Kahden yksinkertaisen aineen yhdistämisen reaktio. kemialliset reaktiot

Yhdisteen reaktioissa useista suhteellisen yksinkertaisen koostumuksen omaavista reagoivista aineista saadaan yksi monimutkaisemman koostumuksen aine:

Näihin reaktioihin liittyy yleensä lämmön vapautumista, ts. johtaa vakaampien ja vähemmän energiaa sisältävien yhdisteiden muodostumiseen.

Yhteysreaktiot yksinkertaiset aineet ovat aina luonteeltaan redox-yhdisteitä. Monimutkaisten aineiden välillä tapahtuvat kytkentäreaktiot voivat tapahtua molemmat ilman valenssin muutosta:

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

ja luokitellaan redoksiksi:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3.

2. Hajoamisreaktiot

Hajoamisreaktiot johtavat useiden yhdisteiden muodostumiseen yhdestä monimutkaisesta aineesta:

A = B + C + D.

Monimutkaisen aineen hajoamistuotteet voivat olla sekä yksinkertaisia ​​että monimutkaisia ​​aineita.

Hajoamisreaktioista, jotka tapahtuvat muuttamatta valenssitiloja, on huomattava kiteisten hydraattien, emästen, happojen ja happea sisältävien happojen suolojen hajoaminen:

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2, (NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

Erityisen tyypillisiä ovat typpihapon suolojen hajoamisreaktiot.

Hajoamisreaktioita orgaanisessa kemiassa kutsutaan krakkaukseksi:

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,

tai dehydraus

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2 H 2.

3. Korvausreaktiot

Korvausreaktioissa yksinkertainen aine on yleensä vuorovaikutuksessa monimutkaisen aineen kanssa muodostaen toisen yksinkertaisen aineen ja toisen monimutkaisen:

A + BC = AB + C.

Nämä reaktiot kuuluvat suurimmaksi osaksi redox-reaktioihin:

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3,

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,

2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2,

2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2.

Esimerkkejä substituutioreaktioista, joihin ei liity muutosta atomien valenssitiloissa, on erittäin vähän. On huomattava piidioksidin reaktio happea sisältävien happojen suolojen kanssa, jotka vastaavat kaasumaisia ​​tai haihtuvia anhydridejä:

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,

Joskus näitä reaktioita pidetään vaihtoreaktioina:

CH4 + Cl2 = CH3CI + Hcl.

4. Vaihda reaktioita

Vaihtoreaktiot ovat reaktioita kahden yhdisteen välillä, jotka vaihtavat aineosaan keskenään:

AB + CD = AD + CB.

Jos redox-prosesseja tapahtuu substituutioreaktioiden aikana, vaihtoreaktiot tapahtuvat aina muuttamatta atomien valenssitilaa. Tämä on yleisin reaktioryhmä monimutkaisten aineiden - oksidien, emästen, happojen ja suolojen - välillä:

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

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

Näiden vaihtoreaktioiden erikoistapaus ovat neutralointireaktiot:

Hcl + KOH \u003d KCl + H2O.

Yleensä nämä reaktiot noudattavat kemiallisen tasapainon lakeja ja etenevät suuntaan, jossa ainakin yksi aineista poistuu reaktiopallosta kaasumaisena, epävakaa aine, sakka tai vähän dissosioituvat (liuoksille) yhdisteet:

NaHCO 3 + Hcl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2,

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,

CH 3 COONa + H 3 RO 4 \u003d CH 3 COOH + NaH 2 RO 4.

Kemialliset ominaisuudet aineita havaitaan erilaisissa kemiallisissa reaktioissa.

Aineiden muunnoksia, joihin liittyy muutos niiden koostumuksessa ja (tai) rakenteessa, kutsutaan kemialliset reaktiot. Usein löytyy seuraava määritelmä: kemiallinen reaktio Alkuperäisten aineiden (reagenssien) muuttamisprosessia lopullisiksi aineiksi (tuotteiksi) kutsutaan.

Kemialliset reaktiot kirjoitetaan käyttämällä kemiallisia yhtälöitä ja kaavioita, jotka sisältävät lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden kaavat. SISÄÄN kemialliset yhtälöt, toisin kuin kaavioissa, kunkin alkuaineen atomien lukumäärä on sama vasemmalla ja oikealla puolella, mikä heijastaa massan säilymisen lakia.

Yhtälön vasemmalle puolelle on kirjoitettu lähtöaineiden (reagenssien) kaavat, oikealle - kemiallisen reaktion tuloksena saadut aineet (reaktiotuotteet, loppuaineet). Vasemman ja oikean puolen yhdistävä yhtäläisyysmerkki osoittaa sen kaikki yhteensä reaktioon osallistuvien aineiden atomien määrä pysyy vakiona. Tämä saavutetaan asettamalla kaavojen eteen kokonaislukuiset stoikiometriset kertoimet, jotka osoittavat reaktanttien ja reaktiotuotteiden kvantitatiiviset suhteet.

Kemialliset yhtälöt voivat sisältää lisätietoja reaktion ominaisuuksista. Jos kemiallinen reaktio etenee ulkoisten vaikutusten (lämpötila, paine, säteily jne.) vaikutuksesta, se osoitetaan sopivalla symbolilla, yleensä yhtäläisyysmerkin yläpuolella (tai "alla").

Valtava määrä kemialliset reaktiot voidaan ryhmitellä useisiin erityyppisiin reaktioihin, joille on tunnusomaista hyvin määritellyt piirteet.

Kuten luokittelun ominaisuudet seuraavat voidaan valita:

1. Lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden lukumäärä ja koostumus.

2. Reagenssien ja reaktiotuotteiden yhteenlaskettu tila.

3. Niiden vaiheiden lukumäärä, joissa reaktion osallistujat ovat.

4. Siirrettyjen hiukkasten luonne.

5. Mahdollisuus, että reaktio etenee eteen- ja taaksepäin.

6. Lämpövaikutuksen merkki jakaa kaikki reaktiot: eksoterminen reaktiot, jotka etenevät eksovaikutuksella - energian vapautuminen lämmön muodossa (Q> 0, ∆H<0):

C + O 2 \u003d CO 2 + Q

Ja endoterminen endoefektillä etenevät reaktiot - energian imeytyminen lämmön muodossa (Q<0, ∆H >0):

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q.

Tällaisia ​​reaktioita ovat termokemiallinen.

Tarkastellaan yksityiskohtaisemmin jokaista reaktiotyyppiä.

Luokittelu reagenssien ja lopullisten aineiden lukumäärän ja koostumuksen mukaan

1. Kytkentäreaktiot

Yhdisteen reaktioissa useista suhteellisen yksinkertaisen koostumuksen omaavista reagoivista aineista saadaan yksi monimutkaisemman koostumuksen aine:

Näihin reaktioihin liittyy yleensä lämmön vapautumista, ts. johtaa vakaampien ja vähemmän energiaa sisältävien yhdisteiden muodostumiseen.

Yksinkertaisten aineiden yhdistelmän reaktiot ovat aina luonteeltaan redox-reaktioita. Monimutkaisten aineiden välillä tapahtuvat kytkentäreaktiot voivat tapahtua molemmat ilman valenssin muutosta:

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

ja luokitellaan redoksiksi:

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3.

2. Hajoamisreaktiot

Hajoamisreaktiot johtavat useiden yhdisteiden muodostumiseen yhdestä monimutkaisesta aineesta:

A = B + C + D.

Monimutkaisen aineen hajoamistuotteet voivat olla sekä yksinkertaisia ​​että monimutkaisia ​​aineita.

Hajoamisreaktioista, jotka tapahtuvat muuttamatta valenssitiloja, on huomattava kiteisten hydraattien, emästen, happojen ja happea sisältävien happojen suolojen hajoaminen:

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2,
(NH 4) 2Cr 2 O 7 \u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.

Erityisen tyypillisiä ovat typpihapon suolojen hajoamisreaktiot.

Hajoamisreaktioita orgaanisessa kemiassa kutsutaan krakkaukseksi:

C 18 H 38 \u003d C 9 H 18 + C 9 H 20,

tai dehydraus

C 4 H 10 \u003d C 4 H 6 + 2 H 2.

3. Korvausreaktiot

Korvausreaktioissa yksinkertainen aine on yleensä vuorovaikutuksessa monimutkaisen aineen kanssa muodostaen toisen yksinkertaisen aineen ja toisen monimutkaisen:

A + BC = AB + C.

Nämä reaktiot kuuluvat suurimmaksi osaksi redox-reaktioihin:

2Al + Fe 2 O 3 \u003d 2Fe + Al 2 O 3,

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,

2KBr + Cl 2 \u003d 2KCl + Br 2,

2KSlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2.

Esimerkkejä substituutioreaktioista, joihin ei liity muutosta atomien valenssitiloissa, on erittäin vähän. On huomattava piidioksidin reaktio happea sisältävien happojen suolojen kanssa, jotka vastaavat kaasumaisia ​​tai haihtuvia anhydridejä:

CaCO 3 + SiO 2 \u003d CaSiO 3 + CO 2,

Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5,

Joskus näitä reaktioita pidetään vaihtoreaktioina:

CH4 + Cl2 = CH3CI + Hcl.

4. Vaihda reaktioita

Vaihda reaktioita Kahden yhdisteen välisiä reaktioita, jotka vaihtavat aineosaan, kutsutaan:

AB + CD = AD + CB.

Jos redox-prosesseja tapahtuu substituutioreaktioiden aikana, vaihtoreaktiot tapahtuvat aina muuttamatta atomien valenssitilaa. Tämä on yleisin reaktioryhmä monimutkaisten aineiden - oksidien, emästen, happojen ja suolojen - välillä:

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O,

AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3,

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

Näiden vaihtoreaktioiden erikoistapaus on neutralointireaktiot:

Hcl + KOH \u003d KCl + H2O.

Tyypillisesti nämä reaktiot noudattavat kemiallisen tasapainon lakeja ja etenevät suuntaan, jossa ainakin yksi aineista poistuu reaktiopallosta kaasumaisen, haihtuvan aineen, sakan tai vähän dissosioituvan (liuoksille) yhdisteen muodossa:

NaHCO 3 + Hcl \u003d NaCl + H 2 O + CO 2,

Ca (HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 \u003d 2CaCO 3 ↓ + 2H 2 O,

CH 3 COONa + H 3 RO 4 \u003d CH 3 COOH + NaH 2 RO 4.

5. Siirtoreaktiot.

Siirtoreaktioissa atomi tai atomiryhmä siirtyy rakenneyksiköstä toiseen:

AB + BC \u003d A + B 2 C,

A 2 B + 2CB 2 = DIA 2 + DIA 3.

Esimerkiksi:

2AgCl + SnCl 2 \u003d 2Ag + SnCl 4,

H 2 O + 2NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3.

Reaktioiden luokittelu vaiheominaisuuksien mukaan

Reagoivien aineiden aggregaatiotilasta riippuen erotetaan seuraavat reaktiot:

1. Kaasureaktiot

2. Reaktiot liuoksissa

NaOH (p-p) + Hcl (p-p) \u003d NaCl (p-p) + H 2 O (l)

3. Kiinteiden aineiden väliset reaktiot

Reaktioiden luokittelu faasien lukumäärän mukaan.

Vaihe ymmärretään joukkona järjestelmän homogeenisiä osia, joilla on samat fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ja jotka on erotettu toisistaan ​​rajapinnalla.

Tästä näkökulmasta kaikki reaktiot voidaan jakaa kahteen luokkaan:

1. Homogeeniset (yksifaasiset) reaktiot. Näitä ovat kaasufaasissa tapahtuvat reaktiot ja monet liuoksissa tapahtuvat reaktiot.

2. Heterogeeniset (monifaasiset) reaktiot. Näitä ovat reaktiot, joissa lähtöaineet ja reaktiotuotteet ovat eri vaiheissa. Esimerkiksi:

kaasu-nestefaasireaktiot

C02 (g) + NaOH (p-p) = NaHC03 (p-p).

kaasu-kiinteäfaasireaktiot

CO 2 (g) + CaO (tv) \u003d CaCO 3 (tv).

neste-kiinteäfaasireaktiot

Na 2 SO 4 (liuos) + BaCl 3 (liuos) \u003d BaSO 4 (tv) ↓ + 2NaCl (p-p).

neste-kaasu-kiinteäfaasi-reaktiot

Ca (HCO 3) 2 (liuos) + H 2 SO 4 (liuos) \u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv) ↓.

Reaktioiden luokitus kuljetettujen hiukkasten tyypin mukaan

1. Protolyyttiset reaktiot.

TO protolyyttisiä reaktioita Ne sisältävät kemiallisia prosesseja, joiden ydin on protonin siirtyminen lähtöaineesta toiseen.

Tämä luokittelu perustuu happojen ja emästen protolyyttiseen teoriaan, jonka mukaan happo on mikä tahansa aine, joka luovuttaa protonin, ja emäs on aine, joka pystyy vastaanottamaan protonin, esim.

Protolyyttisiin reaktioihin kuuluvat neutralointi- ja hydrolyysireaktiot.

2. Redox-reaktiot.

Näitä ovat reaktiot, joissa reagoivat aineet vaihtavat elektroneja samalla, kun ne muuttavat lähtöaineiden muodostavien alkuaineiden atomien hapetusastetta. Esimerkiksi:

Zn + 2H + → Zn 2 + + H2,

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

Suurin osa kemiallisista reaktioista on redox, niillä on erittäin tärkeä rooli.

3. Ligandinvaihtoreaktiot.

Näitä ovat reaktiot, joiden aikana elektronipari siirtyy ja muodostuu kovalenttinen sidos luovuttaja-akseptorimekanismin avulla. Esimerkiksi:

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

Fe + 5CO = ,

Al(OH)3 + NaOH = .

Ligandinvaihtoreaktioiden ominaispiirre on, että uusien yhdisteiden, joita kutsutaan komplekseiksi, muodostuminen tapahtuu ilman muutosta hapetustilassa.

4. Atomi-molekyylivaihdon reaktiot.

Tämän tyyppiset reaktiot sisältävät monia orgaanisessa kemiassa tutkittuja substituutioreaktioita, jotka etenevät radikaalin, elektrofiilisen tai nukleofiilisen mekanismin mukaisesti.

Reversiibelit ja irreversiibelit kemialliset reaktiot

Palautuvia ovat sellaiset kemialliset prosessit, joiden tuotteet pystyvät reagoimaan keskenään samoissa olosuhteissa, joissa ne saadaan, muodostaen lähtöaineita.

Reversiibelien reaktioiden kohdalla yhtälö kirjoitetaan yleensä seuraavasti:

Kaksi vastakkaista nuolta osoittavat, että samoissa olosuhteissa sekä eteen- että taaksepäin reaktiot etenevät samanaikaisesti, esimerkiksi:

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

Peruuttamattomia ovat sellaiset kemialliset prosessit, joiden tuotteet eivät pysty reagoimaan keskenään muodostaen lähtöaineita. Esimerkkejä peruuttamattomista reaktioista ovat Bertolet-suolan hajoaminen kuumennettaessa:

2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2,

tai glukoosin hapetus ilmakehän hapella:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O.

Monet prosessit, joita ilman on mahdotonta kuvitella elämäämme (kuten hengitys, ruoansulatus, fotosynteesi ja vastaavat), liittyvät orgaanisten yhdisteiden (ja epäorgaanisten) erilaisiin kemiallisiin reaktioihin. Katsotaanpa niiden päätyyppejä ja tarkastellaan tarkemmin prosessia, jota kutsutaan yhdistämiseksi (liite).

Mitä kutsutaan kemialliseksi reaktioksi

Ensinnäkin on syytä antaa yleinen määritelmä tälle ilmiölle. Tarkasteltavalla lausekkeella tarkoitetaan erilaisia ​​monimutkaisia ​​aineiden reaktioita, joiden seurauksena muodostuu alkuperäisistä poikkeavia tuotteita. Tähän prosessiin osallistuvia aineita kutsutaan "reagensseiksi".

Kirjallisesti orgaanisten yhdisteiden (ja epäorgaanisten) kemiallinen reaktio kirjoitetaan erikoisyhtälöiden avulla. Ulkoisesti ne ovat vähän kuin matemaattisia esimerkkejä lisäyksestä. Kuitenkin yhtäläisyysmerkin ("=") sijasta käytetään nuolia ("→" tai "⇆"). Lisäksi yhtälön oikealla puolella voi joskus olla enemmän aineita kuin vasemmalla. Kaikki ennen nuolta on aineita ennen reaktion alkua (kaavan vasen puoli). Kaikki sen jälkeen (oikea puoli) on tapahtuneen kemiallisen prosessin seurauksena muodostuneita yhdisteitä.

Esimerkkinä kemiallisesta yhtälöstä voimme tarkastella veden muuttumista vedyksi ja hapeksi sähkövirran vaikutuksesta: 2H 2 O → 2H 2 + O 2. Vesi on alkuperäinen lähtöaine, ja happi ja vety ovat tuotteita.

Toisena, mutta monimutkaisempina esimerkkinä yhdisteiden kemiallisesta reaktiosta voidaan pitää ilmiötä, joka on tuttu jokaiselle ainakin kerran makeisia leiponeelle kotiäidille. Puhumme ruokasoodan sammuttamisesta pöytäetikalla. Meneillään olevaa toimintaa havainnollistetaan käyttämällä seuraavaa yhtälöä: NaHCO 3 +2 CH 3 COOH → 2CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O. Siitä on selvää, että natriumbikarbonaatin ja etikan vuorovaikutuksessa etikkahapon natriumsuola muodostuu happoa, vettä ja hiilidioksidia.

Luonteeltaan se on fyysisen ja ydinvoiman välissä.

Toisin kuin edelliset, kemiallisiin reaktioihin osallistuvat yhdisteet voivat muuttaa koostumustaan. Eli yhden aineen atomeista voidaan muodostaa useita muita, kuten yllä olevassa veden hajoamisen yhtälössä.

Toisin kuin ydinreaktiot, kemialliset reaktiot eivät vaikuta vuorovaikutuksessa olevien aineiden atomien ytimiin.

Mitkä ovat kemiallisten prosessien tyypit

Yhdisteiden reaktioiden jakautuminen tyypin mukaan tapahtuu eri kriteerien mukaan:

• Käännettävyys / peruuttamattomuus.
• Katalysoivien aineiden ja prosessien läsnäolo/puuttuminen.
• Absorptiolla / lämmön vapautumisella (endotermiset / eksotermiset reaktiot).
• Vaiheiden lukumäärän mukaan: homogeeninen / heterogeeninen ja kaksi hybridilajiketta.
• Muuttamalla vuorovaikutuksessa olevien aineiden hapetusasteita.

Epäorgaanisen kemian kemiallisten prosessien tyypit vuorovaikutusmenetelmän mukaan

Tämä kriteeri on erityinen. Sen avulla erotetaan neljän tyyppisiä reaktioita: yhdistäminen, korvaaminen, hajoaminen (halkaisu) ja vaihto.

Jokaisen niistä nimi vastaa kuvaamaa prosessia. Toisin sanoen ne yhdistetään, substituutiossa ne muuttuvat toisiksi ryhmiksi, yhden reagenssin hajoamisessa muodostuu useita, ja vaihdossa reaktion osallistujat vaihtavat atomeja keskenään.

Prosessityypit orgaanisen kemian vuorovaikutusmenetelmän mukaan

Suuresta monimutkaisuudesta huolimatta orgaanisten yhdisteiden reaktiot tapahtuvat samalla periaatteella kuin epäorgaaniset. Niillä on kuitenkin hieman erilaiset nimet.

Joten yhdistelmä- ja hajoamisreaktioita kutsutaan "lisäykseksi", samoin kuin "katkaisuksi" (eliminaatioksi) ja suoraan orgaaniseksi hajoamiseksi (tässä kemian osassa on kahdenlaisia ​​​​jakoprosesseja).

Muita orgaanisten yhdisteiden reaktioita ovat substituutio (nimi ei muutu), uudelleenjärjestely (vaihto) ja redox-prosessit. Huolimatta niiden esiintymismekanismien samankaltaisuudesta, orgaanisessa aineessa ne ovat monitahoisempia.

Yhdisteen kemiallinen reaktio

Kun otetaan huomioon erilaiset prosessit, joihin aineet osallistuvat orgaanisessa ja epäorgaanisessa kemiassa, on syytä tarkastella yhdistettä tarkemmin.

Tämä reaktio eroaa kaikista muista siinä, että riippumatta reagenssien lukumäärästä sen alussa, ne kaikki yhdistyvät lopulta yhdeksi.

Esimerkkinä voidaan muistaa kalkin sammutusprosessi: CaO + H 2 O → Ca (OH) 2. Tässä tapauksessa tapahtuu kalsiumoksidin (poltetun kalkin) yhdistelmän reaktio vetyoksidin (veden) kanssa. Tämän seurauksena muodostuu kalsiumhydroksidia (sammutettua kalkkia) ja vapautuu lämmintä höyryä. Muuten, tämä tarkoittaa, että tämä prosessi on todella eksoterminen.

Yhdistelmäreaktioyhtälö

Kaavamaisesti tarkasteltava prosessi voidaan kuvata seuraavasti: A+BV → ABC. Tässä kaavassa ABV on äskettäin muodostettu A - yksinkertainen reagenssi ja BV - monimutkaisen yhdisteen muunnos.

On syytä huomata, että tämä kaava on ominaista myös lisäys- ja yhdistämisprosessille.

Esimerkkejä tarkasteltavasta reaktiosta ovat natriumoksidin ja hiilidioksidin (NaO 2 + CO 2 (t 450-550 °C) → Na 2 CO 3) vuorovaikutus sekä rikkioksidin vuorovaikutus hapen kanssa (2SO 2 + O 2 → 2SO 3).

Useat monimutkaiset yhdisteet pystyvät myös reagoimaan toistensa kanssa: AB + VG → ABVG. Esimerkiksi kaikki sama natriumoksidi ja vetyoksidi: NaO 2 + H 2 O → 2NaOH.

Reaktio-olosuhteet epäorgaanisissa yhdisteissä

Kuten edellisestä yhtälöstä kävi ilmi, aineet, joiden monimutkaisuusaste vaihtelee, voivat tulla tarkasteltavaan vuorovaikutukseen.

Tässä tapauksessa yksinkertaisille epäorgaanista alkuperää oleville reagensseille yhdisteen (A + B → AB) redox-reaktiot ovat mahdollisia.

Esimerkkinä voidaan tarkastella kolmiarvoisen aineen saamisprosessia, jota varten kloorin ja ferumin (raudan) välillä suoritetaan yhdistereaktio: 3Cl 2 + 2Fe → 2FeCl 3.

Jos puhumme monimutkaisten epäorgaanisten aineiden (AB + VG → ABVG) vuorovaikutuksesta, niissä voi tapahtua prosesseja, jotka vaikuttavat ja eivät vaikuta niiden valenssiin.

Esimerkkinä tästä on esimerkki kalsiumbikarbonaatin muodostumisesta hiilidioksidista, vetyoksidista (vedestä) ja valkoisesta elintarvikeväristä E170 (kalsiumkarbonaatti): CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → Ca (CO 3) 2 Tässä tapauksessa sillä on klassinen kytkentäreaktio. Toteutuksen aikana reagenssien valenssi ei muutu.

Hieman täydellisempi (kuin ensimmäinen) kemiallinen yhtälö 2FeCl 2 + Cl 2 → 2FeCl 3 on esimerkki redox-prosessista yksinkertaisten ja monimutkaisten epäorgaanisten reagenssien: kaasun (kloori) ja suolan (rautakloridi) vuorovaikutuksessa.

Additioreaktioiden tyypit orgaanisessa kemiassa

Kuten neljännessä kappaleessa jo mainittiin, orgaanista alkuperää olevissa aineissa kyseistä reaktiota kutsutaan "lisäykseksi". Yleensä siihen osallistuvat monimutkaiset aineet, joissa on kaksois- (tai kolmoissidos).

Esimerkiksi dibromin ja eteenin välinen reaktio, joka johtaa 1,2-dibromietaanin muodostumiseen: (C 2 H 4) CH 2 \u003d CH 2 + Br 2 → (C2H4Br2) BrCH 2 - CH 2 Br. Muuten, samanlaiset merkit ja miinus ("=" ja "-") tässä yhtälössä osoittavat sidoksia monimutkaisen aineen atomien välillä. Tämä on ominaisuus orgaanisten aineiden kaavojen kirjoittamisessa.

Riippuen siitä, mikä yhdisteistä toimii reagensseina, tarkasteltavana olevasta lisäysprosessista erotetaan useita eri muotoja:

• Hydraus (vetymolekyylejä H lisätään moninkertaista sidosta pitkin).
• Hydrohalogenointi (lisätään vetyhalogenidia).
• Halogenointi (halogeenien Br2, Cl2 ja vastaavien lisäys).
• Polymerointi (suuren molekyylipainon omaavien aineiden muodostuminen useista pienimolekyylipainoisista yhdisteistä).

Esimerkkejä additioreaktioista (yhdisteet)

Kun on lueteltu tarkasteltavan prosessin lajikkeet, kannattaa käytännössä oppia joitain esimerkkejä yhdistereaktiosta.

Hydrauksen esimerkkinä voit kiinnittää huomiota yhtälöön propeenin vuorovaikutukselle vedyn kanssa, jonka seurauksena propaania ilmaantuu: (C 3 H 6) CH 3 -CH \u003d CH 2 + H 2 → (C 3H 8) CH3-CH2-CH3.

Orgaanisessa kemiassa kloorivetyhapon ja eteenin välillä voi tapahtua yhdiste (lisäys)reaktio, jolloin muodostuu kloorietaania: (C 2 H 4 ) CH 2 = CH 2 + HCl → CH 3 - CH 2 -Cl (C 2 H 5 Cl). Esitetty yhtälö on esimerkki hydrohalogenoinnista.

Mitä tulee halogenointiin, se voidaan havainnollistaa dikloorin ja eteenin välisellä reaktiolla, joka johtaa 1,2-dikloorietaanin muodostumiseen: (C 2 H 4 ) CH 2 = CH 2 + Cl 2 → (C2H4Cl2) ClCH 2 -CH 2 Cl .

Orgaanisen kemian ansiosta muodostuu monia hyödyllisiä aineita. Etyleenimolekyylien yhdistämisreaktio (kiinnittyminen) radikaalipolymeroinnin initiaattoriin ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta on vahvistus tälle: n CH 2 \u003d CH 2 (R- ja UV-valo) → (-CH 2 -CH 2 -) n . Tällä tavalla muodostunut aine tunnetaan hyvin jokaiselle henkilölle polyeteenin nimellä.

Tästä materiaalista valmistetaan erilaisia ​​pakkauksia, pusseja, astioita, putkia, eristemateriaaleja ja paljon muuta. Tämän aineen ominaisuus on sen kierrätysmahdollisuus. Polyeteenin suosio johtuu siitä, että se ei hajoa, minkä vuoksi ympäristönsuojelijat suhtautuvat siihen kielteisesti. Viime vuosina on kuitenkin löydetty tapa hävittää polyeteenituotteet turvallisesti. Tätä varten materiaalia käsitellään typpihapolla (HNO 3). Sen jälkeen tietyntyyppiset bakteerit pystyvät hajottamaan tämän aineen turvallisiksi komponenteiksi.

Yhteyden (lisäyksen) reaktiolla on tärkeä rooli luonnossa ja ihmisen elämässä. Lisäksi tiedemiehet käyttävät sitä usein laboratorioissa uusien aineiden syntetisoimiseen erilaisia ​​tärkeitä tutkimuksia varten.

Osa I

1. Yhteysreaktiot ovat hajoamisreaktion "kemiallinen antonyymi".

2. Kirjoita ylös yhdistereaktion merkit:
- 2 yksinkertaista tai monimutkaista ainetta osallistuu reaktioon;
- muodostuu yksi kompleksi;
- lämpöä vapautuu.

3. Määritä valittujen ominaisuuksien perusteella yhdisteen reaktiot.
Yhdistelmäreaktiot ovat reaktioita, jotka johtavat yhden monimutkaisen aineen muodostumiseen yhdestä tai useammasta yksinkertaisesta tai monimutkaisesta aineesta.

Reaktion suunnan mukaan ne jaetaan:

Osa II

1. Kirjoita muistiin kemiallisten reaktioiden yhtälöt:

2. Kirjoita kloorin välisten kemiallisten reaktioiden yhtälöt:
1) ja natrium 2Na+Cl2=2NaCl
2) ja kalsium Ca+Cl2=CaCl2
3) ja rauta rauta(III)kloridin muodostamiseksi 2Fe+3Cl2=2FeCl3

3. Kuvaile reaktio

4. Kuvaile reaktio

5. Kirjoita muistiin kaavioiden mukaisesti etenevien yhdistereaktioiden yhtälöt:

6. Järjestä kertoimet reaktioyhtälöihin, joiden kaaviot ovat:

7. Ovatko seuraavat väittämät oikein?
A. Useimmat yhdistereaktiot ovat eksotermisiä.
B. Lämpötilan noustessa kemiallisen reaktion nopeus kasvaa.
1) Molemmat väitteet ovat oikein

8. Laske vedyn tilavuus ja rikin massa, joka tarvitaan muodostamaan 85 g rikkivetyä.

Liitosreaktiot (yhden monimutkaisen aineen muodostuminen useista yksinkertaisista tai monimutkaisista aineista) A + B \u003d AB

Hajoamisreaktiot (yhden monimutkaisen aineen hajoaminen useiksi yksinkertaisiksi tai monimutkaisiksi aineiksi) AB \u003d A + B

Korvausreaktiot (yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden välillä, joissa yksinkertaisen aineen atomit korvaavat yhden monimutkaisen aineen alkuaineen atomit): AB + C \u003d AC + B

Vaihtoreaktiot (kahden monimutkaisen aineen välillä, joissa aineet vaihtavat aineosaan) AB + SD \u003d AD + CB

1. Määritä yhdistereaktion oikea määritelmä:

• A. Useiden aineiden muodostumisen reaktio yhdestä yksinkertaisesta aineesta;

• B. Reaktio, jossa yksi monimutkainen aine muodostuu useista yksinkertaisista tai monimutkaisista aineista.

• B. Reaktio, jossa aineet vaihtavat aineosaan.

2. Määritä substituutioreaktion oikea määritelmä:

• A. Emäksen ja hapon välinen reaktio;

• B. Kahden yksinkertaisen aineen vuorovaikutuksen reaktio;

• B. Aineiden välinen reaktio, jossa yksinkertaisen aineen atomit korvaavat yhden monimutkaisen aineen alkuaineen atomit.

3. Määritä hajoamisreaktion oikea määritelmä:

• A. Reaktio, jossa yhdestä monimutkaisesta aineesta muodostuu useita yksinkertaisia ​​tai monimutkaisia ​​aineita;

• B. Reaktio, jossa aineet vaihtavat aineosaan;

• B. Reaktio happi- ja vetymolekyylien muodostumisen kanssa.

4. Määritä vaihtoreaktion merkit:

• A. Veden muodostuminen;

• B. Vain kaasun muodostus;

• B. Vain sade;

• D. Saostuminen, kaasun muodostuminen tai heikon elektrolyytin muodostuminen.

5. Minkä tyyppisiä reaktioita on happamien oksidien vuorovaikutuksessa emäksisten oksidien kanssa:

• A. Vaihtoreaktio;

• B. Kytkentäreaktio;

• B. Hajoamisreaktio;

• D. Korvausreaktio.

6. Minkä tyyppinen reaktio on suolojen vuorovaikutus happojen tai emästen kanssa:

• A. Substituutioreaktiot;

• B. Hajoamisreaktiot;

• B. Vaihtoreaktiot;

• D. Kytkentäreaktiot.

• 7. Aineita, joiden kaavat ovat KNO3 FeCl2, Na2SO4, kutsutaan:

• A) suolat B) perusteet; B) hapot D) oksidit.

• 8 . Aineita, joiden kaavat ovat HNO3, HCl, H2SO4, kutsutaan:

• 9 . Aineita, joiden kaavat ovat KOH, Fe(OH)2, NaOH, kutsutaan:

• A) suolat B) hapot; B) perusteet D) oksidit. 10 . Aineita, joiden kaavat ovat NO2, Fe2O3, Na2O, kutsutaan:

• A) suolat B) hapot; B) perusteet D) oksidit.

• 11 . Määritä metallit, jotka muodostavat alkaleja:

• Cu, Fe, Na, K, Zn, Li.

Vastaukset:

• Na, K, Li.