Kuvaile reaktiot kemiallisten reaktioiden luokituksen perusteella. Kemiallisten reaktioiden luokittelu epäorgaanisessa ja orgaanisessa kemiassa

Kemiallinen reaktio eli kemiallinen muunnos on prosessi, jossa joistakin aineista muodostuu muita aineita, jotka eroavat toisistaan kemiallinen koostumus ja rakentaminen.

Kemialliset reaktiot luokitellaan seuraavien kriteerien mukaan:

Muutos tai muutoksen puute reagoivien aineiden ja reaktiotuotteiden määrässä. Tämän perusteella reaktiot jaetaan yhdistelmä-, hajoamis-, substituutio-, vaihtoreaktioihin.

Yhdistelmäreaktio on reaktio, jossa kaksi tai useampi aine muodostaa yhden uuden aineen. Esimerkiksi Fe + S → FeS.

Hajoamisreaktio on reaktio, jossa yhdestä aineesta muodostuu kaksi tai useampia uusia aineita. Esimerkiksi CaCO3 → CaO + CO2.

Substituutioreaktio on yksinkertaisen ja monimutkaisen aineen välinen reaktio, jossa yksinkertaisen aineen atomit korvaavat yhden monimutkaisen aineen alkuaineen atomit, jolloin muodostuu uusi yksinkertainen ja uusi monimutkainen aine. Esimerkiksi Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2.

Vaihtoreaktio on reaktio, jossa kaksi yhdistettä vaihtavat keskenään osat. Esimerkiksi NaOH + HCl → NaCl + H2O.

Toinen luokittelun merkki kemialliset reaktiot reagoivien aineiden muodostavien alkuaineiden hapetustilojen muutos tai muutoksen puute. Tämän perusteella reaktiot jaetaan redox-reaktioihin ja niihin, jotka tapahtuvat muuttamatta alkuaineiden hapetusastetta.

Esimerkiksi Zn + S → ZnS (sinkki plus es tuottaa sinkkiä). Tämä on redox-reaktio, jossa sinkki luovuttaa kaksi elektronia ja saa hapetusasteen +2: Zn0 - 2 → Zn +2, ja rikki ottaa vastaan 2 elektronia ja saa hapetustilan -2: S0 + 2 → S-2.

Prosessia, jossa aineet luovuttavat elektroneja, kutsutaan hapetukseksi, ja elektronien vastaanottoprosessia kutsutaan pelkistymiseksi.

Kolmas merkki kemiallisten reaktioiden luokittelusta on energian vapautuminen tai imeytyminen reaktion aikana. Tämän perusteella reaktiot jaetaan eksotermisiin (johon liittyy lämmön vapautuminen) ja endotermisiin (johon liittyy lämmön absorptio).

Neljäs merkki kemiallisten reaktioiden luokittelusta on yhden reagoivan aineen tyyppi. Tämän perusteella reaktiot jaetaan halogeenien reaktioihin (vuorovaikutus kloorin, bromin kanssa), hydraukseen (vetymolekyylien lisäys), hydraatioon (vesimolekyylien lisäämiseen), hydrolyysiin, nitraamiseen.

Viides merkki kemiallisten reaktioiden luokittelusta on katalyytin läsnäolo. Tämän perusteella reaktiot jaetaan katalyyttisiin (jotka tapahtuvat vain katalyytin läsnä ollessa) ja ei-katalyyttisiin (jotka tapahtuvat ilman katalyyttiä).

Toinen merkki kemiallisten reaktioiden luokittelusta on reaktion eteneminen loppuun asti. Tämän perusteella reaktiot jaetaan palautuviin ja peruuttamattomiin.

On olemassa muita kemiallisten reaktioiden luokituksia. Kaikki riippuu siitä, mihin kriteeriin ne perustuvat.

Kemialliset reaktiot (kemialliset ilmiöt)- nämä ovat prosesseja, joiden seurauksena joistakin aineista muodostuu muita, jotka eroavat alkuperäisistä koostumukseltaan tai rakenteeltaan. Kemiallisten reaktioiden aikana ei tapahdu muutoksia yhden tai toisen alkuaineen atomien lukumäärässä, isotooppien keskinäisessä muuntamisessa.

Kemiallisten reaktioiden luokitus on monitahoinen, se voi perustua erilaisia merkkejä: reagoivien aineiden ja reaktiotuotteiden lukumäärä ja koostumus, lämpövaikutus, palautuvuus jne.

I. Reaktioiden luokitus reagoivien aineiden lukumäärän ja koostumuksen mukaan

A. Reaktiot, jotka tapahtuvat muuttamatta aineen laadullista koostumusta . Nämä ovat lukuisia yksinkertaisten aineiden allotrooppisia muunnoksia (esim. happi ↔ otsoni (3O 2 ↔ 2O 3), valkoinen tina ↔ harmaa tina); siirtyminen joidenkin kiinteiden aineiden lämpötilan muutoksella kiteisestä tilasta toiseen - polymorfisia muunnoksia(esimerkiksi elohopea(II)jodidin punaiset kiteet muuttuvat kuumennettaessa saman koostumuksen keltaiseksi aineeksi, jäähdytettäessä tapahtuu käänteinen prosessi); isomerointireaktiot (esimerkiksi NH 4 OCN ↔ (NH 2) 2 CO) jne.

B. Reaktiot, jotka tapahtuvat reagoivien aineiden koostumuksen muuttuessa.

Yhteysreaktiot Reaktiot, joissa kaksi tai useampi lähtöaine muodostaa yhden uuden yhdisteen. Lähdeaineet voivat olla sekä yksinkertaisia että monimutkaisia, esimerkiksi:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2O 5; 4NO 2 + O 2 + 2H 2O \u003d 4HNO 3; CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

Hajoamisreaktiot ovat reaktioita, joissa yhdestä alkuperäisestä monimutkaisesta aineesta muodostuu kaksi tai useampia uusia aineita. Tämän tyyppisissä reaktioissa muodostuvat aineet voivat olla sekä yksinkertaisia että monimutkaisia, esimerkiksi:

2HI \u003d H2 + I2; CaCO 3 \u003d CaO + CO 2; (CuOH) 2 CO 3 \u003d CuO + H 2 O + CO 2.

Korvausreaktiot- Nämä ovat prosesseja, joissa yksinkertaisen aineen atomit korvaavat monimutkaisen aineen alkuaineen atomit. Koska yksinkertainen aine on välttämättä mukana substituutioreaktioissa yhtenä reagensseista, melkein kaikki tämän tyyppiset muutokset ovat redox-yhdisteitä, esimerkiksi:

Zn + H2SO4 \u003d H2 + ZnS04; 2Al + Fe 2O 3 \u003d 2Fe + Al 2O 3; H2S + Br2 \u003d 2HBr + S.

Vaihda reaktioita ovat reaktioita, joissa kaksi yhdistettä vaihtavat aineosaan. Vaihtoreaktiot voivat edetä suoraan kahden reagenssin välillä ilman liuottimen osallistumista, esimerkiksi: H 2 SO 4 + 2KOH \u003d K 2 SO 4 + 2H 2 O; SiO 2 (tv) + 4HF (g) \u003d SiF 4 + 2H 2O.

Elektrolyyttiliuoksissa tapahtuvia vaihtoreaktioita kutsutaan ioninvaihtoreaktiot. Tällaiset reaktiot ovat mahdollisia vain, jos jokin muodostuneista aineista on heikko elektrolyytti, vapautuu reaktiopallosta kaasun tai niukkaliukoisen aineen muodossa (Berthollet'n sääntö):

AgNO 3 + HCl \u003d AgCl ↓ + HNO 3 tai Ag + + Cl - \u003d AgCl ↓;

NH 4 Cl + KOH \u003d KCl + NH 3 + H 2 O tai NH 4 + + OH - \u003d H 2 O + NH 3;

NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O tai H + + OH - \u003d H 2 O.

II. Reaktioiden luokittelu lämpövaikutuksen mukaan

MUTTA. Reaktiot etenevät lämpöenergian vapautuessa –eksotermiset reaktiot (+ Q).

B. Reaktiot, jotka etenevät lämmön imeytymisen myötä –endotermiset reaktiot (-Q).

lämpövaikutus Reaktiolla tarkoitetaan lämmön määrää, joka vapautuu tai absorboituu kemiallisen reaktion seurauksena. Reaktioyhtälöä, jossa sen lämpövaikutus ilmaistaan, kutsutaan termokemiallinen. Reaktion lämpövaikutuksen arvo annetaan sopivasti yhtä moolia kohden yhtä reaktioon osallistujaa, joten lämpönä kemialliset yhtälöt usein löydät murtokertoimia:

1/2N2 (g) + 3/2H2 (g) = NH3 (g) + 46,2 kJ/mol.

Eksotermisiä ovat kaikki palamisreaktiot, suurin osa hapettumis- ja yhdistelmäreaktioista. Hajoamisreaktiot vaativat yleensä energiaa.

Aineiden kemialliset ominaisuudet paljastuvat 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. Kemiallisissa yhtälöissä, toisin kuin kaavioissa, kunkin alkuaineen atomien lukumäärä on sama vasemmalla ja oikealla puolella, mikä heijastaa massan säilymislakia.

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 kemiallisia reaktioita voidaan ryhmitellä useisiin reaktiotyyppeihin, joille on ominaista hyvin määritellyt ominaisuudet.

Kuten luokittelun ominaisuudet seuraavat voidaan valita:

1. Lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden lukumäärä ja koostumus.

2. Kokoamistila reagoivat aineet ja reaktiotuotteet.

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:

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

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

Vaihtoreaktioita 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


H2 + Cl2		2 HCl.

2. Reaktiot liuoksissa

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

3. Kiinteiden aineiden väliset reaktiot

	t o
CaO (tv) + SiO 2 (tv)	=	CaSiO 3 (TV)

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.

Vastaanottaja 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.

Ivanovon alueen opetusministeriö

Alueellinen valtiontaloudellinen ammatillinen oppilaitos

Southern Technological College

METODOLOGINEN KEHITTÄMINEN

AVOIN KEMIAN Oppitunti

Aiheesta:

« Kemiallisten reaktioiden luokitus»

Luennoitsija: Vdovin Yu.A.

Hyvin:minä

Ryhmä: 39-40

Yuzha - 2017

Oppitunnin aihe:	Kemiallisten reaktioiden luokitus
Oppitunnin tavoitteet:	Laajenna ja syvennä tietoa kemiallisista reaktioista, vertaa niitä muuntyyppisiin ilmiöihin. Opi korostamaan olennaisia piirteitä, joita voidaan käyttää kemiallisten reaktioiden luokittelun perustana. Harkitse kemiallisten reaktioiden luokittelua eri kriteerien mukaan.
Oppitunnin tavoitteet:	1. Kasvatus - systematisoida, yleistää ja syventää opiskelijoiden tietoja kemiallisista reaktioista ja niiden luokittelusta, kehittää itsenäisen työskentelyn taitoja, kykyä kirjoittaa reaktioyhtälöitä ja asettaa kertoimia, osoittaa reaktiotyyppejä, tehdä johtopäätöksiä ja yleistyksiä. 2. Kehittäminen - kehittää puhekulttuuria kemiallisia termejä ja kaavoja käyttäen, kognitiivisten kykyjen, ajattelun, huomion kehittäminen. 3. Kasvatus - itsenäisyyden, sitkeyden, tarkkaavaisuuden, suvaitsevaisuuden koulutus.
Oppitunnin tyyppi:	Yhdistetty
Laitteet ja reagenssit:	Reagenssit: Ammoniumnitraatti, natriumhydroksidi, ammoniumhydroksidi, kupari(II)sulfaatti, natriumkarbonaatti, suolahappo, kaliumheksasyanoferraatti (III), rauta(III)kloridi, kaliumpermanganaatti, rikkihappo, etanoli. Laitteet: Koeputket, pullot liuoksilla, pipetit, telineet, petrimalja, posliinihaihdutusmalja, lasitanko, vanu, metallialusta.
Opetusmenetelmät	Sanallinen (keskustelu, selitys) Ongelmalähtöiset oppimismenetelmät, laboratoriokokemus.
Työmuodot:	yksilöllinen, frontaalinen.

Tuntisuunnitelma:

Tuntien aikana:

1. Organisaatiohetki (1 min)

Tervehdys;

B) Turvatoimet;

2. Motivaatio (2 min)

Avauspuhe:

Ympäröivässä maailmassa tapahtuu valtava määrä reaktioita. Täällä me vain istumme, seisomme, menemme jonnekin, ja jokaisessa kehomme solussa tapahtuu joka sekunti kymmeniä ja satoja tuhansia aineen muunnoksia toiseksi.

Melkein yhtä hyvä kuin elävä organismi ja eloton aine. Jossain nyt, juuri tällä hetkellä, tapahtuu kemiallinen kierto: jotkut molekyylit katoavat, toiset syntyvät, eivätkä nämä prosessit koskaan lopu.

Jos ne kaikki yhtäkkiä lakkaisivat, maailma hiljenisi. Kuinka pitää mielessä kemiallisten prosessien monimuotoisuus, miten niitä käytännössä ohjataan? Kuinka biologit onnistuvat navigoimaan elävien organismien monimuotoisuudessa? (luo ongelmatilanteen).

Ehdotettu vastaus: Kaikissa tieteissä käytetään luokitustekniikkaa, jonka avulla voidaan jakaa koko esinejoukko ryhmiin yhteisten piirteiden mukaan.

Muotoillaan oppitunnin aihe: Kemiallisten reaktioiden luokittelu.

Jokaisella oppitunnilla tulee olla tavoitteita.

Muotoillaanko tämän päivän oppitunnin tavoitteet?

Mitä meidän pitäisi ottaa huomioon?

Mitä kannattaa oppia?

Harkitse mahdollisia kemiallisten reaktioiden luokituksia.

Opi korostamaan merkkejä, joiden perusteella reaktiot luokitellaan.

Mitä hyötyä on kemiallisten reaktioiden luokittelusta?

Ehdotettu vastaus: Se auttaa yleistämään, jäsentämään tietoa kemiallisista prosesseista, tuomaan esiin jotain yhteistä ja ennustamaan olemassa olevan tiedon pohjalta jotain muuta tuntematonta, mutta samanlaista kuin tunnettu.

Ja missä tietoa kemiallisten reaktioiden luokittelusta voidaan soveltaa käytännössä?

Ehdotettu vastaus: Jotkut kemiallisten reaktioiden luokat voivat olla hyödyllisiä meille käytännön toiminnassa. Esimerkiksi sinulle niin tärkeä ilmiö kuin galvanointi perustuu redox-prosesseihin. Luulen, että "galvaanisten solujen" käsite on sinulle tuskallisen tuttu!

Lisäksi prosessin kemiallisen reaktion luokan tuntemus voi auttaa prosessin hallinnassa.

3. Tiedon toteutus (6 min)

A) Tehtävä korteilla fysikaalisten prosessien ja kemiallisten reaktioiden eroista (2 min).

Tehtävän suorittaa opiskelija magneettitaululla ja rinnakkain ryhmäesityksen kanssa.

Katsokaa näitä teidän kaikkien tuntemia ilmiöitä. Jaa ne ryhmiin. Nimeä ryhmät ja määrittele jokainen ryhmä.

B) Turvatoimenpiteiden toistaminen

Laboratoriokokeiden suorittaminen (3 min)

Ja mistä voimme tietää, että meillä on kemiallinen reaktio?

Ehdotettu vastaus #1: Kriteerit.

Ehdotettu vastaus #2: Sade, kaasun vapautuminen jne.

Ja nyt ehdotan, että sukellat empirismin ilmapiiriin ja ole kokeilijoita. Edessäsi on koeputkia ja pulloja, joissa on reagensseja. Työkentällä tehtävässä nro 2 on esitetty kokemusmenetelmät. Tee nämä kokeet. Merkitse kokeiden tulokset taulukkoon ”Kemiallisten reaktioiden merkit”.

	Merkki vuodosta	Reaktiokaavio
	Hajun ulkonäkö
	Sademäärä
	Saostuman liukeneminen
	Kaasun kehitys
	Värin muutos
	valon emissio
	Valinta tai lämmön absorptio

4 . Uuden materiaalin oppiminen (15 min)

Olemme nähneet, että kemiallisiin reaktioihin liittyy usein vaikutuksia. Jotkut samanlaiset vaikutukset otetaan perustana erilaisille luokittelutyypeille ...

Kyllä, kemialliset reaktiot luokitellaan eri tyyppeihin, joten samaa kemiallista reaktiota voidaan tarkastella ja luokitella eri tavoin.

A) Luokittelu reagenssien ja niiden tuotteiden lukumäärän ja koostumuksen mukaan:

Liitännät

laajennuksia

Korvaukset

Yksi dia näyttää esimerkkejä kemiallisista reaktioista.

Kaverit vertailevat reaktioyhtälöitä ja muotoilevat luokkamääritelmiä tämän vertailevan analyysin perusteella. Sama tapahtuu muiden tyyppien kanssa.

B) Lämpövaikutuksella

eksoterminen

Endoterminen

B) Muuttamalla hapetusastetta

redox

Ei muutosta hapetustilassa

D) Faasikoostumuksen mukaan

homogeeninen

Heterogeeninen

D) Katalyytin käytöstä

katalyyttinen

Ei katalyyttinen

E) Suunta:

palautuva

ei palautuva

5. Tiedon soveltaminen ja lujittaminen (15 min)

Ja nyt on aika soveltaa tietomme.

Kaverit suorittavat työkentän tehtäviä 3-5.

3. Liitä haluamasi määritelmä kunkin kemiallisten reaktioiden luokkaan liittyvän termin viereen.

Yhteysreaktiot	Reaktiot, joissa kaksi tai useampi aine muodostaa yhden yhdisteen
Hajoamisreaktiot	Reaktiot, joissa monimutkaisesta aineesta muodostuu useita uusia aineita.
Korvausreaktiot	Reaktiot, joissa yksinkertaisen aineen atomit korvaavat yhden monimutkaisen aineen alkuaineen atomit.
Vaihtoreaktioita	Reaktiot, joissa kaksi yhdistettä vaihtavat aineosaan.
eksotermiset reaktiot	Reaktiot, jotka etenevät lämmön vapautuessa.
Endotermiset reaktiot	Reaktiot, jotka etenevät lämmön imeytymisen myötä.
katalyyttiset reaktiot	Reaktiot, jotka tapahtuvat katalyytin mukana.
Ei-katalyyttiset reaktiot	Reaktiot, jotka tapahtuvat ilman katalyyttiä.
redox	Reaktiot, jotka tapahtuvat reaktioon osallistuvien aineiden muodostavien alkuaineiden hapetusasteiden muuttuessa.
Palautuvat reaktiot	Kemialliset reaktiot, jotka tapahtuvat samanaikaisesti kahdessa vastakkaisessa suunnassa - eteenpäin ja taaksepäin.
peruuttamattomia reaktioita	Kemialliset reaktiot, joiden seurauksena lähtöaineet muuttuvat lähes kokonaan lopputuotteiksi.
Homogeeniset reaktiot	Reaktiot, jotka tapahtuvat homogeenisessa väliaineessa, kuten kaasujen tai liuosten seoksessa.
heterogeeniset reaktiot	Reaktiot, jotka tapahtuvat aineiden välillä heterogeenisessä ympäristössä.

Työn tarkistus tapahtuu esitysdialla.

4. Korreloi kemialliset reaktiot niiden luokkaan:

Yhteysreaktiot

Hajoamisreaktiot

Korvausreaktiot

Vaihtoreaktioita

eksotermiset reaktiot

Kemialliset reaktiot tulee erottaa ydinreaktioista. Kemiallisten reaktioiden seurauksena kunkin kemiallisen alkuaineen atomien kokonaismäärä ja sen isotooppinen koostumus eivät muutu. Ydinreaktiot ovat toinen asia - atomiytimien muutosprosessit niiden vuorovaikutuksen seurauksena muiden ytimien tai alkuainehiukkasten kanssa, esimerkiksi alumiinin muuttuminen magnesiumiksi:

27 13 Al + 1 1 H \u003d 24 12 Mg + 4 2 He

Kemiallisten reaktioiden luokitus on monitahoinen, eli se voi perustua erilaisiin merkkeihin. Mutta minkä tahansa näistä merkeistä voidaan katsoa johtuvan sekä epäorgaanisten että orgaanisten aineiden välisistä reaktioista.

Harkitse kemiallisten reaktioiden luokittelua eri kriteerien mukaan.

I. Reagenssien lukumäärän ja koostumuksen mukaan

Reaktiot, jotka tapahtuvat muuttamatta aineiden koostumusta.

Epäorgaanisessa kemiassa tällaisiin reaktioihin kuuluvat prosessit, joilla saadaan allotrooppisia modifikaatioita yhdestä kemiallisesta alkuaineesta, esimerkiksi:

C (grafiitti) ↔ C (timantti)
S (rombinen) ↔ S (monokliininen)
R (valkoinen) ↔ R (punainen)
Sn (valkoinen tina) ↔ Sn (harmaa tina)
3O 2 (happi) ↔ 2O 3 (otsoni)

Orgaanisessa kemiassa tämän tyyppiset reaktiot voivat sisältää isomerointireaktioita, jotka tapahtuvat muuttamatta paitsi aineiden molekyylien kvalitatiivista, myös kvantitatiivista koostumusta, esimerkiksi:

1. Alkaanien isomerointi.

Alkaanien isomeroitumisreaktiolla on suuri käytännön merkitys, koska isorakenteen hiilivedyillä on pienempi räjähdyskyky.

2. Alkeenien isomerointi.

3. Alkyenien isomerointi (A. E. Favorskyn reaktio).

CH 3 - CH 2 - C \u003d - CH ↔ CH 3 - C \u003d - C- CH 3

etyyliasetyleenidimetyyliasetyleeni

4. Halogeenialkaanien isomerointi (A.E. Favorsky, 1907).

5. Ammoniumsyaniitin isomeroituminen kuumentamalla.

F. Wehler syntetisoi urean ensimmäisen kerran vuonna 1828 isomeroimalla ammoniumsyanaattia kuumennettaessa.

Reaktiot, jotka liittyvät aineen koostumuksen muutokseen

Tällaisia reaktioita on neljää tyyppiä: yhdisteet, hajoamiset, substituutiot ja vaihdot.

1. Kytkentäreaktiot ovat sellaisia reaktioita, joissa kahdesta tai useammasta aineesta muodostuu yksi monimutkainen aine

Epäorgaanisessa kemiassa voidaan tarkastella kaikkia erilaisia yhdistereaktioita, esimerkiksi käyttämällä esimerkkiä reaktioista rikkihapon saamiseksi rikistä:

1. Rikkioksidin (IV) saaminen:

S + O 2 \u003d SO - yksi monimutkainen aine muodostuu kahdesta yksinkertaisesta aineesta.

2. Rikkioksidin (VI) saaminen:

SO 2 + 0 2 → 2SO 3 - yksi monimutkainen aine muodostuu yksinkertaisesta ja monimutkaisesta aineesta.

3. Rikkihapon saaminen:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - yksi kompleksi muodostuu kahdesta monimutkaisesta aineesta.

Esimerkki yhdistereaktiosta, jossa yksi monimutkainen aine muodostuu useammasta kuin kahdesta lähtöaineesta, on typpihapon valmistuksen viimeinen vaihe:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Orgaanisessa kemiassa yhdistereaktioita kutsutaan yleisesti "lisäysreaktioksi". Tällaisten reaktioiden koko valikoima voidaan tarkastella esimerkissä reaktiolohkosta, joka luonnehtii tyydyttymättömien aineiden, esimerkiksi eteenin, ominaisuuksia:

1. Hydrausreaktio - vedyn lisäys:

CH2 \u003d CH2 + H2 → H3-CH3

eteeni → etaani

2. Hydratointireaktio - veden lisääminen.

3. Polymerointireaktio.

2. Hajoamisreaktiot ovat sellaisia reaktioita, joissa yhdestä monimutkaisesta aineesta muodostuu useita uusia aineita.

Epäorgaanisessa kemiassa monenlaisia tällaisia reaktioita voidaan tarkastella reaktiolohkossa hapen saamiseksi laboratoriomenetelmillä:

1. Elohopea(II)oksidin hajoaminen - yhdestä monimutkaisesta aineesta muodostuu kaksi yksinkertaista.

2. Kaliumnitraatin hajoaminen - yhdestä monimutkaisesta aineesta muodostuu yksi yksinkertainen ja yksi kompleksi.

3. Kaliumpermanganaatin hajoaminen - yhdestä monimutkaisesta aineesta muodostuu kaksi monimutkaista ja yksi yksinkertainen, eli kolme uutta ainetta.

Orgaanisessa kemiassa hajoamisreaktiot voidaan ottaa huomioon eteenin tuotannon laboratoriossa ja teollisuudessa:

1. Etanolin dehydraatioreaktio (veden pilkkominen):

C 2 H 5OH → CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O

2. Etaanin dehydrausreaktio (vedyn halkaisu):

CH3-CH3 → CH2 \u003d CH2 + H2

tai CH3-CH3 → 2C + ZH2

3. Propaanin krakkausreaktio (halkeaminen):

CH3-CH2-CH3 → CH2 \u003d CH2 + CH4

3. Substituutioreaktiot ovat sellaisia reaktioita, joiden seurauksena yksinkertaisen aineen atomit korvaavat monimutkaisen aineen alkuaineen atomit.

Epäorgaanisessa kemiassa esimerkki tällaisista prosesseista on reaktiolohko, joka luonnehtii esimerkiksi metallien ominaisuuksia:

1. Alkali- tai maa-alkalimetallien vuorovaikutus veden kanssa:

2Na + 2H 2O \u003d 2NaOH + H2

2. Metallien vuorovaikutus liuoksessa olevien happojen kanssa:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

3. Metallien vuorovaikutus liuoksessa olevien suolojen kanssa:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

4. Metallilämpö:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr

Orgaanisen kemian tutkimuksen kohteena eivät ole yksinkertaiset aineet, vaan vain yhdisteet. Siksi esimerkkinä substituutioreaktiosta annamme tyydyttyneiden yhdisteiden, erityisesti metaanin, tyypillisimmän ominaisuuden, sen vetyatomien kyvyn korvata halogeeniatomeilla. Toinen esimerkki on aromaattisen yhdisteen (bentseeni, tolueeni, aniliini) bromaus.

C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr

bentseeni → bromibentseeni

Kiinnittäkäämme huomiota orgaanisten aineiden substituutioreaktion erikoisuuteen: tällaisten reaktioiden seurauksena ei muodostu yksinkertaista ja monimutkaista ainetta, kuten epäorgaanisessa kemiassa, vaan kaksi monimutkaista ainetta.

Orgaanisessa kemiassa substituutioreaktioihin sisältyy myös joitain kahden monimutkaisen aineen välisiä reaktioita, esimerkiksi bentseenin nitraus. Se on muodollisesti vaihtoreaktio. Se, että tämä on substituutioreaktio, käy selväksi vasta kun tarkastellaan sen mekanismia.

4. Vaihtoreaktiot ovat sellaisia reaktioita, joissa kaksi monimutkaista ainetta vaihtavat aineosaan

Nämä reaktiot karakterisoivat elektrolyyttien ominaisuuksia ja etenevät liuoksissa Berthollet-säännön mukaisesti, eli vain jos seurauksena muodostuu sakka, kaasu tai vähän dissosioituva aine (esim. H 2 O).

Epäorgaanisessa kemiassa tämä voi olla reaktiolohko, joka luonnehtii esimerkiksi alkalien ominaisuuksia:

1. Neutralointireaktio, joka liittyy suolan ja veden muodostumiseen.

2. Alkalin ja suolan välinen reaktio, joka liittyy kaasun muodostumiseen.

3. Alkalin ja suolan välinen reaktio, joka liittyy sakan muodostumiseen:

СuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4

tai ionisessa muodossa:

Cu 2+ + 2OH - \u003d Cu (OH) 2

Orgaanisessa kemiassa voidaan harkita reaktiolohkoa, joka luonnehtii esimerkiksi etikkahapon ominaisuuksia:

1. Reaktio, jossa muodostuu heikko elektrolyytti - H 2 O:

CH 3COOH + NaOH → Na (CH3COO) + H 2 O

2. Reaktio, joka tapahtuu kaasun muodostumisen kanssa:

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

3. Reaktio, joka etenee sakan muodostuessa:

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

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

II. Muuttamalla aineita muodostavien kemiallisten alkuaineiden hapetusasteita

Tämän perusteella erotetaan seuraavat reaktiot:

1. Reaktiot, jotka tapahtuvat alkuaineiden hapetusasteiden muuttuessa tai redox-reaktiot.

Näihin kuuluvat monet reaktiot, mukaan lukien kaikki substituutioreaktiot, sekä ne yhdistelmä- ja hajoamisreaktiot, joihin osallistuu ainakin yksi yksinkertainen aine, esimerkiksi:

1. Mg 0 + H + 2 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2

2. 2Mg0 + 002 = Mg +20-2

Monimutkaiset redox-reaktiot kootaan elektronitasapainomenetelmällä.

2KMn +704 + 16HCl - \u003d 2KCl - + 2Mn +2Cl-2 + 5Cl02 + 8H2O

Orgaanisessa kemiassa aldehydien ominaisuudet voivat toimia silmiinpistävänä esimerkkinä redox-reaktioista.

1. Ne pelkistetään vastaaviksi alkoholeiksi:

Aldesidit hapetetaan vastaaviksi hapoiksi:

2. Reaktiot, jotka tapahtuvat muuttamatta kemiallisten alkuaineiden hapetusasteita.

Näitä ovat esimerkiksi kaikki ioninvaihtoreaktiot, samoin kuin monet yhdistereaktiot, monet hajoamisreaktiot, esteröintireaktiot:

HCOOH + CHgOH = HSOCH 3 + H 2 O

III. Lämpövaikutuksella

Lämpövaikutuksen mukaan reaktiot jaetaan eksotermisiin ja endotermisiin.

1. Eksotermiset reaktiot etenevät energian vapautuessa.

Näitä ovat lähes kaikki yhdistereaktiot. Harvinainen poikkeus ovat typpioksidin (II) synteesin endotermiset reaktiot typestä ja hapesta sekä kaasumaisen vedyn reaktio kiinteän jodin kanssa.

Eksotermisiä reaktioita, jotka etenevät valon vapautuessa, kutsutaan palamisreaktioksi. Eteenin hydraus on esimerkki eksotermisestä reaktiosta. Se toimii huoneenlämmössä.

2. Endotermiset reaktiot etenevät energian absorptiolla.

Ilmeisesti melkein kaikki hajoamisreaktiot koskevat niitä, esimerkiksi:

1. Kalkkikiven kalsinointi

2. Butaanihalkeilu

Reaktion seurauksena vapautuvaa tai absorboitunutta energiaa kutsutaan reaktion lämpövaikutukseksi, ja tätä vaikutusta osoittavaa kemiallisen reaktion yhtälöä kutsutaan termokemialliseksi yhtälöksi:

H 2 (g) + C 12 (g) \u003d 2HC 1 (g) + 92,3 kJ

N 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2NO (g) - 90,4 kJ

IV. Reagoivien aineiden aggregaatiotilan mukaan (faasikoostumus)

Reagoivien aineiden aggregaatiotilan mukaan on:

1. Heterogeeniset reaktiot - reaktiot, joissa lähtöaineet ja reaktiotuotteet ovat eri aggregaatiotilassa (eri vaiheissa).

2. Homogeeniset reaktiot - reaktiot, joissa lähtöaineet ja reaktiotuotteet ovat samassa aggregaatiotilassa (yhdessä faasissa).

V. Katalyytin osallistumisen mukaan

Katalyytin osallistumisen mukaan on:

1. Ei-katalyyttiset reaktiot, jotka tapahtuvat ilman katalyytin osallistumista.

2. Katalyyttiset reaktiot, jotka tapahtuvat katalyytin mukana. Koska kaikki elävien organismien soluissa tapahtuvat biokemialliset reaktiot tapahtuvat erityisten proteiiniluonteisten biologisten katalyyttien - entsyymien - osallistumisen kautta, ne kaikki kuuluvat katalyyttisiin tai tarkemmin sanottuna entsymaattisiin. On huomattava, että yli 70 % kemianteollisuudesta käyttää katalyyttejä.

VI. Kohti

Suunnan mukaan on:

1. Irreversiibelit reaktiot etenevät tietyissä olosuhteissa vain yhteen suuntaan. Näitä ovat kaikki vaihtoreaktiot, joihin liittyy sakan, kaasun tai vähän dissosioituvan aineen (veden) muodostuminen, sekä kaikki palamisreaktiot.

2. Reversiibelit reaktiot näissä olosuhteissa etenevät samanaikaisesti kahteen vastakkaiseen suuntaan. Suurin osa näistä reaktioista on.

Orgaanisessa kemiassa kääntyvyyden merkki heijastuu prosessien nimissä - antonyymeissä:

Hydraus - dehydraus,

Nesteytys - kuivuminen,

Polymerointi - depolymerointi.

Kaikki esteröintireaktiot ovat palautuvia (vastakohtaista prosessia, kuten tiedätte, kutsutaan hydrolyysiksi) ja proteiinien, esterien, hiilihydraattien, polynukleotidien hydrolyysi. Näiden prosessien palautuvuus on elävän organismin tärkeimmän ominaisuuden - aineenvaihdunnan - taustalla.

VII. Virtausmekanismin mukaan on:

1. Reaktion aikana muodostuneiden radikaalien ja molekyylien välillä tapahtuu radikaalireaktioita.

Kuten jo tiedät, kaikissa reaktioissa vanhat kemialliset sidokset katkeavat ja uusia kemiallisia sidoksia muodostuu. Menetelmä, jolla sidos katkaistaan lähtöaineen molekyyleissä, määrittää reaktion mekanismin (polun). Jos aine muodostuu kovalenttisesta sidoksesta, tämän sidoksen katkaisemiseen voi olla kaksi tapaa: hemolyyttinen ja heterolyyttinen. Esimerkiksi Cl 2:n, CH 4:n jne. molekyyleille toteutuu sidosten hemolyyttinen repeämä, joka johtaa hiukkasten muodostumiseen parittomien elektronien kanssa, toisin sanoen vapaita radikaaleja.

Radikaalit muodostuvat useimmiten katketessa sidoksia, joissa jaetut elektroniparit jakautuvat suunnilleen tasaisesti atomien kesken (ei-polaarinen kovalenttinen sidos), mutta monet polaariset sidokset voivat myös katketa samalla tavalla, erityisesti kun reaktio tapahtuu kaasufaasissa ja valon vaikutuksesta, kuten esimerkiksi edellä käsiteltyjen prosessien tapauksessa - C12:n ja CH4:n vuorovaikutus. Radikaalit ovat erittäin reaktiivisia, koska niillä on taipumus täydentää elektronikerrosta ottamalla elektroni toisesta atomista tai molekyylistä. Esimerkiksi kun klooriradikaali törmää vetymolekyyliin, se rikkoo jaetun elektroniparin, joka sitoo vetyatomit ja muodostaa kovalenttisen sidoksen yhden vetyatomin kanssa. Toisesta vetyatomista tulee radikaali, ja se muodostaa yhteisen elektroniparin romahtavan Cl2-molekyylin klooriatomin parittoman elektronin kanssa, mikä johtaa klooriradikaaliin, joka hyökkää uuteen vetymolekyyliin jne.

Reaktioita, jotka ovat peräkkäisten muunnosten ketju, kutsutaan ketjureaktioksi. Ketjureaktioteorian kehittämisestä kaksi erinomaista kemistiä - maanmiehimme N. N. Semenov ja englantilainen S. A. Hinshelwood saivat Nobel-palkinnon.
Kloorin ja metaanin välinen substituutioreaktio etenee samalla tavalla:

Suurin osa orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden palamisreaktioista, veden, ammoniakin synteesi, eteenin, vinyylikloridin jne. polymeroituminen etenee radikaalimekanismin mukaan.

2. Ionireaktiot tapahtuvat jo olemassa olevien tai reaktion aikana muodostuneiden ionien välillä.

Tyypilliset ionireaktiot ovat liuoksessa olevien elektrolyyttien välisiä vuorovaikutuksia. Ioneja ei muodostu vain elektrolyyttien dissosioitumisen aikana liuoksissa, vaan myös sähköpurkausten, lämmityksen tai säteilyn vaikutuksesta. Esimerkiksi y-säteet muuttavat vesi- ja metaanimolekyylejä molekyyli-ioneiksi.

Toisen ionimekanismin mukaan tapahtuu reaktioita vetyhalogenidien, vedyn, halogeenien lisäämisestä alkeeneihin, alkoholien hapettumiseen ja dehydraatioon, alkoholihydroksyylin korvaamiseen halogeenilla; aldehydien ja happojen ominaisuuksia kuvaavat reaktiot. Ionit muodostuvat tässä tapauksessa kovalenttisten polaaristen sidosten heterolyyttisellä katkeamisella.

VIII. Energiatyypin mukaan

reaktion aloittaessa on:

1. Fotokemialliset reaktiot. Ne saavat alkunsa valoenergiasta. Edellä mainittujen HCl-synteesin valokemiallisten prosessien tai metaanin reaktion kloorin lisäksi ne sisältävät otsonin muodostumisen troposfäärissä toissijaisena ilmansaasteena. Tässä tapauksessa typpioksidi (IV) toimii ensisijaisena, joka muodostaa happiradikaaleja valon vaikutuksesta. Nämä radikaalit ovat vuorovaikutuksessa happimolekyylien kanssa, mikä johtaa otsonia.

Otsonin muodostuminen jatkuu niin kauan kuin valoa on riittävästi, koska NO voi olla vuorovaikutuksessa happimolekyylien kanssa muodostaen saman NO 2:n. Otsonin ja muiden ilman epäpuhtauksien kerääntyminen voi johtaa valokemialliseen savusumuun.

Tämäntyyppinen reaktio sisältää myös tärkeimmän kasvisoluissa tapahtuvan prosessin - fotosynteesin, jonka nimi puhuu puolestaan.

2. Säteilyreaktiot. Ne alkavat korkeaenergisesta säteilystä - röntgensäteistä, ydinsäteilystä (γ-säteet, a-hiukkaset - He 2+ jne.). Säteilyreaktioiden avulla suoritetaan erittäin nopea radiopolymerointi, radiolyysi (säteilyn hajoaminen) jne.

Esimerkiksi fenolin kaksivaiheisen tuotannon sijaan bentseenistä se voidaan saada bentseenin vuorovaikutuksella veden kanssa säteilyn vaikutuksesta. Tässä tapauksessa vesimolekyyleistä muodostuu radikaaleja [OH] ja [H], joiden kanssa bentseeni reagoi muodostaen fenolia:

C6H6 + 2 [OH] → C6H5OH + H2O

Kumin vulkanointi voidaan suorittaa ilman rikkiä käyttämällä radiovulkanointia, ja tuloksena oleva kumi ei ole huonompi kuin perinteinen kumi.

3. Sähkökemialliset reaktiot. Ne käynnistyvät sähkövirralla. Tunnettujen elektrolyysireaktioiden lisäksi esittelemme myös sähkösynteesin reaktiot, esimerkiksi epäorgaanisten hapettimien teollisen tuotannon reaktiot.

4. Termokemialliset reaktiot. Ne käynnistyvät lämpöenergialla. Näihin kuuluvat kaikki endotermiset reaktiot ja monet eksotermiset reaktiot, jotka vaativat alkulämmön syöttöä eli prosessin käynnistämistä.

Yllä oleva kemiallisten reaktioiden luokittelu näkyy kaaviossa.

Kemiallisten reaktioiden luokitus, kuten kaikki muutkin luokitukset, on ehdollinen. Tutkijat sopivat jakavansa reaktiot tiettyihin tyyppeihin tunnistamiensa merkkien mukaan. Mutta useimmat kemialliset muutokset voidaan johtua eri tyypeistä. Kuvataanpa esimerkiksi ammoniakin synteesiprosessia.

Tämä on yhdistereaktio, redox, eksoterminen, palautuva, katalyyttinen, heterogeeninen (tarkemmin heterogeeninen katalyytti), joka etenee järjestelmän paineen laskulla. Prosessin hallitsemiseksi onnistuneesti kaikki yllä olevat tiedot on otettava huomioon. Tietty kemiallinen reaktio on aina monilaatuinen, sille on ominaista erilaiset ominaisuudet.