Obiectivele lecției. Pentru a generaliza ideea unei reacții chimice ca proces de transformare a uneia sau mai multor substanțe inițiale-reactivi în substanțe care diferă de aceștia prin compoziția sau structura chimică - produse de reacție. Luați în considerare câteva dintre numeroasele clasificări reacții chimice pe diverse temeiuri. Arătați aplicabilitatea unor astfel de clasificări pentru reacțiile anorganice și organice. Dezvăluie natura relativă tipuri variate reacții chimice și relația dintre diferitele clasificări ale proceselor chimice.
Conceptul de reacții chimice, clasificarea lor după diverse criterii în comparație pentru anorganice și materie organică
O reacție chimică este o modificare a substanțelor în care cele vechi sunt rupte și se formează altele noi. legături chimiceîntre particule („volume, ioni) din care sunt construite substanțele (diapozitivul 2).
Reacțiile chimice sunt clasificate:
1. După numărul și compoziția de reactivi și produse (diapozitivul 3)
a) extinderi (diapozitivul 4)
Reacții de descompunere în Chimie organica, spre deosebire de reacțiile de descompunere în Chimie anorganică, au propriile lor caracteristici. Ele pot fi considerate procese inverse de adăugare, deoarece rezultatul cel mai adesea este formarea de legături sau cicluri multiple.
b) conexiuni (diapozitivul 5)
Pentru a intra într-o reacție de adiție, o moleculă organică trebuie să aibă o legătură (sau ciclu) multiplă, această moleculă va fi principala (substrat). O moleculă mai simplă (adesea materie anorganică, reactiv) este atașat la locul ruperii unei legături multiple sau a deschiderii inelului.
c) înlocuiri (diapozitivul 6)
Caracteristica lor distinctivă este interacțiunea o substanță simplă cu complex. Astfel de reacții există în chimia organică.
Cu toate acestea, conceptul de „substituție” în substanțele organice este mai larg decât în chimia anorganică. Dacă în molecula substanţei iniţiale vreun atom sau grup functional sunt înlocuite cu un alt atom sau grup, acestea sunt și reacții de substituție, deși din punct de vedere al chimiei anorganice, procesul arată ca o reacție de schimb.
d) schimb (inclusiv neutralizarea) (diapozitivul 7)
Se recomandă efectuarea sub formă de lucrări de laborator conform ecuațiilor de reacție propuse în prezentare
2. Prin efect termic (diapozitivul 8)
a) endotermic
b) exotermă (inclusiv reacții de ardere)
Prezentarea a sugerat reacții din chimia anorganică și organică.Reacțiile combinate vor fi reacții exoterme, iar reacțiile de descompunere vor fi endoterme (relativitatea acestei concluzii va fi subliniată printr-o excepție rară - reacția azotului cu oxigenul este endotermă:
N2 + 02 -> 2
NU- Q
3. Despre utilizarea unui catalizator (diapozitivul 9)
b) necatalitic
4. Direcție (diapozitivul 10)
a) catalitice (inclusiv enzimatice)
b) necatalitic
5. Pe fază (diapozitivul 11)
a) omogen
b) eterogen
6. Prin modificarea stării de oxidare a elementelor care formează reactanți și produși (diapozitivul 12)
a) redox
b) fără modificarea stării de oxidare
Redox în chimia anorganică include toate reacțiile de substituție și acele reacții de descompunere și compuse în care este implicată cel puțin o substanță simplă. Într-o versiune mai generalizată (luând deja în considerare chimia organică): toate reacțiile care implică substanțe simple. În schimb, reacțiile care decurg fără modificarea stărilor de oxidare ale elementelor care formează reactanții și produșii de reacție includ toate reacțiile de schimb.
Consolidarea temei studiate (diapozitivul 13-21).
Rezumatul lecției.
Lectia 2 acizi carboxilici: clasificare și nomenclatură, structura grupării carboxil, fizice, Proprietăți chimice, metode de obținere a acizilor carboxilici monobazici saturați „(Slide 1).Obiectivele lecției. Prezentați conceptul de acizi carboxilici și clasificarea lor în comparație cu acizii minerali. Luați în considerare elementele de bază ale nomenclaturii internaționale și triviale și izomeria acestui tip de compuși organici. Dezasamblați structura grupului carboxil și preziceți comportamentul chimic al acizilor carboxilici. Considera proprietăți generale acizi carboxilici în comparație cu proprietățile acizilor minerali. Dați o idee despre proprietățile speciale ale acizilor carboxilici (reacții radicale și formarea derivaților funcționali). Să familiarizeze elevii cu cei mai caracteristici reprezentanți ai acizilor carboxilici și să arate semnificația lor în natură și în viața umană.
Conceptul de acizi carboxilici, clasificarea lor după diverse criteriiacizi carboxilici- o clasă de compuși organici ale căror molecule conțin o grupare carboxil - COOH. Compoziția acizilor carboxilici monobazici limitatori corespunde formulei generale (Diapozitivul 2)
Acizii carboxilici sunt clasificați:
În funcție de numărul de grupe carboxil, acizii carboxilici sunt împărțiți în (Diapozitivul 3):
- monocarboxilic sau monobazic ( acid acetic)
- dicarboxilic sau dibazic (acid oxalic)
În funcție de structura radicalului de hidrocarbură de care este atașată gruparea carboxil, acizii carboxilici sunt împărțiți în:
- alifatic (acetic sau acrilic)
- aliciclic (ciclohexancarboxilic)
- aromatice (benzoice, ftalice)
Exemple de acizi (diapozitivul 4)
Izomeria și structura acizilor carboxilici
1. Izomeria lanțului de carbon (Diapozitivul 5)
2. Izomeria poziției unei legături multiple, de exemplu:
CH 2 \u003d CH - CH 2 - COOH Acid buten-3-oic (acid vinilacetic)
CH 3 - CH \u003d CH - COOH Acid buten-2-oic (acid crotonic)
3. Izomerie cis-, trans, de exemplu:
Structura(Diapozitivul 6)
Gruparea carboxil COOH este formată din gruparea carbonil C=O și gruparea hidroxil OH.
În grupul CO, atomul de carbon poartă o sarcină pozitivă parțială și atrage perechea de electroni a atomului de oxigen din grupa OH. În acest caz, densitatea electronilor pe atomul de oxigen scade și Conexiune O-N slăbit:
La rândul său, grupul OH „stinge” sarcina pozitivă a grupului CO.
Proprietățile fizice și chimice ale acizilor carboxilici
Acizii carboxilici inferiori sunt lichide cu miros înțepător, foarte solubile în apă. Pe măsură ce greutatea moleculară relativă crește, solubilitatea acizilor în apă scade și punctul de fierbere crește. Acizi mai mari, începând cu pelargonic
C 8 H 17 COOH - solide, inodore, insolubile în apă.
Cele mai importante proprietăți chimice caracteristice majorității acizilor carboxilici (Diapozitivul 7.8):
1) Interacțiunea cu metale active:
2 CH3COOH + Mg (CH3COO) 2 Mg + H2
2) Interacțiunea cu oxizii metalici:
2CH3COOH + CaO (CH3COO)2Ca + H2O
3) Interacțiunea cu bazele:
CH3COOH + NaOHCH3COONa + H2O
4) Interacțiunea cu sărurile:
CH3COOH + NaHCO3CH3COONa + CO2 + H2O
5) Interacțiune cu alcooli (reacție de esterificare):
CH 3 COOH + CH 3 CH 2 OHCH 3 COOSH 2 CH 3 + H 2 O
6) Interacțiunea cu amoniacul:
CH3COOH + NH3CH3COONH 4
Când sunt încălzite, sărurile de amoniu ale acizilor carboxilici își formează amidele:
CH 3 COONH 4 CH 3 CONH 2 + H 2 O
7) Sub acțiunea SOC l2, acizii carboxilici sunt transformați în clorurile acide corespunzătoare.
CH 3 COOH + SOC l2 CH 3 COCl + HCl + SO 2
4. Izomerie interclasă :
de exemplu: C4H8O2
Ester metilic al acidului propanoic CH3-CH2-CO-O-CH3
Ester etilic al acidului etanoic CH3-CO-O-CH2-CH3
С3Н 7 - COOH acid butanoic
(Diapozitivul 9, 10)
1. Oxidarea aldehidelor şi alcooli primari -
mod general obţinerea acizilor carboxilici:
2. O altă metodă generală este hidroliza hidrocarburilor halogenate care conțin trei atomi de halogen pe un atom de carbon:
3
NaCl
3. Interacțiunea reactivului Grignard cu CO2:
4. Hidroliza esterilor:
5. Hidroliza anhidridelor acide:
Metode de obţinere a acizilor carboxilici
Pentru acizi individuali există modalități specifice de obținere (Diapozitivul 11):
Pentru obtinerea acid benzoic este posibil să se utilizeze oxidarea omologilor benzenului monosubstituit soluție acidă permanganat de potasiu:
Acid acetic obtinut la scara industriala prin oxidarea catalitica a butanului cu oxigenul atmosferic:
Acid formic obținut prin încălzirea monoxidului de carbon (II) cu hidroxid de sodiu sub presiune și prelucrarea formiatului de sodiu rezultat cu un acid puternic:
Aplicarea acizilor carboxilici(Diapozitivul 12)
Consolidarea temei studiate (diapozitivul 13-14).
Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com
Subtitrări slide-uri:
Clasificarea reacțiilor chimice
Reacții chimice - procese chimice, în urma căreia, din unele substanțe, se formează altele care diferă de acestea prin compoziție și (sau) structură. În reacțiile chimice, apare în mod necesar o schimbare a substanțelor, în care legăturile vechi sunt rupte și se formează noi legături între atomi. Semne ale reacțiilor chimice: Se eliberează un gaz Un precipitat va cădea 3) Are loc o schimbare a culorii substanțelor Căldura, lumina este emisă sau absorbită
Reacții chimice în chimia anorganică
Reacții chimice în chimia anorganică
Reacții chimice în chimia anorganică 1. Prin modificarea stărilor de oxidare ale elementelor chimice: reducerea reacțiilor: Reacțiile redox sunt reacții care apar cu modificarea stărilor de oxidare ale elementelor. Intermoleculară - aceasta este o reacție care vine cu o schimbare a stării de oxidare a atomilor din diferite molecule. -2 +4 0 2H 2 S + H 2 SO 3 → 3S + 3H 2 O +2 -1 +2.5 -2 2Na 2 S 2 O 3 + H 2 O 2 → Na 2 S 4 O 6 + 2NaOH
Reacții chimice în chimia anorganică 1. Prin modificarea stărilor de oxidare ale elementelor chimice care formează substanțe: Reacții redox: 2. Intramoleculară - este o reacție care are loc cu modificarea stării de oxidare a diferiților atomi dintr-o moleculă. -3 +5 t 0 +3 (NH4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O Disproporționarea este o reacție care are loc cu creșterea și scăderea simultană a stării de oxidare a atomilor aceluiași element. . +1 +5 -1 3NaClO → NaClO3 + 2NaCl
2.1. Reacții care au loc fără modificarea compoziției substanțelor În chimia anorganică, astfel de reacții includ procesele de obținere a modificărilor alotropice ale unui element chimic, de exemplu: C (grafit) C (diamant) 3O 2 (oxigen) 2O 3 (ozon) Sn (staniu alb) Sn (staniu gri) S (rombic) S (plastic) P (roșu) P (alb) Reacții chimice în chimia anorganică 2. După numărul și compoziția reactanților:
Reacții chimice în chimia anorganică 2. După numărul și compoziția reactanților: 2.2. Reacții care apar cu modificarea compoziției unei substanțe Reacțiile combinate sunt reacții în care o substanță complexă se formează din două sau mai multe substanțe. În chimia anorganică, toată varietatea de reacții compuse poate fi luată în considerare folosind exemplul reacției de obținere a acidului sulfuric din sulf: a) obținerea oxidului de sulf (IV): S + O 2 SO 2 - o substanță complexă se formează din două substanțe simple, b) obținerea oxidului de sulf (VI ): 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - dintr-o substanță simplă și complexă se formează o substanță complexă, c) obținerea acidului sulfuric: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - din doi substanțe complexe se formează un complex.
Reacţii chimice în chimia anorganică 2. După numărul şi compoziţia substanţelor care reacţionează: 2. Reacţiile de descompunere sunt acele reacţii în care dintr-o substanţă complexă se formează mai multe substanţe noi. În chimia anorganică, toată varietatea de astfel de reacții poate fi considerată în blocul reacțiilor de obținere a oxigenului prin metode de laborator: a) descompunerea mercurului (II) oxid: 2HgO t 2Hg + O 2 - se formează două simple din o substanță complexă. b) descompunerea azotatului de potasiu: 2KNO 3 t 2KNO 2 + O 2 - dintr-o substanță complexă se formează o substanță simplă și una complexă. c) descompunerea permanganatului de potasiu: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 - dintr-o substanță complexă se formează două complexe și una simplă.
Reacţii chimice în chimia anorganică 2. După numărul şi compoziţia substanţelor care reacţionează: 3. Reacţiile de substituţie sunt astfel de reacţii în urma cărora atomii unei substanţe simple înlocuiesc atomii unui element dintr-o substanţă complexă. În chimia anorganică, un exemplu de astfel de procese poate servi ca un bloc de reacții care caracterizează proprietățile metalelor: a) interacțiunea dintre alcaline sau metale alcalino-pământoase cu apă: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 b) interacțiunea metalelor cu acizii în soluție: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 c ) interacțiunea metalelor cu sărurile în soluție: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu d) metalotermie: 2Al + Cr 2 O 3 t Al 2 O 3 + 2Cr
4. Reacțiile de schimb sunt acele reacții în care două substanțe complexe își schimbă părțile constitutive Aceste reacții caracterizează proprietățile electroliților și se desfășoară în soluții conform regulii Berthollet, adică numai dacă se formează un precipitat, un gaz sau o substanță cu disociere scăzută (de exemplu, H 2 O). În anorganic, acesta poate fi un bloc de reacții care caracterizează proprietățile alcalinelor: a) o reacție de neutralizare care are loc cu formarea de sare și apă: NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O sau în formă ionică: OH - + H + \u003d H 2 O b ) reacția dintre alcali și sare, care merge cu formarea gazului: 2NH 4 Cl + Ca (OH) 2 \u003d CaCl 2 + 2NH 3 + 2 H 2 O c) reacția dintre alcali și sare, care vine cu formarea unui precipitat: Cu SO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4 Reacții chimice în chimia anorganică 2. După numărul și compoziția reactanților :
Reacții chimice în chimia anorganică 3. După efectul termic: 3.1. Reacții exoterme: Reacțiile exoterme sunt reacții care eliberează energie în mediu. Acestea includ aproape toate reacțiile compuse. Reacțiile exoterme care au loc cu eliberarea luminii sunt denumite reacții de ardere, de exemplu: 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + Q 3.2. Reacții endoterme: Reacțiile endoterme sunt reacții care absorb energie în mediu. Acestea includ aproape toate reacțiile de descompunere, de exemplu: Calcar de calcinare: CaCO 3 t CaO + CO 2 - Q
Reacții chimice în chimia anorganică 4. Reversibilitatea procesului: 4.1. Reacții ireversibile: reacțiile ireversibile au loc în condiții date într-o singură direcție. Astfel de reacții includ toate reacțiile de schimb însoțite de formarea unui precipitat, gaz sau a unei substanțe cu disociere scăzută (apa) și toate reacțiile de ardere: S + O 2 SO 2; 4 P + 5O 2 2P 2 O 5; Cu SO 4 + 2KOH Cu(OH) 2 + K 2 SO 4 4.2. Reacții reversibile: Reacțiile reversibile în condiții date au loc simultan în două direcții opuse. Cele mai multe dintre aceste reacții sunt. De exemplu: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 + 3H 2 2NH 3
Catalizatorii sunt substanțe care iau parte la o reacție chimică și își schimbă viteza sau direcția, dar la sfârșitul reacției rămân neschimbate calitativ și cantitativ. 5.1. Reacții necatalitice: Reacțiile necatalitice sunt reacții care au loc fără participarea unui catalizator: 2HgO t 2Hg + O 2 2Al + 6HCl t 2AlCl 3 + 3H 2 5.2. Reacții catalitice: sunt reacții catalitice: au loc cu participarea unui catalizator: t ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 P,t CO + NaOH H-CO-ONa Reacții chimice în chimia anorganică 5 . Implicarea catalizatorului
Reacţii chimice în chimia anorganică 6 . Prezența unei interfețe între faze 6.1. Reacții eterogene: reacțiile eterogene sunt reacții în care reactanții și produșii de reacție sunt în diferite stări de agregare(în diferite faze): FeO (t) + CO (g) Fe (t) + CO 2 (g) + Q 2 Al (t) + 3C u C l 2 (soluție) \u003d 3C u (t) + 2AlCl 3 (soluție) CaC 2 (t) + 2H 2 O (l) = C 2 H 2 + Ca(OH) 2 (soluție) 6.2. Reacții omogene: Reacțiile omogene sunt reacții în care reactanții și produșii de reacție sunt în aceeași stare de agregare (într-o fază): 2C 2 H 6 (g) + 7O 2 (g) 4CO 2 (g) + 6H 2 O (g) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g) + Q H 2 (g) + F 2 (g) \u003d 2HF (g)
Subiecte USE codificator: Clasificarea reacţiilor chimice în chimia organică şi anorganică.
reacții chimice - acesta este un fel de interacțiune a particulelor, când dintr-una substanțe chimice se obțin altele, care diferă de ele ca proprietăți și structură. Substanţe care introduce in reactie - reactivi. Substanţe care formatîn timpul unei reacții chimice produse.
În timpul unei reacții chimice, legăturile chimice sunt rupte și se formează altele noi.
În timpul reacțiilor chimice, atomii implicați în reacție nu se modifică. Se schimbă doar ordinea de conectare a atomilor din molecule. Prin urmare, numărul de atomi ai aceleiași substanțe nu se modifică în timpul unei reacții chimice.
Reacțiile chimice sunt clasificate după diferite criterii. Luați în considerare principalele tipuri de clasificare a reacțiilor chimice.
Clasificare în funcție de numărul și compoziția reactanților
În funcție de compoziția și numărul de substanțe care reacţionează, reacțiile care au loc fără modificarea compoziției substanțelor sunt împărțite, iar reacțiile care au loc cu o modificare a compoziției substanțelor:
1. Reacțiile care au loc fără modificarea compoziției substanțelor (A → B)
Pentru astfel de reactii în chimia anorganică Tranzițiile alotropice ale substanțelor simple de la o modificare la alta pot fi atribuite:
S rombic → S monoclinic.
LA Chimie organica astfel de reacții sunt reacții de izomerizare , când se obține un alt izomer dintr-un izomer sub acțiunea unui catalizator și a unor factori externi (de regulă, un izomer structural).
De exemplu, izomerizarea butanului la 2-metilpropan (izobutan):
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH (CH3)-CH3.
2. Reacții care apar cu modificarea compoziției
- Reacții de cuplare (A + B + ... →D)- sunt reacții în care din două sau mai multe substanțe se formează o nouă substanță complexă. LA Chimie anorganică Reacția compusă include reacțiile de ardere a substanțelor simple, interacțiunea oxizilor bazici cu cei acizi etc. Chimie anorganică astfel de reacții se numesc reacții aderare . Reacții de adaos — acestea sunt reacții în care o altă moleculă este atașată de molecula organică în cauză. Reacțiile de adiție includ reacții hidrogenare(interacțiune cu hidrogenul), hidratare(conexiune la apă), hidrohalogenare(adaos de halogenură de hidrogen), polimerizare(atașarea moleculelor între ele cu formarea unui lanț lung) etc.
De exemplu, hidratare:
CH2 \u003d CH2 + H2O → CH3-CH2-OH
- Reacții de descompunere (A → B+C+…) Acestea sunt reacții în cursul cărora se formează mai multe substanțe mai puțin complexe sau simple dintr-o moleculă complexă. În acest caz, se pot forma atât substanțe simple, cât și complexe.
De exemplu, la descompunere apă oxigenată:
2H2O2→ 2H2O + O2.
Chimie anorganică separa reacțiile de descompunere propriu-zise și reacțiile de clivaj . Reacții de clivaj (eliminare). — acestea sunt reacții în care atomii sau grupările atomice sunt desprinse de molecula originală, menținându-și scheletul de carbon.
De exemplu, reacția de extracție a hidrogenului (dehidrogenare) din propan:
C3H8 → C3H6 + H2
De regulă, în numele unor astfel de reacții există un prefix „de”. Reacțiile de descompunere în chimia organică apar, de regulă, cu o ruptură a lanțului de carbon.
De exemplu, reacție crăparea butanului(clivarea în molecule mai simple atunci când este încălzită sau sub acțiunea unui catalizator):
C4H10 → C2H4 + C2H6
- Reacții de substituție - sunt reactii in care atomii sau grupurile de atomi ale unei substante sunt inlocuite cu atomi sau grupuri de atomi ale unei alte substante. În chimia anorganică Aceste reacții au loc conform schemei:
AB+C=AC+B.
De exemplu, mai activ halogeniînlocuiește compușii mai puțin activi. Interacţiune Iodură de potasiu Cu clor:
2KI + Cl2 → 2KCl + I2.
Atât atomii individuali, cât și moleculele pot fi înlocuite.
De exemplu, când este topită Mai puțin oxizi volatili împinge afară mai volatile din săruri. Da, nevolatil oxid de siliciuînlocuiește monoxidul de carbon din bicarbonat de sodiu la topire:
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2
LA Chimie organica reacţiile de substituţie sunt reacţii în care parte moleculă organică înlocuit la alte particule. În acest caz, particula substituită, de regulă, se combină cu o parte a moleculei substituente.
De exemplu, reacție clorurarea metanului:
CH4 + CI2 → CH3CI + HCI
În ceea ce privește numărul de particule și compoziția produselor de interacțiune, această reacție este mai asemănătoare cu o reacție de schimb. Cu toate acestea, prin mecanism o astfel de reacție este o reacție de substituție.
- Reacții de schimb - sunt reacții în care două substanțe complexe își schimbă părțile constitutive:
AB+CD=AC+BD
Reacțiile de schimb sunt reacții de schimb ionic curgerea în soluții; reacții care ilustrează proprietățile acido-bazice ale substanțelor și altele.
Exemplu reacţii de schimb în chimia anorganică – neutralizare de acid clorhidric alcaline:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H2O
Exemplu reacții de schimb în chimia organică - hidroliza alcalină a cloretanului:
CH3-CH2-Cl + KOH \u003d CH3-CH2-OH + KCl
Clasificarea reacțiilor chimice prin modificarea gradului de oxidare a elementelor care formează substanțele
Prin modificarea stării de oxidare a elementelor reacţiile chimice se împart în reacții redox, iar reacțiile merg nicio modificare a stărilor de oxidare elemente chimice.
- Reacții redox (ORD) sunt reacții în care stări de oxidare substante Schimbare. În acest sens, există un schimb electroni.
LA Chimie anorganică astfel de reacții includ, de regulă, reacții de descompunere, substituție, compuși și toate reacțiile care implică substanțe simple. Pentru a egaliza OVR, se folosește metoda balanță electronică(numărul de electroni donați trebuie să fie egal cu numărul primit) sau metoda echilibrului electron-ion.
LA Chimie organica separarea reacțiilor de oxidare și reducere, în funcție de ceea ce se întâmplă cu molecula organică.
Reacții de oxidare Chimie anorganică sunt reacţii în care numărul de atomi de hidrogen scade sau crește numărul de atomi de oxigen din molecula organică originală.
De exemplu, oxidarea etanolului sub acțiunea oxidului de cupru:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH \u003d O + H 2 O + Cu
Reacții de recuperare în chimia organică, acestea sunt reacţii în care numărul de atomi de hidrogen crește sau numărul de atomi de oxigen scadeîntr-o moleculă organică.
De exemplu, recuperare acetaldehidă hidrogen:
CH3-CH \u003d O + H2 → CH3-CH2-OH
- Reacții protolitice și reacții de schimb - sunt reactii in care starile de oxidare ale atomilor nu se modifica.
De exemplu, neutralizare sodă caustică acid azotic:
NaOH + HNO 3 \u003d H 2 O + NaNO 3
Clasificarea reacțiilor după efectul termic
În funcție de efectul termic, reacțiile se împart în exotermicși endotermic.
reacții exoterme sunt reacții însoțite de eliberarea de energie sub formă de căldură (+ Q). Aceste reacții includ aproape toate reacțiile compuse.
Excepții- reacție azot Cu oxigen cu educația oxid nitric (II) - endotermic:
N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q
Reacție gazoasă hidrogen cu greu iod de asemenea endotermic:
H 2 + I 2 \u003d 2HI - Q
Reacțiile exoterme în care se eliberează lumină se numesc reacții. ardere.
De exemplu, arderea metanului:
CH 4 + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O
De asemenea exotermic sunteți:
Reacții endoterme sunt reacţiile care absorbția de energie sub formă de căldură ( — Î ). De regulă, majoritatea reacțiilor au loc cu absorbția căldurii. descompunere(reacții care necesită încălzire prelungită).
De exemplu, descompunere calcar:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - Q
De asemenea endotermic sunteți:
- reacții de hidroliză;
- reacţii care au loc numai la încălzire;
- reacţii care au loc numaila temperaturi foarte ridicate sau sub influenţa unei descărcări electrice.
De exemplu, conversia oxigenului în ozon:
3O 2 \u003d 2O 3 - Q
LA Chimie organica Odată cu absorbția căldurii au loc reacții de descompunere. De exemplu, crăpătură pentan:
C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 - Q.
Clasificarea reacțiilor chimice în funcție de starea de agregare a substanțelor care reacţionează (după compoziția de fază)
Substanțele pot exista în trei stări principale de agregare − solid, lichidși gazos. După starea de fazăîmpărtășește reacțiile omogenși eterogen.
- Reacții omogene sunt reacții în care sunt reactanții și produșii într-o singură fază, iar ciocnirea particulelor care reacţionează are loc în întregul volum al amestecului de reacţie. Reacțiile omogene includ interacțiuni lichid-lichidși gaz-gaz.
De exemplu, oxidare Acid gazos:
2SO 2 (g) + O 2 (g) \u003d 2SO 3 (g)
- reacții eterogene sunt reacții în care sunt reactanții și produșii în diferite faze. În acest caz, apare doar ciocnirea particulelor care reacţionează la limita fazei. Aceste reacții includ interacțiuni gaz-lichid, gaz-solid, solid-solid și solid-lichid.
De exemplu, interacțiune dioxid de carbon și hidroxid de calciu:
CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (soluție) \u003d CaCO 3 (tv) + H 2 O
Pentru a clasifica reacțiile în funcție de starea de fază, este util să se poată determina stări de fază ale substanțelor. Acest lucru este destul de ușor de făcut, folosind cunoștințele despre structura materiei, în special despre.
Substante cu ionic, atomic sau metalic rețea cristalină , de obicei solidîn condiții normale; substante cu rețea moleculară, de obicei, lichide sau gazele in conditii normale.
Vă rugăm să rețineți că atunci când sunt încălzite sau răcite, substanțele se pot schimba de la o stare de fază la alta. În acest caz, este necesar să se concentreze asupra condițiilor pentru efectuarea unei anumite reacții și proprietăți fizice substante.
De exemplu, primind gaz de sinteză apare la temperaturi foarte ridicate, la care apa - abur:
CH 4 (g) + H2O (g) \u003d CO (g) + 3H 2 (g)
Deci reformarea cu abur metan — reacție omogenă.
Clasificarea reacțiilor chimice în funcție de participarea unui catalizator
Un catalizator este o substanță care accelerează o reacție, dar nu face parte din produșii de reacție. Catalizatorul participă la reacție, dar practic nu este consumat în timpul reacției. În mod convențional, schema catalizatorului Laîn interacţiunea substanţelor A+B poate fi reprezentat astfel: A + K = AK; AK + B = AB + K.
În funcție de prezența unui catalizator, se disting reacțiile catalitice și necatalitice.
- reacții catalitice sunt reacții care au loc cu participarea catalizatorilor. De exemplu, descompunerea sării Bertolet: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2.
- Reacții necatalitice sunt reacții care au loc fără participarea unui catalizator. De exemplu, arderea etanului: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.
Toate reacțiile care apar cu participarea organismelor vii în celule au loc cu participarea unor catalizatori proteici speciali - enzime. Astfel de reacții se numesc enzimatice.
Mecanismul de acțiune și funcțiile catalizatorilor sunt analizate mai detaliat într-un articol separat.
Clasificarea reacțiilor după direcție
Reacții reversibile - acestea sunt reactii care pot avea loc atat in directia inainte cat si in sens invers, i.e. când, în condiții date, produșii de reacție pot interacționa între ei. Reacțiile reversibile includ majoritatea reacții omogene, esterificare; reacții de hidroliză; hidrogenare-dehidrogenare, hidratare-deshidratare; producerea de amoniac din substanțe simple, oxidarea dioxidului de sulf, producerea de halogenuri de hidrogen (cu excepția fluorurii de hidrogen) și hidrogen sulfurat; sinteza metanolului; obţinerea şi descompunerea carbonaţilor şi hidrocarbonaţilor etc.
reacții ireversibile sunt reacții care au loc predominant într-o singură direcție, adică. produșii de reacție nu pot interacționa între ei în condiții date. Exemple de reacții ireversibile: ardere; reacții explozive; reacții care au loc cu formarea de gaz, precipitat sau apă în soluții; dizolvarea metalelor alcaline în apă; si etc.
Lectura: Clasificarea reacțiilor chimice în chimia anorganică și organică
Tipuri de reacții chimice în chimia anorganică
A) Clasificare după numărul de substanțe inițiale:
Descompunere - în urma acestei reacții, dintr-o substanță complexă existentă se formează două sau mai multe substanțe simple, precum și complexe.
Exemplu: 2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2Compus - aceasta este o astfel de reacție în care două sau mai multe substanțe simple, precum și complexe, formează una, dar mai complexă.
Exemplu: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3
substituţie - Aceasta este o anumită reacție chimică care are loc între unele substanțe simple, precum și complexe. Atomii unei substanțe simple, în această reacție, sunt înlocuiți cu atomi ai unuia dintre elementele care se găsesc într-o substanță complexă.Exemplu: 2КI + Cl2 → 2КCl + I 2
schimb valutar - aceasta este o astfel de reacție în care două substanțe cu structură complexă își schimbă părțile.Exemplu: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2
B) Clasificare după efect termic:
reacții exoterme - Acestea sunt anumite reacții chimice în care se eliberează căldură.Exemple:
S + O 2 → SO 2 + Q
2C 2 H 6 + 7O 2 → 4CO 2 + 6H 2 O + Q
Reacții endoterme
sunt anumite reacții chimice în care căldura este absorbită. De regulă, acestea sunt reacții de descompunere.
Exemple:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - Q
2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 - Q
Căldura eliberată sau absorbită într-o reacție chimică se numește efect termic.
Se numesc ecuații chimice în care este indicat efectul de căldură al unei reacții termochimic.
C) Clasificarea după reversibilitate:
Reacții reversibile sunt reacții care se desfășoară în aceleași condiții în direcții reciproc opuse.Exemplu: 3H 2 + N 2 ⇌ 2NH 3
reacții ireversibile - acestea sunt reacții care decurg doar într-o singură direcție, precum și care culminează cu consumul complet al tuturor materiilor prime. În aceste reacții, izolați gaz, sediment, apă.Exemplu: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2
D) Clasificare în funcție de modificarea gradului de oxidare:
Reacții redox - in cursul acestor reactii se produce o modificare a gradului de oxidare.Exemplu: Сu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O.
Nu redox - reacţii fără modificarea stării de oxidare.Exemplu: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.
E) Clasificarea fazelor:
Reacții omogene – reacții care au loc într-o fază, când materiile prime și produsele de reacție au aceeași stare de agregare.Exemplu: H2 (gaz) + CI2 (gaz) → 2HCL
reacții eterogene - reacții care au loc la interfața de fază, în care produsele de reacție și materiile prime au o stare diferită de agregare.Exemplu: CuO+ H2 → Cu+H2O
Clasificare după utilizarea catalizatorului:
Un catalizator este o substanță care accelerează o reacție. O reacție catalitică are loc în prezența unui catalizator, o reacție necatalitică fără catalizator.
Exemplu: 2H202 MnO2 →
catalizator 2H2O + O2 MnO2
Interacțiunea alcalii cu acidul are loc fără catalizator.
Exemplu: KOH + HCI →
KCI + H20
Inhibitorii sunt substanțe care încetinesc o reacție.
Catalizatorii și inhibitorii înșiși nu sunt consumați în timpul reacției.
Tipuri de reacții chimice în chimia organică
substituţie - aceasta este o reacție în timpul căreia un atom/grup de atomi este înlocuit în molecula originală cu alți atomi/grupe de atomi.
Exemplu: CH4 + Cl2 → CH3CI + Hcl
Aderare sunt reacții în care mai multe molecule ale unei substanțe se combină într-una singură. Reacțiile de adăugare includ:
- Hidrogenarea este o reacție în care hidrogenul este adăugat la o legătură multiplă.
Exemplu: CH 3 -CH \u003d CH 2 (propenă) + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3 (propan)
Hidrohalogenare este o reacție care adaugă o halogenură de hidrogen.
Exemplu: CH 2 \u003d CH 2 (etenă) + Hcl → CH 3 -CH 2 -Cl (cloroetan)
Alchinele reacţionează cu halogenurile de hidrogen (acid clorhidric, bromură de hidrogen) în acelaşi mod ca şi alchenele. Atașarea într-o reacție chimică are loc în 2 etape și este determinată de regula Markovnikov:
Când se adaugă acizi protici și apă la alchene și alchine nesimetrice, un atom de hidrogen este atașat celui mai hidrogenat atom de carbon.
Mecanismul acestei reacții chimice. Format în prima etapă rapidă, complexul p în a doua etapă lentă se transformă treptat într-un complex s - un carbocation. În a treia etapă, are loc stabilizarea carbocationului - adică interacțiunea cu anionul brom:
I1, I2 - carbocationi. P1, P2 - bromuri.
Halogenare O reacție în care se adaugă un halogen. Halogenarea se mai numește și toate procesele, în urma cărora atomii de halogen sunt introduși în compușii organici. Acest concept este folosit în în sens larg„. În conformitate cu acest concept, se disting următoarele reacții chimice bazate pe halogenare: fluorurare, clorurare, bromurare, iodare.
Derivații organici care conțin halogeni sunt considerați cei mai importanți compuși care sunt utilizați atât în sinteza organică, cât și ca produse țintă. Derivații de halogen ai hidrocarburilor sunt considerați a fi produsele de pornire într-un număr mare de reacții de substituție nucleofile. În ceea ce privește utilizarea practică a compușilor care conțin halogen, aceștia sunt utilizați sub formă de solvenți, cum ar fi compuși care conțin clor, agenți frigorifici - derivați de clorofluoro, freoni, pesticide, produse farmaceutice, plastifianți, monomeri pentru materiale plastice.
Hidratarea– reacții de adiție ale unei molecule de apă la o legătură multiplă.
Polimerizare - acesta este un tip special de reacție în care moleculele unei substanțe au un relativ mic greutate moleculară, se unesc între ele, formând ulterior molecule dintr-o substanță cu greutate moleculară mare.
| | |
>> Chimie: Tipuri de reacții chimice în chimia organică
Reacțiile substanțelor organice pot fi împărțite formal în patru tipuri principale: substituție, adăugare, eliminare (eliminare) și rearanjare (izomerizare). Este evident că întreaga varietate de reacții ale compușilor organici nu poate fi redusă la cadrul clasificării propuse (de exemplu, reacții de ardere). Cu toate acestea, o astfel de clasificare va ajuta la stabilirea analogiilor cu clasificările reacțiilor care au loc între substanțele anorganice deja familiare pentru dvs. din cursul chimiei anorganice.
De obicei, principalul compus organic, care participă la reacție, se numește substrat, iar cealaltă componentă a reacției este considerată condiționat ca reactiv.
Reacții de substituție
Reacțiile care au ca rezultat înlocuirea unui atom sau a unui grup de atomi din molecula originală (substrat) cu alți atomi sau grupuri de atomi se numesc reacții de substituție.
Reacțiile de substituție implică compuși saturați și aromatici, cum ar fi, de exemplu, alcani, cicloalcani sau arene.
Să dăm exemple de astfel de reacții.
