специално на метана, способността на неговите водородни атоми да бъдат заменени с халогенни атоми:

$CH_4+Cl_2(→)↖(hν)(CH_3Cl)↙(хлорометан)+HCl$,

$CH_3Cl+Cl_2→(CH_2Cl_2)↙(дихлорометан)+HCl$,

$CH_2Cl_2+Cl_2→(CHCl_3)↙(трихлорометан)+HCl$,

$CHCl_3+Cl_2→(CCl_4)↙(въглероден тетрахлорид)+HCl$.

Друг пример е бромирането на ароматно съединение (бензен, толуен, анилин):

Нека обърнем внимание на особеностите на реакциите на заместване в органичните вещества: в резултат на такива реакции се образуват не просто и сложно вещество, както в неорганичната химия, а две сложни вещества.

В органичната химия реакциите на заместване също включват някои реакции между две сложни вещества, например нитриране на бензен:

$C_6H_6+(HNO_3)↙(бензен)(→)↖(H_2SO_4(конц.),t°)(C_6H_5NO_2)↙(нитробензен)+H_2O$

Формално това е обменна реакция. Фактът, че това е реакция на заместване, става ясен само при разглеждане на нейния механизъм.

4. Обменни реакции- Това са реакции, при които две сложни вещества обменят своите съставни части.

Тези реакции характеризират свойствата на електролитите и в разтворите протичат по правилото на Бертоле, т.е. само ако резултатът е образуването на утайка, газ или леко дисоцииращо вещество (например $H_2O$).

В неорганичната химия това може да бъде блок от реакции, които характеризират например свойствата на основите:

1) реакция на неутрализация, която протича с образуването на сол и вода:

$NaOH+HNO_3=NaNO_3+H_2O$

или в йонна форма:

$OH^(-)+H^(+)=H_2O$;

2) реакцията между алкали и сол, която протича с образуването на газ:

$2NH_4Cl+Ca(OH)_2=CaCl_2+2NH_3+2H_2O$

или в йонна форма:

$NH_4^(+)+OH^(-)=NH_3+H_2O$;

3) реакцията между алкали и сол, която протича с образуването на утайка:

$CuSO_4+2KOH=Cu(OH)_2↓+K_2SO_4$

или в йонна форма:

$Cu^(2+)+2OH^(-)=Cu(OH)_2↓$

В органичната химия можем да разгледаме блок от реакции, които характеризират например свойствата на оцетната киселина:

1) реакция, която протича с образуването на слаб електролит - $H_2O$:

$CH_3COOH+NaOH⇄NaCH_3COO+H_2O$

$CH_3COOH+OH^(-)⇄CH_3COO^(-)+H_2O$;

2) реакция, която протича с образуването на газ:

$2CH_3COOH+CaCO_3=2CH_3COO^(-)+Ca^(2+)+CO_2+H_2O$;

3) реакция, която протича с образуването на утайка:

$2CH_3COOH+K_2SiO_3=2KCH_3COO+H_2SiO_3↓$

$2CH_3COOH+SiO_3^(−)=2CH_3COO^(−)+H_2SiO_3↓$.

Класификация на химичните реакции според промените в степента на окисление на химичните елементи, образуващи вещества

Реакции, които протичат с промяна в степента на окисление на елементите или окислително-редукционни реакции.

Те включват много реакции, включително всички реакции на заместване, както и тези реакции на комбиниране и разлагане, в които участва поне едно просто вещество, например:

1.$(Mg)↖(0)+(2H)↖(+1)+SO_4^(-2)=(Mg)↖(+2)SO_4+(H_2)↖(0)$

$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(редуциращ агент)(→)↖(окисление)(Mg)↖(+2)$

$((2H)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(окислител)(→)↖(редукция)(H_2)↖(0)$

2.$(2Mg)↖(0)+(O_2)↖(0)=(2Mg)↖(+2)(O)↖(-2)$

$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(редуциращ агент)(→)↖(окисляване)(Mg)↖(+2)|4|2$

$((O_2)↖(0)+4(e)↖(-))↙(окислител)(→)↖(редукция)(2O)↖(-2)|2|1$

Както си спомняте, сложните окислително-редукционни реакции се съставят с помощта на метода на електронния баланс:

$(2Fe)↖(0)+6H_2(S)↖(+6)O_(4(k))=(Fe_2)↖(+3)(SO_4)_3+3(S)↖(+4)O_2+ 6H_2O $

$((Fe)↖(0)-3(e)↖(-))↙(редуциращ агент)(→)↖(окисление)(Fe)↖(+3)|2$

$((S)↖(+6)+2(e)↖(-))↙(окислител)(→)↖(редукция)(S)↖(+4)|3$

В органичната химия ярък пример за редокс реакции са свойствата на алдехидите:

1. Алдехидите се редуцират до съответните алкохоли:

$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(H_2)↖(0))↙(\text"ацеталдехид") ( →)↖(Ni,t°)(CH_3-(C)↖(-1)(H_2)↖(+1)(O)↖(-2)(H)↖(+1))↙(\текст " етилов алкохол")$

$((C)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(окислител)(→)↖(редукция)(C)↖(-1)|1$

$((H_2)↖(0)-2(e)↖(-))↙(редуциращ агент)(→)↖(окисление)2(H)↖(+1)|1$

2. Алдехидите се окисляват до съответните киселини:

$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(Ag_2)↖(+1)(O)↖(-2)) ↙(\text"aceticaldehyde"))(→)↖(t°)(CH_3-(Ag)↖(0)(C)↖(+3)(O)↖(-2)(OH)↖(-2 +1)+2(Ag)↖(0)↓)↙(\text"етилов алкохол")$

$((C)↖(+1)-2(e)↖(-))↙(редуциращ агент)(→)↖(окисляване)(C)↖(+3)|1$

$(2(Ag)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(окислител)(→)↖(редукция)2(Ag)↖(0)|1$

Реакции, протичащи без промяна на степента на окисление на химичните елементи.

Те включват, например, всички йонообменни реакции, както и:

много съединения реакции:

$Li_2O+H_2O=2LiOH;$

много реакции на разлагане:

$2Fe(OH)_3(→)↖(t°)Fe_2O_3+3H_2O;$

реакции на естерификация:

$HCOOH+CH_3OH⇄HCOOCH_3+H_2O$.

Класификация на химичните реакции по топлинен ефект

Въз основа на топлинния ефект реакциите се делят на екзотермични и ендотермични.

Екзотермични реакции.

Тези реакции протичат с освобождаване на енергия.

Те включват почти всички реакции на съединенията. Рядко изключение е ендотермичната реакция на синтеза на азотен оксид (II) от азот и кислород и реакцията на водороден газ с твърд йод:

$N_2+O_2=2NO - Q$,

$H_(2(g))+I(2(t))=2HI - Q$.

Екзотермичните реакции, които възникват с освобождаването на светлина, се класифицират като реакции на горене, например:

$4P+5O_2=2P_2O_5+Q,$

$CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O+Q$.

Хидрогенирането на етилен е пример за екзотермична реакция:

$CH_2=CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3-CH_3+Q$

Работи при стайна температура.

Ендотермични реакции

Тези реакции протичат с усвояването на енергия.

Очевидно те включват почти всички реакции на разлагане, например:

а) калциниране на варовик:

$CaCO_3(→)↖(t°)CaO+CO_2-Q;$

б) крекинг на бутан:

Количеството енергия, освободено или погълнато в резултат на реакция, се нарича топлинен ефект на реакцията, и уравнението на химична реакция, показващо този ефект, се нарича термохимично уравнение, Например:

$H_(2(g))+Cl_(2(g))=2HCl_((g))+92,3 kJ,$

$N_(2(g))+O_(2(g))=2NO_((g)) - 90,4 kJ$.

Класификация на химичните реакции според състоянието на агрегация на реагиращите вещества (фазов състав)

Хетерогенни реакции.

Това са реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в различни агрегатни състояния (в различни фази):

$2Al_((t))+3CuCl_(2(sol))=3Cu_((t))+2AlCl_(3(sol))$,

$CaC_(2(t))+2H_2O_((l))=C_2H_2+Ca(OH)_(2(разтвор))$.

Хомогенни реакции.

Това са реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в едно агрегатно състояние (в една и съща фаза):

Класификация на химичните реакции според участието на катализатор

Некаталитични реакции.

Възникват некаталитични реакции без участието на катализатор:

$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$,

$C_2H_4+3O_2(→)↖(t°)2CO_2+2H_2O$.

Каталитични реакции.

Текат каталитични реакции с участието на катализатор:

$2KClO_3(→)↖(MnO_2,t°)2KCl+3O_2,$

$(C_2H_5OH)↙(етанол)(→)↖(H_2SO-4,t°)(CH_2=CH_2)↙(етен)+H_2O$

Тъй като всички биологични реакции, протичащи в клетките на живите организми, протичат с участието на специални биологични катализатори от протеинова природа - ензими, всички те са каталитични или по-точно, ензимен.

Трябва да се отбележи, че повече от $70%$ от химическите индустрии използват катализатори.

Класификация на химичните реакции по посока

Необратими реакции.

Необратими реакции тече при тези условия само в една посока.

Те включват всички обменни реакции, придружени от образуване на утайка, газ или слабо дисоцииращо вещество (вода), както и всички реакции на горене.

Обратими реакции.

Обратимите реакции при тези условия протичат едновременно в две противоположни посоки.

По-голямата част от тези реакции са.

В органичната химия знакът за обратимост се отразява от антонимите на процесите:

хидрогениране - дехидрогениране;
хидратация - дехидратация;
полимеризация - деполимеризация.

Всички реакции на естерификация (обратният процес, както знаете, се нарича хидролиза) и хидролиза на протеини, естери, въглехидрати и полинуклеотиди са обратими. Обратимостта е в основата на най-важния процес в живия организъм - метаболизма.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Химическа реакциясе наричат трансформации на вещества, при които настъпва промяна в техния състав и (или) структура.

Най-често химичните реакции се разбират като процес на превръщане на изходните вещества (реагенти) в крайни вещества (продукти).

Химичните реакции се записват с химични уравнения, съдържащи формулите на изходните вещества и реакционните продукти. Според закона за запазване на масата броят на атомите на всеки елемент от лявата и дясната страна на химичното уравнение е еднакъв. Обикновено формулите на изходните вещества се записват от лявата страна на уравнението, а формулите на продуктите отдясно. Равенството на броя на атомите на всеки елемент от лявата и дясната страна на уравнението се постига чрез поставяне на цели стехиометрични коефициенти пред формулите на веществата.

Химичните уравнения могат да съдържат допълнителна информация за характеристиките на реакцията: температура, налягане, радиация и т.н., което се обозначава със съответния символ над (или „под“) знака за равенство.

Всички химични реакции могат да бъдат групирани в няколко класа, които имат определени характеристики.

Класификация на химичните реакции според броя и състава на изходните и получените вещества

Според тази класификация химичните реакции се разделят на реакции на свързване, разлагане, заместване и обмен.

Като резултат съединения реакцииот две или повече (сложни или прости) вещества се образува едно ново вещество. Като цяло уравнението за такава химична реакция ще изглежда така:

Например:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

2Mg + O 2 = 2MgO.

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

Реакциите на съединението в повечето случаи са екзотермични, т.е. продължете с отделянето на топлина. Ако в реакцията участват прости вещества, тогава такива реакции най-често са окислително-редукционни реакции (ORR), т.е. възникват при промени в степента на окисление на елементите. Невъзможно е да се каже недвусмислено дали реакцията на съединение между сложни вещества ще бъде класифицирана като ORR.

Реакциите, които водят до образуването на няколко други нови вещества (сложни или прости) от едно сложно вещество, се класифицират като реакции на разлагане. Най-общо уравнението за химическата реакция на разлагане ще изглежда така:

Например:

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)

Повечето реакции на разлагане протичат при нагряване (1,4,5). Възможно разлагане под въздействието на електрически ток (2). Разлагането на кристални хидрати, киселини, основи и соли на кислородсъдържащи киселини (1, 3, 4, 5, 7) протича без промяна на степента на окисление на елементите, т.е. тези реакции не са свързани с ODD. Реакциите на разлагане на ORR включват разлагане на оксиди, киселини и соли, образувани от елементи в по-високи степени на окисление (6).

Реакциите на разлагане се срещат и в органичната химия, но под други имена - крекинг (8), дехидрогениране (9):

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

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

При реакции на заместванепросто вещество взаимодейства със сложно вещество, образувайки ново просто и ново сложно вещество. Най-общо уравнението за реакция на химично заместване ще изглежда така:

Например:

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3 (1)

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2 (2)

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2 (3)

2КlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Сl 2 (4)

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (5)

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5 (6)

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

Повечето реакции на заместване са редокс (1 – 4, 7). Примерите за реакции на разлагане, при които не настъпва промяна в степента на окисление, са малко (5, 6).

Обменни реакцииса реакции, протичащи между сложни вещества, при които те обменят своите съставни части. Обикновено този термин се използва за реакции, включващи йони във воден разтвор. Най-общо уравнението за реакция на химичен обмен ще изглежда така:

AB + CD = AD + CB

Например:

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

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

NaHCO 3 + HCl = NaCl + H 2 O + CO 2 (3)

AgNO 3 + KBr = AgBr ↓ + KNO 3 (4)

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

Обменните реакции не са редокс. Специален случай на тези обменни реакции е реакцията на неутрализация (реакцията на киселини с основи) (2). Обменните реакции протичат в посока, в която поне едно от веществата се отстранява от реакционната сфера под формата на газообразно вещество (3), утайка (4, 5) или слабо дисоцииращо съединение, най-често вода (1, 2). ).

Класификация на химичните реакции според промените в степени на окисление

В зависимост от промяната в степента на окисление на елементите, които съставляват реагентите и реакционните продукти, всички химични реакции се разделят на окислително-възстановителни реакции (1, 2) и такива, протичащи без промяна на степента на окисление (3, 4).

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

Mg 0 – 2e = Mg 2+ (редуциращ агент)

C 4+ + 4e = C 0 (окислител)

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

Fe 2+ -e = Fe 3+ (редуциращ агент)

N 5+ +3e = N 2+ (окислител)

AgNO 3 +HCl = AgCl ↓ + HNO 3 (3)

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

Класификация на химичните реакции по топлинен ефект

В зависимост от това дали по време на реакцията се отделя или поглъща топлина (енергия), всички химични реакции условно се разделят съответно на екзотермични (1, 2) и ендотермични (3). Количеството топлина (енергия), освободено или погълнато по време на реакция, се нарича топлинен ефект на реакцията. Ако уравнението показва количеството отделена или погълната топлина, тогава такива уравнения се наричат термохимични.

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 +46,2 kJ (1)

2Mg + O 2 = 2MgO + 602,5 kJ (2)

N 2 + O 2 = 2NO – 90,4 kJ (3)

Класификация на химичните реакции според посоката на реакцията

Въз основа на посоката на реакцията се прави разлика между обратими (химични процеси, чиито продукти са способни да реагират един с друг при същите условия, при които са получени, за да образуват изходните вещества) и необратими (химични процеси, чиито продукти не са способни да реагират едно с друго, за да образуват изходните вещества).

За обратими реакции уравнението в общ вид обикновено се записва, както следва:

A + B ↔ AB

Например:

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

Примерите за необратими реакции включват следните реакции:

2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Доказателство за необратимостта на реакцията може да бъде отделянето на газообразно вещество, утайка или слабо дисоцииращо съединение, най-често вода, като продукти на реакцията.

Класификация на химичните реакции според наличието на катализатор

От тази гледна точка се разграничават каталитични и некаталитични реакции.

Катализаторът е вещество, което ускорява хода на химична реакция. Реакциите, протичащи с участието на катализатори, се наричат каталитични. Някои реакции изобщо не могат да протичат без наличието на катализатор:

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

Често един от продуктите на реакцията служи като катализатор, който ускорява тази реакция (автокаталитични реакции):

MeO+ 2HF = MeF 2 + H 2 O, където Me е метал.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Класификация на химичните реакции

Реферат по химия от Алексей Николаев, ученик от 11 клас на СОУ № 653

Могат да бъдат избрани следните критерии за класификация:

1. Броят и съставът на изходните материали и реакционните продукти.

2. Агрегатно състояние на реагентите и реакционните продукти.

3. Броят на фазите, в които се намират участниците в реакцията.

4. Естеството на прехвърлените частици.

5. Възможност за протичане на реакция в права и обратна посока.

6. Топлинен ефект.

7. Явлението катализа.

Класификация според броя и състава на изходните вещества и реакционните продукти.

Реакции на съединения.

Когато едно съединение реагира от няколко реагиращи вещества с относително прост състав, се получава едно вещество с по-сложен състав:

A+B+C=D

По правило тези реакции са придружени от отделяне на топлина, т.е. водят до образуването на по-стабилни и по-малко богати на енергия съединения.

Неорганична химия.

Реакциите на съединения на прости вещества винаги са окислително-възстановителни по природа. Съставните реакции, протичащи между сложни вещества, могат да възникнат без промяна на валентността:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2,

и също така да бъдат класифицирани като редокс:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3.

Органична химия.

В органичната химия такива реакции често се наричат реакции на присъединяване. Те обикновено включват съединения, съдържащи двойна или тройна връзка. Видове присъединителни реакции: хидрогениране, хидратация, хидрохалогениране, полимеризация. Примери за тези реакции:

Да се

H 2 C = CH 2 + H 2 → CH 3 – CH 3

етилен етан

Да се

HC=CH + HCl → H2C=CHCl

ацетилен винилхлорид

Да се

н CH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n

Етилен полиетилен

Реакции на разлагане.

Реакциите на разлагане водят до образуването на няколко съединения от едно сложно вещество:

A = B + C + D.

Продуктите на разпадане на сложно вещество могат да бъдат както прости, така и сложни вещества.

Неорганична химия.

От реакциите на разлагане, които протичат без промяна на валентните състояния, заслужава да се отбележи разлагането на кристални хидрати, основи, киселини и соли на кислородсъдържащи киселини:

	да се
CuSO 4 5H 2 O		CuSO 4 + 5H 2 O

	да се
4HNO3		2H 2 O + 4NO 2 O + O 2 O.

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2,

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

Органична химия.

В органичната химия реакциите на разлагане включват: дехидратация, дехидрогениране, крекинг, дехидрохалогениране, както и реакции на деполимеризация, когато първоначалният мономер се образува от полимера. Съответните уравнения на реакцията са:

Да се

C 2 H 5 OH → C 2 H 4 + H 2 O

Да се

C 6 H 14 → C 6 H 6 + 4 H 2

хексан бензен

C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8

Октан бутан бутен

C 2 H5Br → C 2 H 4 + HBr

бромоетан етилен

(-CH 2 – CH = C - CH 2 -)n → n CH 2 = CH – C = CH 2

\СНз \СНз

естествен каучук 2-метилбутадиен-1,3

Реакции на заместване.

При реакциите на заместване обикновено едно просто вещество реагира със сложно, образувайки друго просто вещество и още едно сложно:

A + BC = AB + C.

Неорганична химия.

Тези реакции преобладаващо принадлежат към редокс реакциите:

2Al + Fe 2 O 3 = 2Fe + Al 2 O 3

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2

2KBr + Cl 2 = 2KCl + Br 2

2 KS lO 3 + l 2 = 2KlO 3 + C l 2.

Примерите за реакции на заместване, които не са придружени от промяна на валентните състояния на атомите, са изключително малко. Трябва да се отбележи реакцията на силициев диоксид със соли на кислородсъдържащи киселини, които съответстват на газообразни или летливи анхидриди:

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3СаSiO 3 + P 2 O 5

Органична химия.

В органичната химия реакциите на заместване се разбират по-широко, тоест може да се замени не един атом, а група атоми или не атом, а група атоми. Тип реакция на заместване включва нитриране и халогениране на наситени въглеводороди, ароматни съединения и алкохоли:

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

бензен бромобензен

C 2 H 5 OH + HCl → C 2 H 5 Cl + H 2 O

Етанол хлороетан

Обменни реакции.

Обменни реакцииса реакции между две съединения, които обменят своите съставки помежду си:

AB + CD = AD + CB.

Неорганична химия

Ако окислително-редукционните процеси протичат по време на реакции на заместване, тогава обменните реакции винаги протичат без промяна на валентното състояние на атомите. Това е най-често срещаната група реакции между сложни вещества - оксиди, основи, киселини и соли:

ZnO + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 O

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

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

Специален случай на тези обменни реакции е реакцията на неутрализация:

HCl + KOH = KCl + H2O.

Обикновено тези реакции се подчиняват на законите на химичното равновесие и протичат в посоката, в която поне едно от веществата се отстранява от реакционната сфера под формата на газообразно, летливо вещество, утайка или слабо дисоцииращо (за разтвори) съединение:

NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2

Ca(HCO 3) 2 + Ca(OH) 2 = 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O

Органична химия

HCOOH + NaOH → HCOONa + H 2 O

натриев формат на мравчена киселина

реакции на хидролиза:

Na 2 CO 3 + H 2 O
NaHCO3 + NaOH

натриев карбонат натриев бикарбонат

CO 3 + H 2 O
HCO3 + OH

реакции на естерификация:

CH3COOH + C2H5OH
CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

оцетна етанол етил оцетна киселина

Агрегатно състояние на реагентите и реакционните продукти.

Газови реакции

	да се
Н2+С12		2HCl.

Реакции в разтвори

NaOH(pp) + HCl(p-p) = NaСl(p-p) + H 2 O(l)

Реакции между твърди вещества

	да се
CaO (tv) + SiO 2 (tv)		CaSiO 3 (разтвор)

Броят на фазите, в които се намират участниците в реакцията.

Фазата се разбира като набор от хомогенни части на система с еднакви физични и химични свойства и разделени една от друга чрез интерфейс.

Хомогенни (еднофазни) реакции.

Те включват реакции, протичащи в газовата фаза, и редица реакции, протичащи в разтвори.

Хетерогенни (многофазни) реакции.

Те включват реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в различни фази. Например:

реакции газ-течност фаза

CO 2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO 3 (p-p).

реакции газ-твърда фаза

CO 2 (g) + CaO (tv) = CaCO 3 (tv).

реакции течност-твърда фаза

Na 2 SO 4 (pp) + BaCl 3 (pp) = BaSO 4 (tv)↓ + 2NaCl (p-p).

реакции течност-газ-твърда фаза

Ca(HCO 3) 2 (pp) + H 2 SO 4 (pp) = CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv)↓.

Естеството на прехвърлените частици.

Протолитични реакции.

Протолитичните реакции включват химични процеси, чиято същност е прехвърлянето на протон от едно реагиращо вещество към друго.

Тази класификация се основава на протолитичната теория за киселините и основите, според която киселина е всяко вещество, което отдава протон, а база е вещество, което може да приеме протон, например:

Протолитичните реакции включват реакции на неутрализация и хидролиза.

Редокс реакции.

Всички химични реакции се разделят на такива, при които степента на окисление не се променя (например реакция на обмен) и такива, при които степента на окисление се променя. Те се наричат редокс реакции. Те могат да бъдат реакции на разлагане, съединения, замествания и други по-сложни реакции. Например:

Zn + 2 H + → Zn 2 + + H 2

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

По-голямата част от химичните реакции са редокс реакции; те играят изключително важна роля.

Реакции на обмен на лиганди.

Те включват реакции, по време на които прехвърлянето на електронна двойка става с образуването на ковалентна връзка чрез донорно-акцепторен механизъм. Например:

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

Fe + 5CO =

Al(OH) 3 + NaOH =

Характерна особеност на реакциите на обмен на лиганди е, че образуването на нови съединения, наречени комплекси, става без промяна на степента на окисление.

Възможност за протичане на реакция в права и обратна посока.

Необратими реакции.

Необратимо Това са химични процеси, чиито продукти не могат да реагират един с друг, за да образуват изходните вещества. Примери за необратими реакции включват разлагането на бертолетовата сол при нагряване:

2КlО 3 → 2Кl + ЗО 2,

или окисление на глюкоза от атмосферен кислород:

C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O

Обратими реакции.

Реверсивна Това са химични процеси, чиито продукти са способни да реагират помежду си при същите условия, при които са получени, за да образуват изходните вещества.

За обратими реакции уравнението обикновено се записва, както следва:

А + Б
AB.

Две противоположно насочени стрелки показват, че при едни и същи условия едновременно протичат както права, така и обратна реакция, например:

CH3COOH + C2H5OH
CH 3 SOOS 2 H 5 + H 2 O.

2SO 2 +O 2
2SO 3 + Q

Следователно тези реакции не завършват, тъй като едновременно протичат две реакции - директна (между изходните вещества) и обратна (разлагане на реакционния продукт).

Класификация по топлинен ефект.

Количеството топлина, което се отделя или абсорбира в резултат на реакция, се нарича топлинен ефект на тази реакция. Според топлинния ефект реакциите се разделят:

Екзотермичен.

Течове с отделяне на топлина

CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q

H 2 + Cl 2 → 2HC l + Q

Ендотермичен.

Възниква при поглъщане на топлина

N 2 + O 2 → 2NO-Q

2H 2 O → 2H 2 + O 2 - Q

Класификация, като се вземе предвид явлението катализа.

Каталитичен.

Те включват всички процеси, включващи катализатори.

котка

2SO2 + O2
2SO 3

Некаталитичен.

Те включват всякакви мигновени реакции в разтворите

BaCl 2 + H 2 SO 4 = 2HCl + BaSO 4 ↓

Библиография

Интернет ресурси:

http://chem.km.ru – „Светът на химията“

http://chemi. орг. ru – „Наръчник за кандидати. Химия"

http://hemi. wallst. ru – „Алтернативен учебник по химия за 8-11 клас“

„Ръководство по химия. За постъпващите в университети“ – E.T. Оганесян, М. 1991г

Голям енциклопедичен речник. Химия" - М. 1998 г

Химичните реакции трябва да се разграничават от ядрените. В резултат на химичните реакции общият брой на атомите на всеки химичен елемент и неговият изотопен състав не се променят. Ядрените реакции са различен въпрос - процеси на трансформация на атомни ядра в резултат на тяхното взаимодействие с други ядра или елементарни частици, например превръщането на алуминий в магнезий:

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

Нека разгледаме класификацията на химичните реакции според различни критерии.

I. Според броя и състава на реагиращите вещества

Реакции, протичащи без промяна на състава на веществата.

C (графит) ↔ C (диамант)
S (оромбична) ↔ S (моноклинна)
P (бяло) ↔ P (червено)
Sn (бял калай) ↔ Sn (сив калай)
3O 2 (кислород) ↔ 2O 3 (озон)

1. Изомеризация на алкани.

Реакцията на изомеризация на алканите е от голямо практическо значение, тъй като въглеводородите с изоструктура имат по-ниска способност за детонация.

2. Изомеризация на алкени.

3. Изомеризация на алкини (реакция на A.E. Favorsky).

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

етил ацетилен диметил ацетилен

4. Изомеризация на халоалкани (A. E. Favorsky, 1907).

5. Изомеризация на амониев цианит при нагряване.

Уреята е синтезирана за първи път от F. Wöhler през 1828 г. чрез изомеризиране на амониев цианат при нагряване.

Реакции, протичащи с промяна в състава на веществото

Могат да се разграничат четири вида такива реакции: комбинация, разлагане, заместване и обмен.

1. Съставните реакции са реакции, при които едно сложно вещество се образува от две или повече вещества

В неорганичната химия цялото разнообразие от реакции на съединения може да се разгледа, например, като се използва примерът за реакции за получаване на сярна киселина от сяра:

1. Получаване на серен оксид (IV):

S + O 2 = SO - от две прости вещества се образува едно сложно вещество.

2. Получаване на серен оксид (VI):

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - едно сложно вещество се образува от прости и сложни вещества.

3. Получаване на сярна киселина:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - едно сложно вещество се образува от две сложни вещества.

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

В органичната химия реакциите на съединенията обикновено се наричат „реакции на добавяне“. Цялото разнообразие от такива реакции може да се разгледа на примера на блок от реакции, характеризиращи свойствата на ненаситени вещества, например етилен:

1. Реакция на хидрогениране - добавяне на водород:

CH 2 =CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3

етен → етан

2. Реакция на хидратация - добавяне на вода.

3. Реакция на полимеризация.

2. Реакциите на разлагане са реакции, при които от едно сложно вещество се образуват няколко нови вещества.

В неорганичната химия цялото разнообразие от такива реакции може да се разглежда в блока от реакции за получаване на кислород чрез лабораторни методи:

1. Разлагане на живачен(II) оксид - от едно сложно вещество се образуват два прости.

2. Разлагане на калиев нитрат - от едно сложно вещество се образуват едно просто и едно сложно.

3. Разлагане на калиев перманганат - от едно сложно вещество се образуват две сложни и едно просто вещество, тоест три нови вещества.

В органичната химия реакциите на разлагане могат да се разглеждат в блока от реакции за производството на етилен в лабораторията и в промишлеността:

1. Реакция на дехидратация (елиминиране на вода) на етанол:

C 2 H 5 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O

2. Реакция на дехидрогениране (елиминиране на водород) на етан:

CH3 -CH3 → CH2 =CH2 + H2

или CH 3 -CH 3 → 2C + ZN 2

3. Реакция на крекинг (разцепване) на пропан:

CH3 -CH2 -CH3 → CH2 =CH2 + CH4

3. Реакциите на заместване са реакции, при които атоми на просто вещество заместват атоми на някакъв елемент в сложно вещество.

1. Взаимодействие на алкални или алкалоземни метали с вода:

2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

2. Взаимодействие на метали с киселини в разтвор:

Zn + 2HCl = ZnСl 2 + H 2

3. Взаимодействие на метали със соли в разтвор:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Металотермия:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Сr

Предмет на изучаване на органичната химия не са прости вещества, а само съединения. Ето защо, като пример за реакция на заместване, ние представяме най-характерното свойство на наситените съединения, по-специално на метана, - способността на неговите водородни атоми да бъдат заменени с халогенни атоми. Друг пример е бромирането на ароматно съединение (бензен, толуен, анилин).

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

бензен → бромобензен

Нека обърнем внимание на особеностите на реакцията на заместване в органичните вещества: в резултат на такива реакции се образуват не просто и сложно вещество, както в неорганичната химия, а две сложни вещества.

В органичната химия реакциите на заместване също включват някои реакции между две сложни вещества, например нитриране на бензен. Формално това е обменна реакция. Фактът, че това е реакция на заместване, става ясен само при разглеждане на нейния механизъм.

4. Обменните реакции са реакции, при които две сложни вещества обменят компонентите си

Тези реакции характеризират свойствата на електролитите и в разтворите протичат съгласно правилото на Berthollet, т.е. само ако резултатът е образуването на утайка, газ или леко дисоцииращо вещество (например H 2 O).

1. Реакция на неутрализация, която протича с образуването на сол и вода.

2. Реакцията между алкали и сол, която протича с образуването на газ.

3. Реакцията между алкали и сол, водеща до образуване на утайка:

CuSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2 + K 2 SO 4

или в йонна форма:

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

1. Реакцията, която протича с образуването на слаб електролит - H 2 O:

CH 3 COOH + NaOH → Na(CH3COO) + H 2 O

2. Реакция, която протича с образуването на газ:

2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2+ + CO 2 + H 2 O

3. Реакцията, която протича с образуването на утайка:

2CH 3 COOH + K 2 SO 3 → 2K (CH 3 COO) + H 2 SO 3

2CH 3 COOH + SiO → 2CH 3 COO + H 2 SiO 3

II. Чрез промяна на степента на окисление на химичните елементи, образуващи вещества

Въз основа на тази характеристика се разграничават следните реакции:

1. Реакции, които протичат с промяна в степента на окисление на елементите или окислително-редукционни реакции.

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

2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2

Сложните окислително-редукционни реакции се съставят с помощта на метода на електронния баланс.

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

В органичната химия ярък пример за редокс реакции са свойствата на алдехидите.

1. Те се редуцират до съответните алкохоли:

Алдекидите се окисляват до съответните киселини:

2. Реакции, които протичат без промяна на степента на окисление на химичните елементи.

Те включват, например, всички йонообменни реакции, както и много реакции на съединения, много реакции на разлагане, реакции на естерификация:

HCOOH + CHgOH = HCOOCH 3 + H 2 O

III. Чрез термичен ефект

Въз основа на топлинния ефект реакциите се делят на екзотермични и ендотермични.

1. Протичат екзотермични реакции с освобождаване на енергия.

Екзотермичните реакции, които протичат с отделянето на светлина, се класифицират като реакции на горене. Хидрогенирането на етилен е пример за екзотермична реакция. Работи при стайна температура.

2. Ендотермичните реакции протичат с поглъщането на енергия.

Очевидно те ще включват почти всички реакции на разлагане, например:

1. Изпичане на варовик

2. Крекинг на бутан

Количеството енергия, освободено или погълнато в резултат на реакция, се нарича топлинен ефект на реакцията, а уравнението на химическа реакция, показващо този ефект, се нарича термохимично уравнение:

H 2(g) + C 12(g) = 2HC 1(g) + 92,3 kJ

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

IV. Според агрегатното състояние на реагиращите вещества (фазов състав)

Според агрегатното състояние на реагиращите вещества се разграничават:

1. Хетерогенни реакции - реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в различни агрегатни състояния (в различни фази).

2. Хомогенни реакции – реакции, при които реагентите и реакционните продукти са в едно и също агрегатно състояние (в една и съща фаза).

V. Чрез участие на катализатор

Въз основа на участието на катализатора се разграничават:

1. Некаталитични реакции протичащи без участието на катализатор.

2. Каталитични реакции, протичащи с участието на катализатор. Тъй като всички биохимични реакции, протичащи в клетките на живите организми, протичат с участието на специални биологични катализатори от протеинова природа - ензими, всички те са каталитични или по-точно ензимни. Трябва да се отбележи, че повече от 70% от химическата промишленост използват катализатори.

VI. Към

Според посоката се разграничават:

1. Необратимите реакции протичат при дадени условия само в една посока. Те включват всички обменни реакции, придружени от образуване на утайка, газ или слабо дисоцииращо вещество (вода) и всички реакции на горене.

2. Обратимите реакции при тези условия протичат едновременно в две противоположни посоки. По-голямата част от тези реакции са.

В органичната химия знакът за обратимост се отразява от имената - антоними на процесите:

Хидрогениране - дехидрогениране,

Хидратация - дехидратация,

Полимеризация - деполимеризация.

Всички реакции на естерификация (обратният процес, както знаете, се нарича хидролиза) и хидролиза на протеини, естери, въглехидрати и полинуклеотиди са обратими. Обратимостта на тези процеси е в основата на най-важното свойство на живия организъм - обмяната на веществата.

VII. Според механизма на протичане се разграничават:

1. Радикални реакции възникват между радикалите и молекулите, образувани по време на реакцията.

Както вече знаете, при всички реакции старите химични връзки се разкъсват и се образуват нови химични връзки. Методът на разкъсване на връзката в молекулите на изходното вещество определя механизма (пътя) на реакцията. Ако веществото е образувано от ковалентна връзка, тогава може да има два начина за прекъсване на тази връзка: хемолитична и хетеролитична. Например, за молекулите Cl 2, CH 4 и т.н. се реализира хемолитично разцепване на връзките, което ще доведе до образуването на частици с несдвоени електрони, тоест свободни радикали.

Радикалите най-често се образуват, когато връзките се разкъсат, в които споделените електронни двойки се разпределят приблизително поравно между атомите (неполярна ковалентна връзка), но много полярни връзки също могат да бъдат разкъсани по подобен начин, особено когато реакцията протича в газовата фаза и под въздействието на светлина , както например в случая на процесите, обсъдени по-горе - взаимодействието на C 12 и CH 4 -. Радикалите са много реактивни, защото са склонни да завършат своя електронен слой, като вземат електрон от друг атом или молекула. Например, когато хлорен радикал се сблъска с водородна молекула, той причинява разкъсване на общата електронна двойка, свързваща водородните атоми, и образува ковалентна връзка с един от водородните атоми. Вторият водороден атом, след като се превърна в радикал, образува обща електронна двойка с несдвоения електрон на хлорния атом от колабиращата молекула Cl 2, което води до образуването на хлорен радикал, който атакува нова водородна молекула и т.н.

Реакциите, които представляват верига от последователни трансформации, се наричат верижни реакции. За развитието на теорията на верижните реакции двама изключителни химици - нашият сънародник Н. Н. Семенов и англичанинът С. А. Хиншелуд бяха удостоени с Нобелова награда.
Реакцията на заместване между хлор и метан протича по подобен начин:

Повечето реакции на горене на органични и неорганични вещества, синтез на вода, амоняк, полимеризация на етилен, винилхлорид и др., Протичат по радикалния механизъм.

2. Йонните реакции възникват между йони, които вече присъстват или са се образували по време на реакцията.

Типичните йонни реакции са взаимодействия между електролити в разтвор. Йоните се образуват не само по време на дисоциацията на електролитите в разтвори, но и под действието на електрически разряди, нагряване или радиация. γ-лъчите, например, превръщат молекулите вода и метан в молекулни йони.

Съгласно друг йонен механизъм протичат реакции на присъединяване на халогеноводороди, водород, халогени към алкени, окисление и дехидратация на алкохоли, заместване на алкохолен хидроксил с халоген; реакции, характеризиращи свойствата на алдехиди и киселини. В този случай йоните се образуват чрез хетеролитично разцепване на полярни ковалентни връзки.

VIII. Според вида на енергията

иницииращи реакцията се разграничават:

1. Фотохимични реакции. Те се инициират от светлинна енергия. В допълнение към фотохимичните процеси на синтез на HCl или реакцията на метан с хлор, обсъдени по-горе, те включват производството на озон в тропосферата като вторичен атмосферен замърсител. Основната роля в този случай е азотният оксид (IV), който под въздействието на светлината образува кислородни радикали. Тези радикали взаимодействат с кислородните молекули, което води до озон.

Образуването на озон става, докато има достатъчно светлина, тъй като NO може да взаимодейства с кислородните молекули, за да образува същия NO 2. Натрупването на озон и други вторични замърсители на въздуха може да доведе до фотохимичен смог.

Този тип реакция включва и най-важния процес, протичащ в растителните клетки - фотосинтезата, чието име говори само за себе си.

2. Радиационни реакции. Те се инициират от високоенергийно лъчение - рентгенови лъчи, ядрено лъчение (γ-лъчи, a-частици - He 2+ и др.). С помощта на радиационни реакции се извършва много бърза радиополимеризация, радиолиза (радиационно разлагане) и др.

Например, вместо двуетапно производство на фенол от бензен, той може да се получи чрез взаимодействие на бензен с вода под въздействието на радиация. В този случай радикалите [OH] и [H] се образуват от водни молекули, с които бензенът реагира, за да образува фенол:

C 6 H 6 + 2[OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O

Вулканизацията на каучук може да се извърши без сяра, като се използва радиовулканизация, а полученият каучук няма да бъде по-лош от традиционния каучук.

3. Електрохимични реакции. Те се инициират от електрически ток. В допълнение към добре познатите реакции на електролиза, ще посочим и реакции на електросинтеза, например реакции за промишлено производство на неорганични окислители

4. Термохимични реакции. Те се инициират от топлинна енергия. Те включват всички ендотермични реакции и много екзотермични реакции, чието започване изисква първоначално подаване на топлина, т.е. иницииране на процеса.

Обсъдената по-горе класификация на химичните реакции е отразена в диаграмата.

Класификацията на химичните реакции, както всички други класификации, е условна. Учените се съгласиха да разделят реакциите на определени типове според идентифицираните от тях характеристики. Но повечето химични трансформации могат да бъдат класифицирани в различни типове. Например, нека характеризираме процеса на синтез на амоняк.

Това е сложна реакция, редокс, екзотермична, обратима, каталитична, хетерогенна (по-точно хетерогенно-каталитична), протичаща с намаляване на налягането в системата. За успешно управление на процеса е необходимо да се вземе предвид цялата предоставена информация. Конкретна химична реакция винаги е многокачествена и се характеризира с различни характеристики.

В неорганичната химия химичните реакции се класифицират според различни критерии.

1. Чрез промяна в степента на окислениев редокс, които възникват с промяна в степента на окисление на елементите, и киселинно-основни, които възникват без промяна в степента на окисление.

2. По естеството на процеса.

Реакции на разлаганеса химични реакции, при които прости молекули се образуват от по-сложни.

Реакции на съединенияса химични реакции, при които сложни съединения се получават от няколко по-прости.

Реакции на заместванеса химични реакции, при които атом или група от атоми в молекула се заменя с друг атом или група от атоми.

Обменни реакцииса химични реакции, които протичат без промяна на степента на окисление на елементите и водят до обмен на съставните части на реагентите.

3. Ако е възможно, протичане в обратна посока в обратимо и необратимо.

Някои реакции, като реакцията на изгаряне на етанол, са практически необратими, т.е. невъзможно е да се създадат условия тя да тече в обратна посока.

Въпреки това има много реакции, които в зависимост от условията на процеса могат да протичат както в права, така и в обратна посока. Наричат се реакции, които могат да протичат както в права, така и в обратна посока обратими.

4. По вид на разцепване на връзката - хомолитична(равна празнина, всеки атом получава един електрон) и хетеролитичен(неравен процеп - човек получава двойка електрони).

5. Екзотермичен по топлинен ефект(освобождаване на топлина) и ендотермичен(поглъщане на топлина).

Реакциите на смесване обикновено са екзотермични реакции, докато реакциите на разлагане ще бъдат ендотермични. Рядко изключение е ендотермичната реакция на азот с кислород N 2 + O 2 = 2NO – Q.

6. Според агрегатното състояние на фазите.

Хомогенна(реакцията протича в една фаза, без интерфейси; реакции в газове или в разтвори).

Разнородни(реакции, протичащи на интерфейса).

7. Относно използването на катализатора.

Катализаторът е вещество, което ускорява химическа реакция, но остава химически непроменено.

Каталитиченбез използването на катализатор те практически не вървят и некаталитичен.

Класификация на органичните реакции

Тип реакция	Радикален	Нуклеофилни (Н)	Електрофилен (Д)
Замяна (S)	Радикален заместване (S R)	Нуклеофилно заместване (S N)	Електрофилно заместване (S E)
Връзка (A)	Радикален връзка (A R)	Нуклеофилно добавяне (A N)	Електрофилна връзка (A E)
Елиминиране (E) (елиминиране)	Радикален откъсване (E R)	Нуклеофилно елиминиране (E N)	Електрофилно елиминиране (E E)

Електрофилните реакции са хетеролитични реакции на органични съединения с електрофили - частици, които носят цял или частичен положителен заряд. Те се разделят на реакции на електрофилно заместване и електрофилно присъединяване. Например,

H 2 C = CH 2 + Br 2  BrCH 2 – CH 2 Br

Нуклеофилните реакции са хетеролитични реакции на органични съединения с нуклеофили - частици, които носят цял или частичен отрицателен заряд. Те се разделят на реакции на нуклеофилно заместване и нуклеофилно присъединяване. Например,

CH 3 Br + NaOH  CH 3 OH + NaBr

Радикални (верижни) химични реакции с участието на радикали се наричат напр