بناءً على تصنيف التفاعلات الكيميائية ، قم بتمييز التفاعلات. تصنيف التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية وغير العضوية
التفاعل الكيميائي ، أو التحول الكيميائي ، هو عملية تتكون خلالها مواد أخرى من بعض المواد ، تختلف فيها التركيب الكيميائيوالبناء.
تُصنف التفاعلات الكيميائية وفقًا للمعايير التالية:
تغيير أو عدم وجود تغيير في كمية المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل. على هذا الأساس ، يتم تقسيم التفاعلات إلى تفاعلات الجمع ، التحلل ، الاستبدال ، التبادل.
التفاعل المركب هو تفاعل تتكون فيه مادتان أو أكثر من مادة جديدة واحدة. على سبيل المثال ، Fe + S → FeS.
تفاعل التحلل هو تفاعل يتم فيه تكوين مادتين جديدتين أو أكثر من مادة واحدة. على سبيل المثال ، CaCO3 → CaO + CO2.
تفاعل الاستبدال هو تفاعل بين مادة بسيطة ومعقدة ، حيث تحل ذرات مادة بسيطة محل ذرات أحد العناصر في مادة معقدة ، مما يؤدي إلى تكوين مادة جديدة بسيطة وجديدة. على سبيل المثال ، Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2.
تفاعل التبادل هو تفاعل يتبادل فيه مركبان الأجزاء المكونة. على سبيل المثال ، NaOH + HCl → NaCl + H2O.
العلامة الثانية للتصنيف تفاعلات كيميائيةتغيير أو نقص التغيير في حالات أكسدة العناصر التي تتكون منها المواد التي تتفاعل. على هذا الأساس ، تنقسم التفاعلات إلى تفاعلات الأكسدة والاختزال وتلك التي تحدث دون تغيير حالات الأكسدة للعناصر.
على سبيل المثال ، Zn + S → ZnS (ينتج الزنك زائد es الزنك). هذا هو تفاعل الأكسدة والاختزال الذي يتبرع فيه الزنك بإلكترونين ويكتسب حالة أكسدة +2: Zn0 - 2 → Zn +2 ، ويقبل الكبريت إلكترونين ويكتسب حالة أكسدة -2: S0 + 2 → S-2.
تسمى عملية إعطاء الإلكترونات بواسطة المواد الأكسدة ، وتسمى عملية استقبال الإلكترونات الاختزال.
العلامة الثالثة لتصنيف التفاعلات الكيميائية هي إطلاق أو امتصاص الطاقة أثناء التفاعل. على هذا الأساس ، تنقسم التفاعلات إلى طاردة للحرارة (مصحوبة بإطلاق حرارة) و ماصة للحرارة (مصحوبة بامتصاص الحرارة).
العلامة الرابعة لتصنيف التفاعلات الكيميائية هي نوع أحد المواد المتفاعلة. على هذا الأساس ، تنقسم التفاعلات إلى تفاعلات الهالوجينات (التفاعل مع الكلور ، البروم) ، الهدرجة (إضافة جزيئات الهيدروجين) ، الماء (إضافة جزيئات الماء) ، التحلل المائي ، النترات.
العلامة الخامسة لتصنيف التفاعلات الكيميائية هي وجود محفز. على هذا الأساس ، تنقسم التفاعلات إلى محفز (يحدث فقط في وجود عامل حفاز) وغير محفز (يحدث بدون محفز).
علامة أخرى لتصنيف التفاعلات الكيميائية هي تقدم التفاعل حتى النهاية. على هذا الأساس ، تنقسم التفاعلات إلى قابلة للعكس ولا رجوع فيها.
هناك تصنيفات أخرى للتفاعلات الكيميائية. كل هذا يتوقف على المعيار الذي تستند إليه.
التفاعلات الكيميائية (الظواهر الكيميائية)- هذه عمليات نتج عنها تشكل بعضها الآخر من بعض المواد ، وتختلف عن تلك الأصلية في التركيب أو التركيب. أثناء سير التفاعلات الكيميائية ، لا يوجد تغيير في عدد ذرات عنصر أو آخر ، التحويل البيني للنظائر.
تصنيف التفاعلات الكيميائية متعدد الأوجه ، ويمكن أن يعتمد على علامات مختلفة: عدد وتكوين المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل ، والتأثير الحراري ، وقابلية الانعكاس ، إلخ.
I. تصنيف التفاعلات وفقًا لعدد وتكوين المواد المتفاعلة
أ. ردود الفعل التي تحدث دون تغيير التركيب النوعي للمادة . هذه هي العديد من التحولات المتآصلة للمواد البسيطة (على سبيل المثال ، الأكسجين ↔ الأوزون (3O 2 ↔ 2O 3) ، القصدير الأبيض ، القصدير الرمادي) ؛ الانتقال مع تغير درجة حرارة بعض المواد الصلبة من حالة بلورية إلى أخرى - التحولات متعددة الأشكال(على سبيل المثال ، البلورات الحمراء من يوديد الزئبق (II) ، عند تسخينها ، تتحول إلى مادة صفراء من نفس التركيب ، عند التبريد ، تحدث العملية العكسية) ؛ تفاعلات المشابهات (على سبيل المثال ، NH 4 OCN ↔ (NH 2) 2 CO) ، إلخ.
ب- التفاعلات التي تحدث مع تغير في تكوين المواد المتفاعلة.
تفاعلات الاتصالالتفاعلات التي تشكل فيها مادتان أو أكثر من المواد الأولية مركبًا واحدًا جديدًا. يمكن أن تكون المواد المصدر بسيطة ومعقدة ، على سبيل المثال:
4P + 5O 2 \ u003d 2P 2 O 5 ؛ 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \ u003d 4HNO 3 ؛ CaO + H 2 O \ u003d Ca (OH) 2.
تفاعلات التحللهي التفاعلات التي تتكون فيها مادتان جديدتان أو أكثر من مادة أولية معقدة. يمكن أن تكون المواد المتكونة في تفاعلات من هذا النوع بسيطة ومعقدة ، على سبيل المثال:
2HI \ u003d H 2 + I 2 ؛ كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2 ؛ (CuOH) 2 CO 3 \ u003d CuO + H 2 O + CO 2.
تفاعلات الاستبدال- هذه هي العمليات التي تحل فيها ذرات مادة بسيطة محل ذرات عنصر في مادة معقدة. نظرًا لأن مادة بسيطة تشارك بالضرورة في تفاعلات الاستبدال كأحد الكواشف ، فإن جميع التحولات من هذا النوع تقريبًا هي الأكسدة والاختزال ، على سبيل المثال:
Zn + H 2 SO 4 \ u003d H 2 + ZnSO 4 ؛ 2Al + Fe 2 O 3 \ u003d 2Fe + Al 2 O 3 ؛ H 2 S + Br 2 \ u003d 2HBr + S.
تبادل ردود الفعلهي تفاعلات يتبادل فيها مركبان مكوناتهما. يمكن أن تستمر تفاعلات التبادل مباشرة بين كاشفين دون مشاركة مذيب ، على سبيل المثال: H 2 SO 4 + 2KOH \ u003d K 2 SO 4 + 2H 2 O ؛ SiO 2 (tv) + 4HF (g) \ u003d SiF 4 + 2H 2 O.
تسمى تفاعلات التبادل التي تحدث في محاليل الإلكتروليت تفاعلات التبادل الأيوني. تكون هذه التفاعلات ممكنة فقط إذا كانت إحدى المواد المكونة عبارة عن إلكتروليت ضعيف ، وتم إطلاقه من مجال التفاعل في شكل غاز أو مادة قليلة الذوبان (قاعدة بيرثوليت):
AgNO 3 + HCl \ u003d AgCl ↓ + HNO 3 ، أو Ag + + Cl - \ u003d AgCl ↓ ؛
NH 4 Cl + KOH \ u003d KCl + NH 3 + H 2 O أو NH 4 + + OH - \ u003d H 2 O + NH 3 ؛
هيدروكسيد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك \ u003d NaCl + H 2 O ، أو H + + OH - \ u003d H 2 O.
ثانيًا. تصنيف التفاعلات بالتأثير الحراري
لكن. تواصل ردود الفعل مع إطلاق الطاقة الحرارية –التفاعلات الطاردة للحرارة (+ س).
ب. تواصل ردود الفعل مع امتصاص الحرارة –تفاعلات ماصة للحرارة (-Q).
التأثير الحرارييشير التفاعل إلى كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أو امتصاصها نتيجة تفاعل كيميائي. تسمى معادلة التفاعل التي يشار فيها إلى تأثيرها الحراري حرارية.يتم إعطاء قيمة التأثير الحراري للتفاعل بشكل ملائم لكل 1 مول من أحد المشاركين في التفاعل ، وبالتالي ، في درجة حرارة معادلات كيميائيةغالبًا يمكنك العثور على معاملات كسرية:
1 / 2N 2 (g) + 3 / 2H 2 (g) = NH 3 (g) + 46.2 kJ / mol.
جميع التفاعلات الطاردة للحرارة هي تفاعلات احتراق ، وهي الغالبية العظمى من تفاعلات الأكسدة والتفاعلات المركبة. عادة ما تتطلب تفاعلات التحلل طاقة.
يتم الكشف عن الخصائص الكيميائية للمواد في مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية.
تسمى تحولات المواد ، المصحوبة بتغيير في تكوينها و (أو) هيكلها تفاعلات كيميائية. غالبًا ما يتم العثور على التعريف التالي: تفاعل كيميائيتسمى عملية تحويل المواد الأولية (الكواشف) إلى مواد نهائية (منتجات).
تتم كتابة التفاعلات الكيميائية باستخدام معادلات ومخططات كيميائية تحتوي على صيغ المواد الأولية ومنتجات التفاعل. في المعادلات الكيميائية ، على عكس المخططات ، يكون عدد ذرات كل عنصر هو نفسه على الجانبين الأيسر والأيمن ، مما يعكس قانون الحفاظ على الكتلة.
على الجانب الأيسر من المعادلة ، تتم كتابة صيغ المواد الأولية (الكواشف) ، على الجانب الأيمن - المواد التي تم الحصول عليها نتيجة تفاعل كيميائي (منتجات التفاعل ، المواد النهائية). تشير علامة المساواة التي تربط بين الجانبين الأيمن والأيسر إلى ذلك المبلغ الإجماليتظل ذرات المواد الداخلة في التفاعل ثابتة. يتم تحقيق ذلك من خلال وضع معاملات متكافئة صحيحة أمام الصيغ ، مع إظهار النسب الكمية بين المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل.
قد تحتوي المعادلات الكيميائية على معلومات إضافية حول خصائص التفاعل. إذا استمر التفاعل الكيميائي تحت تأثير التأثيرات الخارجية (درجة الحرارة ، الضغط ، الإشعاع ، إلخ) ، يُشار إلى ذلك بالرمز المناسب ، عادةً أعلى (أو "تحت") علامة التساوي.
يمكن تصنيف عدد كبير من التفاعلات الكيميائية في عدة أنواع من التفاعلات ، والتي تتميز بخصائص محددة جيدًا.
كما ميزات التصنيفيمكن تحديد ما يلي:
1. عدد وتكوين مواد البداية ونواتج التفاعل.
2. حالة التجميعالمتفاعلات ومنتجات التفاعل.
3. عدد المراحل التي يكون فيها المشاركون في التفاعل.
4. طبيعة الجسيمات المنقولة.
5. إمكانية رد الفعل في الاتجاهين الأمامي والخلفي.
6. تفصل علامة التأثير الحراري جميع التفاعلات إلى: طارد للحرارةتستمر التفاعلات مع التأثير الخارجي - إطلاق الطاقة في شكل حرارة (Q> 0 ، ∆H<0):
C + O 2 \ u003d CO 2 + Q
و ماص للحرارةتستمر التفاعلات مع تأثير endo - امتصاص الطاقة في شكل حرارة (Q<0, ∆H >0):
N 2 + O 2 \ u003d 2NO - Q.
ردود الفعل هذه حرارية.
دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في كل نوع من أنواع ردود الفعل.
التصنيف حسب عدد وتكوين الكواشف والمواد النهائية
1. ردود الفعل اتصال
في تفاعلات المركب من عدة مواد متفاعلة بتكوين بسيط نسبيًا ، يتم الحصول على مادة واحدة ذات تركيبة أكثر تعقيدًا:
كقاعدة عامة ، تكون هذه التفاعلات مصحوبة بإطلاق حرارة ، أي يؤدي إلى تكوين مركبات أكثر استقرارًا وأقل غنى بالطاقة.
ردود الفعل من مزيج من المواد البسيطة دائما الأكسدة والاختزال في الطبيعة. يمكن أن تحدث تفاعلات الاتصال التي تحدث بين المواد المعقدة دون تغيير في التكافؤ:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \ u003d Ca (HCO 3) 2 ،
وتصنف على أنها الأكسدة والاختزال:
2 FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3.
2. تفاعلات التحلل
تؤدي تفاعلات التحلل إلى تكوين عدة مركبات من مادة معقدة واحدة:
أ = ب + ج + د.
يمكن أن تكون نواتج التحلل لمادة معقدة عبارة عن مواد بسيطة ومعقدة.
من بين تفاعلات التحلل التي تحدث دون تغيير حالات التكافؤ ، يجب ملاحظة تحلل الهيدرات والقواعد والأحماض وأملاح الأحماض المحتوية على الأكسجين:
| ل | ||
| 4HNO 3 | = | 2 س 2 س + 4 لا 2 س + س 2 س. |
2AgNO 3 \ u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2 ،
(NH 4) 2Cr 2 O 7 \ u003d Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O.
السمة المميزة على وجه الخصوص هي تفاعلات الأكسدة والاختزال لتحلل أملاح حمض النيتريك.
تسمى تفاعلات التحلل في الكيمياء العضوية بالتكسير:
ج 18 ح 38 \ u003d س 9 س 18 + ج 9 س 20 ،
أو نزع الهيدروجين
C 4 H 10 \ u003d C 4 H 6 + 2H 2.
3. تفاعلات الاستبدال
في تفاعلات الاستبدال ، عادة ما تتفاعل مادة بسيطة مع مادة معقدة ، مكونة مادة أخرى بسيطة وأخرى معقدة:
أ + BC = AB + C.
تنتمي ردود الفعل هذه في الغالبية العظمى إلى تفاعلات الأكسدة والاختزال:
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 ،
2 KlO 3 + l 2 = 2KlO 3 + Cl 2.
أمثلة تفاعلات الاستبدال غير المصحوبة بتغيير في حالات التكافؤ للذرات قليلة للغاية. وتجدر الإشارة إلى تفاعل ثاني أكسيد السيليكون مع أملاح الأحماض المحتوية على الأكسجين ، والتي تتوافق مع أنهيدريدات غازية أو متطايرة:
CaCO 3 + SiO 2 \ u003d CaSiO 3 + CO 2 ،
Ca 3 (RO 4) 2 + ZSiO 2 \ u003d ZCaSiO 3 + P 2 O 5 ،
تُعتبر ردود الفعل هذه أحيانًا تفاعلات تبادلية:
CH 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + Hcl.
4. تبادل ردود الفعل
تبادل ردود الفعلتسمى التفاعلات بين مركبين يتبادلان مكوناتهما:
AB + CD = AD + CB.
في حالة حدوث عمليات الأكسدة والاختزال أثناء تفاعلات الاستبدال ، تحدث تفاعلات التبادل دائمًا دون تغيير حالة التكافؤ للذرات. هذه هي المجموعة الأكثر شيوعًا من التفاعلات بين المواد المعقدة - الأكاسيد والقواعد والأحماض والأملاح:
ZnO + H 2 SO 4 \ u003d ZnSO 4 + H 2 O ،
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3 ،
CrCl 3 + ZNaOH = Cr (OH) 3 + ZNaCl.
حالة خاصة من ردود الفعل هذه التبادل هي تفاعلات التعادل:
Hcl + KOH \ u003d KCl + H 2 O.
عادةً ما تخضع هذه التفاعلات لقوانين التوازن الكيميائي وتتقدم في الاتجاه الذي تتم فيه إزالة مادة واحدة على الأقل من مجال التفاعل في شكل مادة غازية أو متطايرة أو مترسبة أو منخفضة التفكك (للحلول) مركب:
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. نقل ردود الفعل.
في تفاعلات النقل ، تمر ذرة أو مجموعة ذرات من وحدة هيكلية إلى أخرى:
AB + BC \ u003d A + B 2 C ،
أ 2 ب + 2 سي بي 2 = ديا 2 + ديا 3.
علي سبيل المثال:
2AgCl + SnCl 2 \ u003d 2Ag + SnCl 4 ،
H 2 O + 2NO 2 \ u003d HNO 2 + HNO 3.
تصنيف التفاعلات حسب خصائص المرحلة
اعتمادًا على حالة تجميع المواد المتفاعلة ، يتم تمييز التفاعلات التالية:
1. تفاعلات الغاز
| H 2 + Cl 2 | 2HCl. |
2. ردود الفعل في الحلول
هيدروكسيد الصوديوم (p-p) + Hcl (p-p) \ u003d NaCl (p-p) + H 2 O (l)
3. التفاعلات بين المواد الصلبة
| ل | ||
| CaO (تلفزيون) + SiO 2 (تلفزيون) | = | CaSiO 3 (تلفزيون) |
تصنيف التفاعلات حسب عدد المراحل.
تُفهم المرحلة على أنها مجموعة من الأجزاء المتجانسة من نظام لها نفس الخصائص الفيزيائية والكيميائية ويتم فصلها عن بعضها البعض بواسطة واجهة.
من وجهة النظر هذه ، يمكن تقسيم مجموعة التفاعلات المتنوعة بالكامل إلى فئتين:
1. تفاعلات متجانسة (أحادية الطور).وتشمل هذه التفاعلات التي تحدث في الطور الغازي ، وعددًا من التفاعلات التي تحدث في المحاليل.
2. تفاعلات غير متجانسة (متعددة الأطوار).وتشمل هذه التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل في مراحل مختلفة. علي سبيل المثال:
تفاعلات المرحلة الغازية السائلة
CO 2 (g) + NaOH (p-p) = NaHCO 3 (p-p).
تفاعلات الطور الغازي الصلب
CO 2 (g) + CaO (tv) \ u003d CaCO 3 (تلفزيون).
تفاعلات المرحلة السائلة الصلبة
Na 2 SO 4 (محلول) + BaCl 3 (محلول) \ u003d BaSO 4 (تلفزيون) ↓ + 2NaCl (p-p).
تفاعلات المرحلة الصلبة-الغازية السائلة
Ca (HCO 3) 2 (محلول) + H 2 SO 4 (محلول) \ u003d CO 2 (r) + H 2 O (l) + CaSO 4 (tv) ↓.
تصنيف التفاعلات حسب نوع الجسيمات المحمولة
1. تفاعلات بروتينية.
ل تفاعلات بروتينيةتشمل العمليات الكيميائية ، التي يتمثل جوهرها في نقل البروتون من مفاعل إلى آخر.
يعتمد هذا التصنيف على نظرية الحالة الأولية للأحماض والقواعد ، والتي بموجبها الحمض هو أي مادة تتبرع بالبروتون ، والقاعدة هي مادة يمكنها قبول البروتون ، على سبيل المثال:
تشمل تفاعلات الحالة الأولية تفاعلات المعادلة والتحلل المائي.
2. تفاعلات الأكسدة والاختزال.
وتشمل هذه التفاعلات التي تتبادل فيها المواد المتفاعلة الإلكترونات ، مع تغيير حالة أكسدة ذرات العناصر التي تتكون منها المواد المتفاعلة. علي سبيل المثال:
Zn + 2H + → Zn 2 + + H 2 ،
FeS 2 + 8HNO 3 (conc) = Fe (NO 3) 3 + 5NO + 2H 2 SO 4 + 2H 2 O ،
الغالبية العظمى من التفاعلات الكيميائية هي الأكسدة والاختزال ، فهي تلعب دورًا مهمًا للغاية.
3. تبادل يجند ردود الفعل.
وتشمل هذه التفاعلات التي يحدث خلالها نقل زوج الإلكترون مع تكوين رابطة تساهمية بواسطة آلية متلقي المانح. علي سبيل المثال:
النحاس (NO 3) 2 + 4NH 3 = (NO 3) 2 ،
Fe + 5CO = ،
Al (OH) 3 + هيدروكسيد الصوديوم =.
من السمات المميزة لتفاعلات تبادل الترابط أن تكون مركبات جديدة ، تسمى المركبات المعقدة ، تحدث دون تغيير في حالة الأكسدة.
4. تفاعلات التبادل الذري الجزيئي.
يتضمن هذا النوع من التفاعلات العديد من تفاعلات الاستبدال التي تمت دراستها في الكيمياء العضوية ، والتي تستمر وفقًا للآلية الجذرية أو المحبة للكهرباء أو الآلية النووية.
تفاعلات كيميائية عكوسة ولا رجعة فيها
تسمى هذه العمليات الكيميائية بالانعكاس ، حيث تكون منتجاتها قادرة على التفاعل مع بعضها البعض في نفس الظروف التي يتم الحصول عليها فيها ، مع تكوين المواد الأولية.
بالنسبة للتفاعلات القابلة للعكس ، تُكتب المعادلة عادةً على النحو التالي:
يشير سهمان موجهان بشكل معاكس إلى أنه في ظل نفس الظروف ، تحدث التفاعلات الأمامية والعكسية في وقت واحد ، على سبيل المثال:
CH 3 COOH + C 2 H 5 OH CH 3 COOS 2 H 5 + H 2 O.
لا رجعة فيه مثل هذه العمليات الكيميائية ، منتجاتها غير قادرة على التفاعل مع بعضها البعض مع تكوين المواد الأولية. من أمثلة التفاعلات التي لا رجعة فيها تحلل ملح برتوليت عند تسخينه:
2KSlO 3 → 2KSl + ZO 2 ،
أو أكسدة الجلوكوز مع الأكسجين الجوي:
ج 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.
وزارة التعليم في منطقة إيفانوفو
مؤسسة التعليم المهني الحكومية الإقليمية
الكلية التكنولوجية الجنوبية
تطوير المنهجية
درس مفتوح في الكيمياء
حول الموضوع:
« تصنيف التفاعلات الكيميائية»
المحاضر: Vdovin Yu.A.
نحن سوف:أنا
المجموعة: 39-40
يوزا - 2017
| موضوع الدرس: | تصنيف التفاعلات الكيميائية |
| أهداف الدرس: | توسيع وتعميق المعرفة بالتفاعلات الكيميائية ، ومقارنتها بأنواع الظواهر الأخرى. تعلم كيفية إبراز الميزات الأساسية التي يمكن استخدامها كأساس لتصنيف التفاعلات الكيميائية. النظر في تصنيف التفاعلات الكيميائية وفقًا لمعايير مختلفة. |
| أهداف الدرس: | 1. التعليمية - لتنظيم وتعميم وتعميق معرفة الطلاب بالتفاعلات الكيميائية وتصنيفها ، وتطوير مهارات العمل المستقلة ، والقدرة على كتابة معادلات التفاعل وتحديد المعاملات ، وبيان أنواع التفاعلات ، واستخلاص النتائج والتعميمات. 2. تطوير - تطوير ثقافة الكلام باستخدام المصطلحات والصيغ الكيميائية ، وتنمية القدرات المعرفية ، والتفكير ، والانتباه. 3. التربية - التربية على الاستقلال والمثابرة والانتباه والتسامح. |
| نوع الدرس: | مشترك |
| المعدات والكواشف: | الكواشف: نترات الأمونيوم ، هيدروكسيد الصوديوم ، هيدروكسيد الأمونيوم ، كبريتات النحاس (II) ، كربونات الصوديوم ، حمض الهيدروكلوريك ، سداسي البوتاسيوم (III) ، كلوريد الحديد (III) ، برمنجنات البوتاسيوم ، حامض الكبريتيك ، الإيثانول. ادوات: أنابيب اختبار ، زجاجات مع محاليل ، ماصات ، حوامل ، طبق بتري ، طبق تبخير من البورسلين ، قضيب زجاجي ، صوف قطني ، صينية معدنية. |
| طرق التدريس | لفظي (محادثة ، شرح) طرق التعلم القائم على حل المشكلات ، الخبرة المعملية. |
| أشكال العمل: | فرد أمامي. |
خطة الدرس:
خلال الفصول:
1. لحظة تنظيمية (دقيقة واحدة)
تحيه؛
ب) احتياطات السلامة.
2. التحفيز (دقيقتان)
مقدمة:
يحدث عدد كبير من ردود الفعل في العالم من حولنا. ها نحن نجلس ، نقف ، نذهب إلى مكان ما ، وفي كل خلية من خلايا أجسادنا كل ثانية هناك عشرات ومئات الآلاف من التحولات من مادة إلى أخرى.
تقريبا جيدة مثل الكائن الحي والمواد غير الحية. في مكان ما الآن ، في هذه اللحظة ، تحدث دورة كيميائية: تختفي بعض الجزيئات ، وينشأ البعض الآخر ، ولا تتوقف هذه العمليات أبدًا.
إذا توقفوا جميعًا فجأة ، سيصمت العالم. كيف تضع في اعتبارك تنوع العمليات الكيميائية ، وكيفية التعامل معها عمليًا؟ كيف يتمكن علماء الأحياء من الإبحار في تنوع الكائنات الحية؟ (خلق موقف إشكالي).
إجابة مقترحة: في أي علم ، يتم استخدام تقنية التصنيف التي تسمح للفرد بتقسيم مجموعة الكائنات بأكملها إلى مجموعات وفقًا للسمات المشتركة.
لنقم بصياغة موضوع الدرس: تصنيف التفاعلات الكيميائية.
يجب أن يكون لأي درس أهداف.
دعونا نصوغ أهداف درس اليوم؟
ما الذي يجب أن نفكر فيه؟
ما الذي يستحق التعلم؟
ضع في اعتبارك التصنيفات المحتملة للتفاعلات الكيميائية.
تعلم كيفية إبراز العلامات التي يتم من خلالها تصنيف التفاعلات.
ما فائدة تصنيف التفاعلات الكيميائية؟
إقترح إجابة:إنه يساعد على التعميم ، وبناء المعرفة حول العمليات الكيميائية ، وتسليط الضوء على شيء مشترك والتنبؤ ، بناءً على المعرفة الحالية ، بشيء آخر غير معروف ، ولكنه مشابه لما هو معروف.
وأين يمكن تطبيق معرفة تصنيف التفاعلات الكيميائية في ممارستك؟
إقترح إجابة:يمكن أن تكون بعض فئات التفاعلات الكيميائية مفيدة لنا في الأنشطة العملية. على سبيل المثال ، هذه الظاهرة المهمة بالنسبة لك مثل الطلاء الكهربائي تعتمد على عمليات الأكسدة والاختزال. أعتقد أن مفهوم "الخلايا الجلفانية" مألوف لديك بشكل مؤلم!
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد معرفة فئة التفاعل الكيميائي لعملية ما في إدارة هذه العملية.
3. تفعيل المعرفة (6 دقائق)
أ) مهمة مع بطاقات عن الفرق بين العمليات الفيزيائية والتفاعلات الكيميائية (دقيقتان).
يتم تنفيذ المهمة من قبل الطالب على لوحة مغناطيسية وبالتوازي مع عرض تقديمي جماعي.
ألق نظرة على هذه الظواهر المعروفة لكم جميعًا. قسمهم إلى مجموعات. قم بتسمية المجموعات وتحديد كل مجموعة.
ب) تكرار احتياطات السلامة
إجراء التجارب المعملية (3 دقائق)
وكيف يمكننا معرفة أن لدينا تفاعل كيميائي يحدث؟
الإجابة المقترحة رقم 1: المعايير.
الإجابة المقترحة # 2: الترسيب ، إطلاق الغاز ، إلخ.
والآن أقترح عليك الانغماس في أجواء التجريبية وأن تكون مجربًا. أمامك أنابيب اختبار وزجاجات بها كواشف. في مجال العمل ، في المهمة رقم 2 ، يشار إلى أساليب الخبرة. قم بهذه التجارب. سجل نتائج تجاربك في جدول "علامات التفاعلات الكيميائية".
| علامة تسرب | مخطط رد الفعل |
|
| ظهور رائحة | ||
| ترسب | ||
| انحلال الراسب | ||
| تطور الغاز | ||
| تغيير اللون | ||
| انبعاث الضوء | ||
| اختيار أو امتصاص الحرارة |
4 . تعلم مواد جديدة (15 دقيقة)
لقد رأينا أن التفاعلات الكيميائية غالبًا ما تكون مصحوبة بتأثيرات. تؤخذ بعض التأثيرات المماثلة كأساس لأنواع مختلفة من التصنيف ...
نعم ، يتم تصنيف التفاعلات الكيميائية إلى أنواع مختلفة ، لذلك يمكن النظر في التفاعل الكيميائي نفسه وتصنيفه بطرق مختلفة.
أ) التصنيف حسب عدد وتركيب الكواشف ومنتجاتها:
روابط
التوسعات
البدائل
تعرض إحدى الشرائح أمثلة لتفاعلات كيميائية.
يقارن الرجال معادلات التفاعل ويصوغون تعريفات للفئة بناءً على هذا التحليل المقارن. يحدث الشيء نفسه مع الأنواع الأخرى.
ب) بالتأثير الحراري
طارد للحرارة
ماص للحرارة
ب) بتغيير درجة الأكسدة
الأكسدة والاختزال
لا تغيير في حالة الأكسدة
د) حسب تكوين المرحلة
متجانس
غير متجانسة
د) عن استخدام المحفز
المحفز
غير محفز
ه) الاتجاه:
تفريغ
غير قابل للعكس
5. تطبيق المعرفة وترسيخها (15 دقيقة)
والآن حان الوقت لتطبيق معرفتنا.
يقوم الرجال بتنفيذ المهام 3-5 في مجال العمل.
3. مقابل كل مصطلح متعلق بفئة التفاعلات الكيميائية ، الصق التعريف المطلوب.
| تفاعلات الاتصال | التفاعلات التي تتكون فيها مادتان أو أكثر من مركب واحد |
| تفاعلات التحلل | التفاعلات التي تتكون فيها عدة مواد جديدة من مادة معقدة. |
| تفاعلات الاستبدال | التفاعلات التي تحل فيها ذرات مادة بسيطة محل ذرات أحد العناصر في مادة معقدة. |
| تبادل ردود الفعل | التفاعلات التي يتبادل فيها مركبان مكوناتهما. |
| تفاعلات طاردة للحرارة | ردود الفعل التي تشرع في إطلاق الحرارة. |
| تفاعلات ماصة للحرارة | تواصل ردود الفعل مع امتصاص الحرارة. |
| ردود الفعل المحفزة | ردود الفعل التي تحدث بمشاركة عامل حفاز. |
| التفاعلات غير التحفيزية | التفاعلات التي تحدث بدون محفز. |
| الأكسدة والاختزال | التفاعلات التي تحدث مع تغيير في حالات الأكسدة للعناصر التي تشكل المواد المشاركة في التفاعل. |
| ردود فعل عكسية | التفاعلات الكيميائية التي تحدث في وقت واحد في اتجاهين متعاكسين - للأمام والخلف. |
| ردود فعل لا رجوع فيها | التفاعلات الكيميائية ، ونتيجة لذلك يتم تحويل المواد الأولية بالكامل تقريبًا إلى منتجات نهائية. |
| ردود فعل متجانسة | التفاعلات التي تحدث في وسط متجانس ، مثل خليط من الغازات أو المحاليل. |
| تفاعلات غير متجانسة | التفاعلات التي تحدث بين المواد في بيئة غير متجانسة. |
يتم التحقق من العمل على شريحة العرض التقديمي.
4. ربط التفاعلات الكيميائية بفئتها:
| تفاعلات الاتصال | ||
| تفاعلات التحلل | ||
| تفاعلات الاستبدال | ||
| تبادل ردود الفعل | ||
| تفاعلات طاردة للحرارة |
يجب التمييز بين التفاعلات الكيميائية والتفاعلات النووية. نتيجة للتفاعلات الكيميائية ، لا يتغير العدد الإجمالي لذرات كل عنصر كيميائي وتركيبه النظائري. التفاعلات النووية هي مسألة أخرى - عمليات تحول النوى الذرية نتيجة تفاعلها مع نوى أخرى أو جسيمات أولية ، على سبيل المثال ، تحويل الألومنيوم إلى مغنيسيوم:
27 13 Al + 1 1 H \ u003d 24 12 Mg + 4 2 He
تصنيف التفاعلات الكيميائية متعدد الأوجه ، أي أنه يمكن أن يعتمد على علامات مختلفة. ولكن في ظل أي من هذه العلامات ، يمكن أن تعزى التفاعلات بين المواد العضوية وغير العضوية.
النظر في تصنيف التفاعلات الكيميائية وفقًا لمعايير مختلفة.
I. وفقًا لعدد وتكوين المواد المتفاعلة
ردود الفعل التي تحدث دون تغيير تركيبة المواد.
في الكيمياء غير العضوية ، تشمل هذه التفاعلات عمليات الحصول على تعديلات متآصلة لعنصر كيميائي واحد ، على سبيل المثال:
C (الجرافيت) ↔ C (الماس)
S (معيني) ↔ S (أحادي الميل)
R (أبيض) ↔ R (أحمر)
Sn (قصدير أبيض) ↔ Sn (قصدير رمادي)
3O 2 (أكسجين) ↔ 2O 3 (أوزون)
في الكيمياء العضوية ، يمكن أن يشمل هذا النوع من التفاعلات تفاعلات الأزمرة التي تحدث دون تغيير ليس فقط التركيب النوعي ، ولكن أيضًا التركيب الكمي لجزيئات المواد ، على سبيل المثال:
1. أزمرة الألكانات.
تفاعل الأزمرة ذو أهمية عملية كبيرة ، لأن الهيدروكربونات في البنية المتوازنة لها قدرة أقل على التفجير.
2. أزمرة الألكينات.
3. isomerization من الألكينات (تفاعل A. E.Favoursky).
CH 3 - CH 2 - C \ u003d - CH ↔ CH 3 - C \ u003d - C- CH 3
إيثيل أسيتيلين ثنائي ميثيل أسيتيلين
4. إيزومرة هالو ألكانات (أ. إي. فافورسكي ، 1907).
5. أزمرة سيانيت الأمونيوم عند التسخين.
لأول مرة ، تم تصنيع اليوريا بواسطة F. Wehler في عام 1828 عن طريق أزمرة سيانات الأمونيوم عند تسخينها.
ردود الفعل التي تأتي مع تغيير في تكوين المادة
هناك أربعة أنواع من هذه التفاعلات: المركبات ، التحلل ، الاستبدالات والتبادلات.
1. تفاعلات الاتصال هي تلك التفاعلات التي تتكون فيها مادة معقدة واحدة من مادتين أو أكثر
في الكيمياء غير العضوية ، يمكن اعتبار المجموعة الكاملة للتفاعلات المركبة ، على سبيل المثال ، باستخدام مثال التفاعلات للحصول على حمض الكبريتيك من الكبريت:
1. الحصول على أكسيد الكبريت (IV):
S + O 2 \ u003d SO - تتكون مادة واحدة معقدة من مادتين بسيطتين.
2. الحصول على أكسيد الكبريت (السادس):
SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - تتكون مادة معقدة واحدة من مادة بسيطة ومعقدة.
3. الحصول على حامض الكبريتيك:
SO 3 + H 2 O \ u003d H 2 SO 4 - يتكون مجمع واحد من مادتين معقدتين.
مثال على تفاعل مركب تتشكل فيه مادة معقدة واحدة من أكثر من مادتين ابتدائيتين هي المرحلة الأخيرة في إنتاج حمض النيتريك:
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \ u003d 4HNO 3
في الكيمياء العضوية ، يشار إلى التفاعلات المركبة عادة باسم "تفاعلات الإضافة". يمكن اعتبار المجموعة الكاملة لهذه التفاعلات في مثال كتلة التفاعلات التي تميز خصائص المواد غير المشبعة ، على سبيل المثال ، الإيثيلين:
1. تفاعل الهدرجة - إضافة الهيدروجين:
CH 2 \ u003d CH 2 + H 2 → H 3 -CH 3
إيثين → إيثان
2. تفاعل الترطيب - إضافة الماء.
3. تفاعل البلمرة.
2. تفاعلات التحلل هي تلك التفاعلات التي تتكون فيها عدة مواد جديدة من مادة معقدة واحدة.
في الكيمياء غير العضوية ، يمكن اعتبار المجموعة الكاملة من هذه التفاعلات في كتلة التفاعلات للحصول على الأكسجين بالطرق المعملية:
1. تحلل أكسيد الزئبق (II) - يتكون اثنان بسيطان من مادة معقدة واحدة.
2. تحلل نترات البوتاسيوم - من مادة معقدة واحدة ، واحدة بسيطة ومركبة واحدة.
3. تحلل برمنجنات البوتاسيوم - من مادة معقدة واحدة ، اثنتان معقدتان وواحدة بسيطة ، أي ثلاث مواد جديدة.
في الكيمياء العضوية ، يمكن اعتبار تفاعلات التحلل على كتلة التفاعلات لإنتاج الإيثيلين في المختبر وفي الصناعة:
1. تفاعل الإيثانول مع الجفاف (انقسام الماء):
C 2 H 5 OH → CH 2 \ u003d CH 2 + H 2 O
2. تفاعل نزع الهدرجة (انقسام الهيدروجين) للإيثان:
CH 3 -CH 3 → CH 2 \ u003d CH 2 + H 2
أو CH 3 -CH 3 → 2C + ZH 2
3. تفاعل تكسير (انقسام) البروبان:
CH 3 -CH 2 -CH 3 → CH 2 \ u003d CH 2 + CH 4
3. تفاعلات الاستبدال هي تفاعلات تؤدي نتيجة لذلك إلى استبدال ذرات مادة بسيطة بذرات عنصر في مادة معقدة.
في الكيمياء غير العضوية ، مثال على هذه العمليات هو كتلة من التفاعلات التي تميز خصائص ، على سبيل المثال ، المعادن:
1 - تفاعل الفلزات الأرضية القلوية أو القلوية مع الماء:
2Na + 2H 2 O \ u003d 2NaOH + H 2
2. تفاعل المعادن مع الأحماض في المحلول:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
3 - تفاعل المعادن مع الأملاح في المحلول:
Fe + CuSO 4 = FeSO4 + النحاس
4. ميتالثرمي:
2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr
موضوع دراسة الكيمياء العضوية ليس مواد بسيطة ، بل مركبات فقط. لذلك ، كمثال على تفاعل الاستبدال ، نعطي الخاصية الأكثر تميزًا للمركبات المشبعة ، ولا سيما الميثان ، وهي قدرة ذرات الهيدروجين على الاستعاضة عنها بذرات الهالوجين. مثال آخر هو المعالجة بالبروم لمركب عطري (بنزين ، تولوين ، أنيلين).
ج 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr
البنزين → بروموبنزين
دعونا ننتبه إلى خصوصية تفاعل الاستبدال في المواد العضوية: نتيجة لمثل هذه التفاعلات ، لا تتشكل مادة بسيطة ومعقدة ، كما هو الحال في الكيمياء غير العضوية ، ولكن مادتين معقدتين.
في الكيمياء العضوية ، تتضمن تفاعلات الاستبدال أيضًا بعض التفاعلات بين مادتين معقدتين ، على سبيل المثال ، نترات البنزين. إنه رسميًا تفاعل تبادلي. حقيقة أن هذا رد فعل بديل يصبح واضحًا فقط عند النظر في آليته.
4. تفاعلات التبادل هي مثل هذه التفاعلات التي تتبادل فيها مادتان معقدتان الأجزاء المكونة لهما
تميز هذه التفاعلات خواص الإلكتروليتات وتنتقل في المحاليل وفقًا لقاعدة Berthollet ، أي فقط إذا تم تشكيل مادة راسب أو غاز أو مادة منخفضة الانفصال (على سبيل المثال ، H 2 O) نتيجة لذلك.
في الكيمياء غير العضوية ، يمكن أن يكون هذا كتلة من التفاعلات التي تميز ، على سبيل المثال ، خصائص القلويات:
1. تفاعل التعادل الذي يصاحب تكوين الملح والماء.
2. التفاعل بين القلويات والملح ، والذي يترافق مع تكوين الغاز.
3. التفاعل بين القلويات والملح ، والذي يترافق مع تكوين راسب:
СuSO 4 + 2KOH \ u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4
أو في شكل أيوني:
Cu 2+ + 2OH - \ u003d Cu (OH) 2
في الكيمياء العضوية ، يمكن للمرء أن يفكر في كتلة من التفاعلات التي تميز ، على سبيل المثال ، خصائص حمض الأسيتيك:
1. يبدأ التفاعل بتكوين إلكتروليت ضعيف - H 2 O:
CH 3 COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H 2 O
2. التفاعل المصاحب لتكوين الغاز:
2CH 3 COOH + CaCO 3 → 2CH 3 COO + Ca 2 + + CO 2 + H 2 O
3. تفاعل التفاعل مع تكوين راسب:
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
ثانيًا. عن طريق تغيير حالات أكسدة العناصر الكيميائية التي تشكل المواد
على هذا الأساس ، يتم تمييز ردود الفعل التالية:
1. التفاعلات التي تحدث مع تغير في حالات أكسدة العناصر ، أو تفاعلات الأكسدة والاختزال.
تتضمن هذه التفاعلات العديد من التفاعلات ، بما في ذلك جميع تفاعلات الاستبدال ، بالإضافة إلى تفاعلات التوليف والتحلل التي تشارك فيها مادة بسيطة واحدة على الأقل ، على سبيل المثال:
1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \ u003d Mg + 2 SO 4 + H 2
2. 2Mg 0 + O 0 2 = Mg +2 O -2
يتم تجميع تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة باستخدام طريقة توازن الإلكترون.
2KMn +7 O 4 + 16HCl - \ u003d 2KCl - + 2Mn +2 Cl - 2 + 5Cl 0 2 + 8H 2 O
في الكيمياء العضوية ، يمكن أن تكون خصائص الألدهيدات بمثابة مثال صارخ على تفاعلات الأكسدة والاختزال.
1. يتم تقليلها إلى الكحوليات المقابلة:
تتأكسد Aldecides إلى الأحماض المقابلة:
2. التفاعلات التي تحدث دون تغيير حالات أكسدة العناصر الكيميائية.
وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، جميع تفاعلات التبادل الأيوني ، بالإضافة إلى العديد من التفاعلات المركبة ، والعديد من تفاعلات التحلل ، وتفاعلات الأسترة:
HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O
ثالثا. عن طريق التأثير الحراري
وفقًا للتأثير الحراري ، يتم تقسيم التفاعلات إلى ماص للحرارة وطارد للحرارة.
1. تستمر التفاعلات الطاردة للحرارة مع إطلاق الطاقة.
تشمل هذه التفاعلات جميع التفاعلات المركبة تقريبًا. استثناء نادر هو التفاعلات الماصة للحرارة لتخليق أكسيد النيتريك (II) من النيتروجين والأكسجين وتفاعل الهيدروجين الغازي مع اليود الصلب.
يشار إلى التفاعلات الطاردة للحرارة التي تبدأ مع إطلاق الضوء على أنها تفاعلات احتراق. تعتبر هدرجة الإيثيلين مثالاً على تفاعل طارد للحرارة. يعمل في درجة حرارة الغرفة.
2. تستمر التفاعلات الماصة للحرارة مع امتصاص الطاقة.
من الواضح أن جميع تفاعلات التحلل تقريبًا ستنطبق عليهم ، على سبيل المثال:
1. تكليس الحجر الجيري
2. تكسير البيوتان
كمية الطاقة المنبعثة أو الممتصة نتيجة التفاعل تسمى التأثير الحراري للتفاعل ، وتسمى معادلة التفاعل الكيميائي التي تشير إلى هذا التأثير بالمعادلة الحرارية الكيميائية:
H 2 (g) + C 12 (g) \ u003d 2HC 1 (g) + 92.3 kJ
N 2 (g) + O 2 (g) \ u003d 2NO (g) - 90.4 كيلو جول
رابعا. وفقًا لحالة تراكم المواد المتفاعلة (تكوين الطور)
وفقًا لحالة تجميع المواد المتفاعلة ، هناك:
1. التفاعلات غير المتجانسة - التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل في حالات تجميع مختلفة (في مراحل مختلفة).
2. التفاعلات المتجانسة - التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل في نفس حالة التجميع (في مرحلة واحدة).
خامسا حسب مشاركة المحفز
حسب مشاركة المحفز هناك:
1. التفاعلات غير التحفيزية التي تحدث بدون مشاركة عامل مساعد.
2. التفاعلات التحفيزية التي تحدث بمشاركة عامل حفاز. نظرًا لأن جميع التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث في خلايا الكائنات الحية تتقدم بمشاركة محفزات بيولوجية خاصة ذات طبيعة بروتينية - إنزيمات ، فهي جميعًا محفزة ، أو بشكل أكثر دقة ، إنزيمية. وتجدر الإشارة إلى أن أكثر من 70٪ من الصناعات الكيماوية تستخدم المحفزات.
السادس. من اتجاه
حسب الاتجاه هناك:
1. ردود الفعل التي لا رجعة فيها تستمر في ظل ظروف معينة في اتجاه واحد فقط. وتشمل هذه جميع تفاعلات التبادل المصحوبة بتكوين راسب أو غاز أو مادة منخفضة الانفصال (الماء) وجميع تفاعلات الاحتراق.
2. ردود الفعل العكسية في ظل ظروف معينة تستمر في وقت واحد في اتجاهين متعاكسين. معظم ردود الفعل هذه.
في الكيمياء العضوية ، تنعكس علامة الانعكاس في الأسماء - متضادات العمليات:
الهدرجة - نزع الهيدروجين ،
الترطيب - الجفاف ،
البلمرة - إزالة البلمرة.
جميع تفاعلات الأسترة قابلة للعكس (تسمى العملية المعاكسة ، كما تعلم ، التحلل المائي) والتحلل المائي للبروتينات ، والإسترات ، والكربوهيدرات ، وعديد النيوكليوتيدات. تكمن قابلية هذه العمليات في عكس أهم خصائص الكائن الحي - التمثيل الغذائي.
سابعا. حسب آلية التدفق هناك:
1. تحدث تفاعلات جذرية بين الجذور والجزيئات المتكونة أثناء التفاعل.
كما تعلم بالفعل ، في جميع التفاعلات ، تنكسر الروابط الكيميائية القديمة وتتشكل روابط كيميائية جديدة. تحدد طريقة كسر الرابطة في جزيئات المادة الأولية آلية (مسار) التفاعل. إذا تم تشكيل المادة بسبب رابطة تساهمية ، فيمكن أن تكون هناك طريقتان لكسر هذه الرابطة: الحالة الانحلالية والانحلالية. على سبيل المثال ، بالنسبة لجزيئات Cl 2 و CH 4 وما إلى ذلك ، يتحقق تمزق انحلالي للروابط ، سيؤدي إلى تكوين جسيمات بإلكترونات غير زوجية ، أي الجذور الحرة.
غالبًا ما تتشكل الجذور عند كسر الروابط حيث يتم توزيع أزواج الإلكترونات المشتركة بالتساوي تقريبًا بين الذرات (الرابطة التساهمية غير القطبية) ، ولكن يمكن أيضًا كسر العديد من الروابط القطبية بطريقة مماثلة ، خاصة عندما يحدث التفاعل في المرحلة الغازية وتحت تأثير الضوء ، على سبيل المثال ، في حالة العمليات التي تمت مناقشتها أعلاه - تفاعل C 12 و CH 4 -. الجذور شديدة التفاعل ، لأنها تميل إلى إكمال طبقة الإلكترون الخاصة بها عن طريق أخذ إلكترون من ذرة أو جزيء آخر. على سبيل المثال ، عندما يصطدم جذر الكلور بجزيء الهيدروجين ، فإنه يكسر زوج الإلكترون المشترك الذي يربط ذرات الهيدروجين ويشكل رابطة تساهمية مع إحدى ذرات الهيدروجين. تصبح ذرة الهيدروجين الثانية جذرية ، وتشكل زوجًا مشتركًا من الإلكترون مع الإلكترون غير المزدوج لذرة الكلور من جزيء Cl 2 المنهار ، مما ينتج عنه جذور الكلور التي تهاجم جزيء هيدروجين جديد ، إلخ.
تسمى التفاعلات ، وهي سلسلة من التحولات المتتالية ، التفاعلات المتسلسلة. من أجل تطوير نظرية التفاعلات المتسلسلة ، حصل اثنان من الكيميائيين البارزين على جائزة نوبل - مواطننا ن.
يتم إجراء تفاعل الاستبدال بين الكلور والميثان بشكل مشابه:
تتم معظم تفاعلات الاحتراق للمواد العضوية وغير العضوية ، وتخليق الماء ، والأمونيا ، وبلمرة الإيثيلين ، وكلوريد الفينيل ، وما إلى ذلك وفقًا للآلية الجذرية.
2. تحدث التفاعلات الأيونية بين الأيونات الموجودة بالفعل أو المتكونة أثناء التفاعل.
التفاعلات الأيونية النموذجية هي تفاعلات بين الإلكتروليتات في المحلول. تتشكل الأيونات ليس فقط أثناء تفكك الإلكتروليت في المحاليل ، ولكن أيضًا تحت تأثير التفريغ الكهربائي أو التسخين أو الإشعاع. تقوم أشعة جاما ، على سبيل المثال ، بتحويل جزيئات الماء والميثان إلى أيونات جزيئية.
وفقًا لآلية أيونية أخرى ، توجد تفاعلات إضافة هاليدات الهيدروجين ، والهيدروجين ، والهالوجينات إلى الألكينات ، وأكسدة الكحوليات وتجفيفها ، واستبدال هيدروكسيل الكحول بالهالوجين ؛ التفاعلات التي تميز خصائص الألدهيدات والأحماض. تتشكل الأيونات في هذه الحالة عن طريق الانكسار غير المتجانسة للروابط القطبية التساهمية.
ثامنا. حسب نوع الطاقة
بدء التفاعل ، هناك:
1. التفاعلات الضوئية الكيميائية. يتم بدئها بالطاقة الضوئية. بالإضافة إلى العمليات الكيميائية الضوئية المذكورة أعلاه لتخليق حمض الهيدروكلوريك أو تفاعل الميثان مع الكلور ، فإنها تشمل إنتاج الأوزون في طبقة التروبوسفير كملوث ثانوي للغلاف الجوي. في هذه الحالة ، يعمل أكسيد النيتريك (IV) باعتباره الأول ، والذي يشكل جذور الأكسجين تحت تأثير الضوء. تتفاعل هذه الجذور مع جزيئات الأكسجين ، مما ينتج عنه طبقة الأوزون.
يستمر تكوين الأوزون طوال الوقت ، طالما كان هناك ما يكفي من الضوء ، حيث يمكن أن يتفاعل أكسيد النيتروجين مع جزيئات الأكسجين لتكوين نفس أكسيد النيتروجين. يمكن أن يؤدي تراكم الأوزون وملوثات الهواء الثانوية الأخرى إلى الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي.
يتضمن هذا النوع من التفاعل أيضًا أهم عملية تحدث في الخلايا النباتية - التمثيل الضوئي ، والذي يتحدث اسمه عن نفسه.
2. ردود الفعل الإشعاعية. تبدأ بإشعاع عالي الطاقة - أشعة سينية ، إشعاع نووي (أشعة ، جسيمات - He 2+ ، إلخ). بمساعدة التفاعلات الإشعاعية ، يتم إجراء بلمرة إشعاعية سريعة جدًا ، وتحلل إشعاعي (تحلل إشعاعي) ، وما إلى ذلك.
على سبيل المثال ، بدلاً من إنتاج الفينول على مرحلتين من البنزين ، يمكن الحصول عليه من خلال تفاعل البنزين مع الماء تحت تأثير الإشعاع. في هذه الحالة ، تتشكل الجذور [OH] و [H] من جزيئات الماء ، والتي يتفاعل معها البنزين لتكوين الفينول:
ج 6 H 6 + 2 [OH] → C 6 H 5 OH + H 2 O
يمكن إجراء تقسية المطاط بالكبريت باستخدام الفلكنة الإشعاعية ، ولن يكون المطاط الناتج أسوأ من المطاط التقليدي.
3. التفاعلات الكهروكيميائية. يتم تشغيلها بواسطة تيار كهربائي. بالإضافة إلى تفاعلات التحليل الكهربائي المعروفة جيدًا بالنسبة لك ، سنشير أيضًا إلى تفاعلات التركيب الكهربائي ، على سبيل المثال ، تفاعلات الإنتاج الصناعي للمواد المؤكسدة غير العضوية
4. التفاعلات الكيميائية الحرارية. يتم بدئها بالطاقة الحرارية. وتشمل هذه جميع التفاعلات الماصة للحرارة والعديد من التفاعلات الطاردة للحرارة التي تتطلب إمدادًا أوليًا بالحرارة ، أي بدء العملية.
ينعكس التصنيف أعلاه للتفاعلات الكيميائية في الرسم التخطيطي.
تصنيف التفاعلات الكيميائية ، مثل جميع التصنيفات الأخرى ، هو تصنيف مشروط. اتفق العلماء على تقسيم ردود الفعل إلى أنواع معينة حسب العلامات التي حددوها. لكن يمكن أن تُعزى معظم التحولات الكيميائية إلى أنواع مختلفة. على سبيل المثال ، دعنا نصنف عملية تصنيع الأمونيا.
هذا هو تفاعل مركب ، الأكسدة والاختزال ، طارد للحرارة ، قابل للانعكاس ، محفز ، غير متجانس (بتعبير أدق ، محفز غير متجانس) ، مع استمرار انخفاض الضغط في النظام. لإدارة العملية بنجاح ، يجب مراعاة جميع المعلومات المذكورة أعلاه. يكون التفاعل الكيميائي المحدد دائمًا متعدد النوعية ، ويتميز بخصائص مختلفة.
