Ciele lekcie. Zovšeobecniť myšlienku chemickej reakcie ako procesu premeny jednej alebo viacerých počiatočných látok - činidiel na látky, ktoré sa od nich líšia chemickým zložením alebo štruktúrou - reakčné produkty. Zvážte niektoré z mnohých klasifikácií chemické reakcie z rôznych dôvodov. Ukážte použiteľnosť takýchto klasifikácií pre anorganické a organické reakcie. Odhaliť relatívnu povahu rôzne druhy chemické reakcie a vzťah rôznych klasifikácií chemických procesov.
Pojem chemických reakcií, ich klasifikácia podľa rôznych kritérií v porovnaní s anorganickými a organickej hmoty
Chemická reakcia je zmena látok, pri ktorej sa staré rozbíjajú a vznikajú nové. chemické väzby medzi časticami („objemy, ióny), z ktorých sa tvoria látky (snímka 2).
Chemické reakcie sú klasifikované:
1. Podľa počtu a zloženia činidiel a produktov (snímka 3)
a) rozšírenia (snímka 4)
Reakcie rozkladu v organická chémia, na rozdiel od rozkladných reakcií v anorganická chémia, majú svoje vlastné charakteristiky. Možno ich považovať za reverzné procesy sčítania, pretože výsledkom je najčastejšie vytváranie viacnásobných väzieb alebo cyklov.
b) pripojenia (snímka 5)
Aby mohla organická molekula vstúpiť do adičnej reakcie, musí mať viacnásobnú väzbu (alebo cyklus), táto molekula bude hlavná (substrát). Jednoduchšia molekula (často anorganická hmota, činidlo) je pripojený v mieste prerušenia násobnej väzby alebo otvorenia kruhu.
c) zámeny (snímka 6)
Ich charakteristickým znakom je interakcia jednoduchá látka s komplexom. Takéto reakcie existujú v organickej chémii.
Pojem „substitúcia“ v organických látkach je však širší ako v anorganickej chémii. Ak je v molekule pôvodnej látky akýkoľvek atóm resp funkčná skupina sú nahradené iným atómom alebo skupinou, ide tiež o substitučné reakcie, aj keď z hľadiska anorganickej chémie proces vyzerá ako výmenná reakcia.
d) výmena (vrátane neutralizácie) (snímka 7)
Odporúča sa vykonávať vo forme laboratórnych prác podľa reakčných rovníc navrhnutých v prezentácii
2. Tepelným efektom (snímka 8)
a) endotermické
b) exotermické (vrátane spaľovacích reakcií)
V prezentácii boli navrhnuté reakcie z anorganickej a organickej chémie, kombinačné reakcie budú exotermické reakcie a rozkladné reakcie endotermické (relatívnosť tohto záveru bude zdôraznená vzácnou výnimkou - reakcia dusíka s kyslíkom je endotermická:
N2 + 02 -> 2
NIE- Q
3. O použití katalyzátora (snímka 9)
b) nekatalytické
4. Smer (snímka 10)
a) katalytické (vrátane enzymatických)
b) nekatalytické
5. Podľa fázy (snímka 11)
a) homogénne
b) heterogénne
6. Zmenou oxidačného stavu prvkov, ktoré tvoria reaktanty a produkty (snímka 12)
a) redoxný
b) bez zmeny oxidačného stavu
Redox v anorganickej chémii zahŕňa všetky substitučné reakcie a tie rozkladné a zložené reakcie, na ktorých sa podieľa aspoň jedna jednoduchá látka. Vo všeobecnejšej verzii (už berie do úvahy organickú chémiu): všetky reakcie zahŕňajúce jednoduché látky. Naopak, reakcie prebiehajúce bez zmeny oxidačných stavov prvkov tvoriacich reaktanty a reakčné produkty zahŕňajú všetky výmenné reakcie.
Upevnenie preberanej témy (snímka 13-21).
Zhrnutie lekcie.
2. lekcia karboxylové kyseliny: klasifikácia a nomenklatúra, štruktúra karboxylovej skupiny, fyzikálna, Chemické vlastnosti, metódy na získanie nasýtených jednosýtnych karboxylových kyselín“ (Snímka 1).Ciele lekcie. Uveďte pojem karboxylové kyseliny a ich klasifikáciu v porovnaní s minerálnymi kyselinami. Zvážte základy medzinárodnej a triviálnej nomenklatúry a izomériu tohto typu organických zlúčenín. Rozoberte štruktúru karboxylovej skupiny a predpovedajte chemické správanie karboxylových kyselín. Zvážte všeobecné vlastnosti karboxylových kyselín v porovnaní s vlastnosťami minerálnych kyselín. Uveďte predstavu o špeciálnych vlastnostiach karboxylových kyselín (radikálové reakcie a tvorba funkčných derivátov). Oboznámiť žiakov s najcharakteristickejšími predstaviteľmi karboxylových kyselín a ukázať ich význam v prírode a v živote človeka.
Pojem karboxylových kyselín, ich klasifikácia podľa rôznych kritériíkarboxylové kyseliny- trieda organických zlúčenín, ktorých molekuly obsahujú karboxylovú skupinu - COOH. Zloženie limitujúcich jednosýtnych karboxylových kyselín zodpovedá všeobecnému vzorcu (Snímka 2)
Karboxylové kyseliny sa delia na:
Podľa počtu karboxylových skupín sa karboxylové kyseliny delia na (Snímka 3):
- monokarboxylové alebo jednosýtne ( octová kyselina)
- dikarboxylová alebo dvojsýtna (kyselina šťaveľová)
V závislosti od štruktúry uhľovodíkového zvyšku, ku ktorému je karboxylová skupina pripojená, sa karboxylové kyseliny delia na:
- alifatické (octové alebo akrylové)
- alicyklické (cyklohexánkarboxylové)
- aromatické (benzoové, ftalové)
Príklady kyselín (Snímka 4)
Izoméria a štruktúra karboxylových kyselín
1. Izoméria uhlíkového reťazca (Snímka 5)
2. Izoméria polohy násobnej väzby, napr.
CH 2 \u003d CH - CH 2 - COOH Kyselina butén-3-ová (kyselina vinyloctová)
CH 3 - CH \u003d CH - COOH Kyselina butén-2-ová (kyselina krotónová)
3. Cis-, trans-izoméria, napríklad:
Štruktúra(Snímka 6)
Karboxylová skupina COOH pozostáva z karbonylovej skupiny C=O a hydroxylovej skupiny OH.
V skupine CO nesie atóm uhlíka čiastočný kladný náboj a priťahuje elektrónový pár atómu kyslíka v skupine OH. V tomto prípade hustota elektrónov na atóme kyslíka klesá a O-N pripojenie oslabený:
Skupina OH zase "uhasí" kladný náboj na skupine CO.
Fyzikálne a chemické vlastnosti karboxylových kyselín
Nižšie karboxylové kyseliny sú kvapaliny s prenikavým zápachom, vysoko rozpustné vo vode. So zvyšujúcou sa relatívnou molekulovou hmotnosťou klesá rozpustnosť kyselín vo vode a stúpa bod varu. Vyššie kyseliny, počnúc pelargonovou
C 8 H 17 COOH - pevné látky, bez zápachu, nerozpustné vo vode.
Najdôležitejšie chemické vlastnosti charakteristické pre väčšinu karboxylových kyselín (Snímka 7.8):
1) Interakcia s aktívne kovy:
2 CH3COOH + Mg (CH3COO) 2 Mg + H2
2) Interakcia s oxidmi kovov:
2CH3COOH + CaO (CH3COO)2Ca + H20
3) Interakcia s bázami:
CH3COOH + NaOHCH3COONa + H20
4) Interakcia so soľami:
CH3COOH + NaHCO3 CH3COONa + CO2 + H20
5) Interakcia s alkoholmi (esterifikačná reakcia):
CH 3 COOH + CH 3 CH 2 OHCH 3 COOSH 2 CH 3 + H 2 O
6) Interakcia s amoniakom:
CH3COOH + NH3CH3COONH 4
Pri zahrievaní tvoria amónne soli karboxylových kyselín svoje amidy:
CH3COONH4CH3CONH2 + H20
7) Pôsobením SOC 12 sa karboxylové kyseliny premieňajú na zodpovedajúce chloridy kyselín.
CH 3 COOH + SOC 12 CH 3 COCl + HCl + SO 2
4. Medzitriedna izoméria :
napríklad: C4H802
Metylester kyseliny CH3-CH2-CO-O-CH3propánovej
Etylester kyseliny CH3-CO-O-CH2-CH3etánovej
С3H 7 - kyselina COOH butánová
(Snímka 9,10)
1. Oxidácia aldehydov a primárne alkoholy -
všeobecným spôsobom získavanie karboxylových kyselín:
2. Ďalšou všeobecnou metódou je hydrolýza halogénovaných uhľovodíkov obsahujúcich tri atómy halogénu na jednom atóme uhlíka:
3
NaCl
3. Interakcia Grignardovho činidla s CO2:
4. Hydrolýza esterov:
5. Hydrolýza anhydridov kyselín:
Spôsoby získavania karboxylových kyselín
Pre jednotlivé kyseliny existujú špecifické spôsoby, ako získať (Snímka 11):
Na získanie kyselina benzoová je možné použiť oxidáciu monosubstituovaných homológov benzénu kyslý roztok manganistan draselný:
Octová kyselina získané v priemyselnom meradle katalytickou oxidáciou butánu vzdušným kyslíkom:
Kyselina mravčia získaný zahrievaním oxidu uhoľnatého (II) s práškovým hydroxidom sodným pod tlakom a spracovaním výsledného mravčanu sodného silnou kyselinou:
Aplikácia karboxylových kyselín(Snímka 12)
Upevnenie preberanej témy (snímka 13-14).
Ak chcete použiť ukážku prezentácií, vytvorte si Google účet (účet) a prihláste sa: https://accounts.google.com
Popisy snímok:
Klasifikácia chemických reakcií
Chemické reakcie - chemické procesy, v dôsledku čoho sa z niektorých látok vytvárajú iné, ktoré sa od nich líšia zložením a (alebo) štruktúrou. Pri chemických reakciách nevyhnutne dochádza k zmene látok, pri ktorých sa staré väzby rušia a medzi atómami vznikajú nové. Známky chemických reakcií: Uvoľňuje sa plyn Padne zrazenina 3) Dochádza k zmene farby látok Teplo, svetlo sa uvoľňuje alebo absorbuje
Chemické reakcie v anorganickej chémii
Chemické reakcie v anorganickej chémii
Chemické reakcie v anorganickej chémii 1. Zmenou oxidačných stavov chemických prvkov: redukujúce reakcie: Redoxné reakcie sú reakcie, ku ktorým dochádza pri zmene oxidačných stavov prvkov. Intermolekulárna - ide o reakciu, ktorá prebieha so zmenou oxidačného stavu atómov v rôznych molekulách. -2 +4 0 2H2S + H2S03 → 3S + 3H20 +2 -1 +2,5 -2 2Na2S203 + H202 → Na2S406 + 2NaOH
Chemické reakcie v anorganickej chémii 1. Zmenou oxidačných stavov chemických prvkov tvoriacich látky: Redoxné reakcie: 2. Intramolekulárne - ide o reakciu, ktorá nastáva pri zmene oxidačného stavu rôznych atómov v jednej molekule. -3 +5 t 0 +3 (NH4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O Disproporcionácia je reakcia, ku ktorej dochádza pri súčasnom zvýšení a znížení oxidačného stavu atómov toho istého prvku. . +1 +5 -1 3NaClO → NaClO3 + 2NaCl
2.1. Reakcie, ktoré prebiehajú bez zmeny zloženia látok V anorganickej chémii takéto reakcie zahŕňajú procesy získavania alotropných modifikácií jedného chemický prvok, napríklad: C (grafit) C (diamant) 3O 2 (kyslík) 2O 3 (ozón) Sn (biely cín) Sn (sivý cín) S (kosočtverec) S (plast) P (červený) P (biely) Chemické reakcie v anorganickej chémii 2. Podľa počtu a zloženia reaktantov:
Chemické reakcie v anorganickej chémii 2. Podľa počtu a zloženia reaktantov: 2.2. Reakcie, ku ktorým dochádza pri zmene zloženia látky Kombinované reakcie sú reakcie, pri ktorých z dvoch alebo viacerých látok vzniká jedna komplexná látka. V anorganickej chémii možno na príklade reakcie na získanie kyseliny sírovej zo síry uvažovať o celej škále zložených reakcií: a) získanie oxidu sírového (IV): S + O 2 SO 2 - z dvoch vzniká jedna komplexná látka jednoduché látky, b) získanie oxidu sírového (VI ): 2 SO 2 + O 2 2SO 3 - z jednoduchej a komplexnej látky vzniká jedna zložitá látka, c) získanie kyseliny sírovej: SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 - od dvoch komplexné látky vzniká jeden komplex.
Chemické reakcie v anorganickej chémii 2. Podľa počtu a zloženia reagujúcich látok: 2. Rozkladné reakcie sú také reakcie, pri ktorých z jednej komplexnej látky vzniká viacero nových látok. V anorganickej chémii možno v bloku reakcií získavania kyslíka laboratórnymi metódami uvažovať o celej škále takýchto reakcií: a) rozklad oxidu ortutnatého (II): 2HgO t 2Hg + O 2 - dve jednoduché vznikajú z jedna komplexná látka. b) rozklad dusičnanu draselného: 2KNO 3 t 2KNO 2 + O 2 - z jednej zložitej látky vzniká jedna jednoduchá a jedna zložitá látka. c) rozklad manganistanu draselného: 2 KMnO 4 → t K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 - z jednej komplexnej látky vznikajú dve zložité a jedna jednoduchá.
Chemické reakcie v anorganickej chémii 2. Podľa počtu a zloženia reagujúcich látok: 3. Substitučné reakcie sú také reakcie, v dôsledku ktorých atómy jednoduchej látky nahradia atómy prvku v zložitej látke. V anorganickej chémii môže príklad takýchto procesov slúžiť ako blok reakcií, ktoré charakterizujú vlastnosti kovov: a) interakcia alkálií resp. kovy alkalických zemín s vodou: 2 Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 b) interakcia kovov s kyselinami v roztoku: Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 c ) interakcia kovov so soľami v roztoku: Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu d) metalotermia: 2Al + Cr 2 O 3 t Al 2 O 3 + 2Cr
4. Výmenné reakcie sú také reakcie, pri ktorých si dve zložité látky vymieňajú svoje základné časti Tieto reakcie charakterizujú vlastnosti elektrolytov a prebiehajú v roztokoch podľa Bertholletovho pravidla, teda len vtedy, ak sa v dôsledku toho vytvorí zrazenina, plyn alebo látka s nízkou disociáciou (napríklad H 2 O). V anorganických látkach to môže byť blok reakcií, ktoré charakterizujú vlastnosti alkálií: a) neutralizačná reakcia, ktorá prebieha tvorbou soli a vody: NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H20 alebo v iónovej forme: OH - + H + \u003d H 2 O b ) reakcia medzi alkáliou a soľou, pri ktorej vzniká plyn: 2NH 4 Cl + Ca (OH) 2 \u003d CaCl 2 + 2NH 3 + 2 H 2 O c) reakcia medzi alkáliou a soľou, ktorá prebieha za vzniku zrazeniny: Cu SO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4 Chemické reakcie v anorganickej chémii 2. Podľa počtu a zloženia reaktantov :
Chemické reakcie v anorganickej chémii 3. Podľa tepelného účinku: 3.1. Exotermické reakcie: Exotermické reakcie sú reakcie, ktoré uvoľňujú energiu do prostredia. Patria sem takmer všetky zložené reakcie. Exotermické reakcie, ktoré prebiehajú s uvoľňovaním svetla, sa označujú ako spaľovacie reakcie, napríklad: 4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + Q 3.2. Endotermické reakcie: Endotermické reakcie sú reakcie, ktoré absorbujú energiu do prostredia. Patria sem takmer všetky rozkladné reakcie, napríklad: Kalcinácia vápenca: CaCO 3 t CaO + CO 2 - Q
Chemické reakcie v anorganickej chémii 4. Reverzibilita procesu: 4.1. Ireverzibilné reakcie: Ireverzibilné reakcie prebiehajú za daných podmienok iba jedným smerom. Medzi takéto reakcie patria všetky výmenné reakcie sprevádzané tvorbou zrazeniny, plynu alebo látky s nízkou disociáciou (voda) a všetky spaľovacie reakcie: 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. Reverzibilné reakcie: Reverzibilné reakcie za daných podmienok prebiehajú súčasne v dvoch opačných smeroch. Väčšina týchto reakcií je. Napríklad: 2 SO 2 + O 2 2SO 3 N 2 + 3H 2 2NH 3
Katalyzátory sú látky, ktoré sa zúčastňujú chemickej reakcie a menia jej rýchlosť alebo smer, ale na konci reakcie zostávajú kvalitatívne a kvantitatívne nezmenené. 5.1. Nekatalytické reakcie: Nekatalytické reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú bez účasti katalyzátora: 2HgO t 2Hg + O 2 2Al + 6HCl t 2AlCl 3 + 3H 2 5.2 Katalytické reakcie: Katalytické reakcie sú reakcie prebiehajú za účasti katalyzátora: t ,MnO 2 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 P,t CO + NaOH H-CO-ONa Chemické reakcie v anorganickej chémii 5 . Zapojenie katalyzátora
Chemické reakcie v anorganickej chémii 6 . Prítomnosť rozhrania medzi fázami 6.1. Heterogénne reakcie: Heterogénne reakcie sú reakcie, v ktorých sú reaktanty a reakčné produkty v rôznych stavov agregácie(v rôznych fázach): FeO (t) + CO (g) Fe (t) + CO 2 (g) + Q 2 Al (t) + 3C u C l 2 (roztok) \u003d 3C u (t) + 2AlCl3 (roztok) CaC2 (t) + 2H20 (1) = C2H2 + Ca(OH)2 (roztok) 6.2. Homogénne reakcie: Homogénne reakcie sú reakcie, pri ktorých sú reaktanty a reakčné produkty v rovnakom stave agregácie (v jednej fáze): 2C 2 H 6 (g) + 7O 2 (g) 4CO 2 (g) + 6H 2 O (g) 2S02 (g) + O2 (g) \u003d 2S03 (g) + QH2 (g) + F2 (g) \u003d 2HF (g)
Témy USE kodifikátor: Klasifikácia chemických reakcií v organickej a anorganickej chémii.
chemické reakcie - ide o druh interakcie častíc, keď z jedného chemických látok získajú sa iné, ktoré sa od nich líšia vlastnosťami a štruktúrou. Látky, ktoré vstúpiť v reakcii - činidlá. Látky, ktoré tvorené počas chemickej reakcie Produkty.
Pri chemickej reakcii dochádza k prerušeniu chemických väzieb a vzniku nových.
Počas chemických reakcií sa atómy zapojené do reakcie nemenia. Mení sa len poradie spojenia atómov v molekulách. teda počet atómov tej istej látky sa pri chemickej reakcii nemení.
Chemické reakcie sú klasifikované podľa rôznych kritérií. Zvážte hlavné typy klasifikácie chemických reakcií.
Klasifikácia podľa počtu a zloženia reaktantov
Podľa zloženia a počtu reagujúcich látok sa delia reakcie prebiehajúce bez zmeny zloženia látok a reakcie prebiehajúce so zmenou zloženia látok:
1. Reakcie prebiehajúce bez zmeny zloženia látok (A → B)
Na takéto reakcie v anorganickej chémii Alotropické prechody jednoduchých látok z jednej modifikácie na druhú možno pripísať:
S kosoštvorcový → S monoklinický.
AT organická chémia takéto reakcie sú izomerizačné reakcie , keď sa z jedného izoméru pôsobením katalyzátora a vonkajších faktorov získa ďalší izomér (spravidla štruktúrny izomér).
Napríklad izomerizácia butánu na 2-metylpropán (izobután):
CH3-CH2-CH2-CH3 -> CH3-CH(CH3)-CH3.
2. Reakcie vyskytujúce sa pri zmene zloženia
- Kopulačné reakcie (A + B + ... →D)- sú to reakcie, pri ktorých z dvoch alebo viacerých látok vzniká jedna nová komplexná látka. AT anorganická chémia Zložená reakcia zahŕňa spaľovacie reakcie jednoduchých látok, interakciu zásaditých oxidov s kyslými atď. V organickej chémii takéto reakcie sa nazývajú reakcie pristúpenie . Adičné reakcie — sú to reakcie, pri ktorých je na príslušnú organickú molekulu pripojená ďalšia molekula. Adičné reakcie zahŕňajú reakcie hydrogenácia(interakcia s vodíkom), hydratácia(vodovodná prípojka), hydrohalogenácia(prídavok halogenovodíka), polymerizácia(naviazanie molekúl na seba s vytvorením dlhého reťazca) atď.
Napríklad, hydratácia:
CH2 \u003d CH2 + H20 -> CH3-CH2-OH
- Reakcie rozkladu (A → B+C+…) Ide o reakcie, pri ktorých z jednej zložitej molekuly vzniká niekoľko menej zložitých alebo jednoduchých látok. V tomto prípade môžu byť vytvorené jednoduché aj zložité látky.
Napríklad, pri rozklade peroxid vodíka:
2H202→ 2H20 + 02.
V organickej chémii oddeľte skutočné rozkladné reakcie a štiepne reakcie . Štiepne (eliminačné) reakcie — ide o reakcie, pri ktorých sa odpájajú atómy alebo atómové skupiny od pôvodnej molekuly pri zachovaní jej uhlíkovej kostry.
Napríklad, reakcia odberu vodíka (dehydrogenácia) z propán:
C3H8 -> C3H6 + H2
V názve takýchto reakcií je spravidla predpona „de“. Rozkladné reakcie v organickej chémii sa spravidla vyskytujú s prerušením uhlíkového reťazca.
Napríklad, reakcia praskanie butánu(štiepenie na jednoduchšie molekuly pri zahrievaní alebo pôsobením katalyzátora):
C4H10 -> C2H4 + C2H6
- Substitučné reakcie - sú to reakcie, pri ktorých sú atómy alebo skupiny atómov jednej látky nahradené atómami alebo skupinami atómov inej látky. V anorganickej chémii Tieto reakcie prebiehajú podľa schémy:
AB+C=AC+B.
Napríklad, aktívnejšie halogény vytesňujú menej aktívne zlúčeniny. Interakcia jodid draselný s chlór:
2KI + Cl2 -> 2KCl + I2.
Jednotlivé atómy aj molekuly sa dajú nahradiť.
Napríklad, keď je zlúčený menej prchavé oxidy vystrčiť prchavejšia zo solí. Áno, neprchavé oxid kremičitý vytláča oxid uhoľnatý z uhličitan sodný pri tavení:
Na2C03 + Si02 → Na2Si03 + CO2
AT organická chémia substitučné reakcie sú reakcie, pri ktorých časť organická molekula vymenené na iné častice. V tomto prípade sa substituovaná častica spravidla spája s časťou molekuly substituenta.
Napríklad, reakcia chlórovanie metánu:
CH4 + Cl2 -> CH3CI + HCl
Z hľadiska počtu častíc a zloženia produktov interakcie je táto reakcia viac podobná výmennej reakcii. Avšak, mechanizmom takáto reakcia je substitučnou reakciou.
- Výmenné reakcie - sú to reakcie, pri ktorých si dve zložité látky vymieňajú svoje zložky:
AB+CD=AC+BD
Výmenné reakcie sú iónomeničové reakcie prúdenie v roztokoch; reakcie ilustrujúce acidobázické vlastnosti látok a iné.
Príklad výmenné reakcie v anorganickej chémii – neutralizácia kyseliny chlorovodíkovej alkálie:
NaOH + HCl \u003d NaCl + H20
Príklad výmenné reakcie v organickej chémii — alkalická hydrolýza chlóretánu:
CH3-CH2-Cl + KOH \u003d CH3-CH2-OH + KCl
Klasifikácia chemických reakcií zmenou stupňa oxidácie prvkov, ktoré tvoria látky
Zmenou oxidačného stavu prvkov chemické reakcie sa delia na redoxné reakcie a reakcie pokračujú žiadna zmena oxidačných stavov chemické prvky.
- Redoxné reakcie (ORD) sú reakcie, v ktorých oxidačné stavy látok zmeniť. Pri tom dochádza k výmene elektróny.
AT anorganická chémia medzi takéto reakcie patria spravidla reakcie rozkladu, substitúcie, zlúčeniny a všetky reakcie zahŕňajúce jednoduché látky. Na vyrovnanie OVR sa používa metóda elektronické váhy(počet darovaných elektrónov sa musí rovnať počtu prijatých) príp metóda elektrón-iónovej rovnováhy.
AT organická chémia oddelené oxidačné a redukčné reakcie v závislosti od toho, čo sa deje s organickou molekulou.
Oxidačné reakcie v organickej chémii sú reakcie, v ktorých počet atómov vodíka klesá alebo sa zvyšuje počet atómov kyslíka v pôvodnej organickej molekule.
Napríklad oxidácia etanolu pôsobením oxidu medi:
CH3-CH2-OH + CuO → CH3-CH \u003d O + H20 + Cu
Reakcie na zotavenie v organickej chémii sú to reakcie, pri ktorých zvyšuje sa počet atómov vodíka alebo počet atómov kyslíka klesá v organickej molekule.
Napríklad, zotavenie acetaldehyd vodík:
CH3-CH \u003d O + H2 -> CH3-CH2-OH
- Protolytické reakcie a výmenné reakcie - sú to reakcie, pri ktorých sa nemenia oxidačné stavy atómov.
Napríklad, neutralizácia lúh sodný kyselina dusičná:
NaOH + HN03 \u003d H20 + NaN03
Klasifikácia reakcií podľa tepelného účinku
Podľa tepelného účinku sa reakcie delia na exotermický a endotermický.
exotermické reakcie sú reakcie sprevádzané uvoľňovaním energie vo forme tepla (+ Q). Tieto reakcie zahŕňajú takmer všetky zložené reakcie.
Výnimky- reakcia dusíka s kyslík so vzdelaním oxid dusnatý (II) - endotermické:
N2 + O2 \u003d 2NO - Q
Plynná reakcia vodík s tvrdým jód tiež endotermický:
H 2 + I 2 \u003d 2HI - Q
Exotermické reakcie, pri ktorých sa uvoľňuje svetlo, sa nazývajú reakcie. pálenie.
Napríklad, spaľovanie metánu:
CH4+02 \u003d CO2 + H20
Tiež exotermický sú:
Endotermické reakcie sú reakcie, ktoré absorpcia energie vo forme tepla ( — Q ). Väčšina reakcií spravidla prebieha absorpciou tepla. rozklad(reakcie vyžadujúce dlhodobé zahrievanie).
Napríklad, rozklad vápenec:
CaCO 3 → CaO + CO 2 - Q
Tiež endotermický sú:
- hydrolytické reakcie;
- reakcie, ktoré prebiehajú len pri zahrievaní;
- reakcie, ktoré prebiehajú ibapri veľmi vysokých teplotách alebo pod vplyvom elektrického výboja.
Napríklad premena kyslíka na ozón:
3O 2 \u003d 2O 3 - Q
AT organická chémia Pri absorpcii tepla prebiehajú rozkladné reakcie. Napríklad, praskanie pentán:
C5H12 -> C3H6 + C2H6 - Q.
Klasifikácia chemických reakcií podľa stavu agregácie reagujúcich látok (podľa zloženia fáz)
Látky môžu existovať v troch hlavných stavoch agregácie − pevný, kvapalina a plynný. Podľa fázového stavu zdieľať reakcie homogénne a heterogénne.
- Homogénne reakcie sú reakcie, v ktorých sú reaktanty a produkty v jednej fáze a kolízia reagujúcich častíc nastáva v celom objeme reakčnej zmesi. Homogénne reakcie zahŕňajú interakcie kvapalina-kvapalina a plyn-plyn.
Napríklad, oxidácia kyslý plyn:
2S02 (g) + O2 (g) \u003d 2S03 (g)
- heterogénne reakcie sú reakcie, v ktorých sú reaktanty a produkty v rôznych fázach. V tomto prípade nastáva iba zrážka reagujúcich častíc na fázovom rozhraní. Tieto reakcie zahŕňajú interakcie plyn-kvapalina, plyn-tuhá látka, tuhá látka-tuhá látka a tuhá látka-kvapalina.
Napríklad, interakcia oxid uhličitý a hydroxid vápenatý:
CO 2 (g) + Ca (OH) 2 (roztok) \u003d CaCO 3 (tv) + H20
Na klasifikáciu reakcií podľa fázového stavu je užitočné vedieť určiť fázové stavy látok. Je to celkom jednoduché, využívajúc znalosti o štruktúre hmoty, najmä o.
Látky s iónový, atómový alebo kovové kryštálová mriežka , zvyčajne pevný za normálnych podmienok; látky s molekulárna mriežka, zvyčajne, kvapaliny alebo plynov za normálnych podmienok.
Upozorňujeme, že pri zahrievaní alebo ochladzovaní sa látky môžu meniť z jedného fázového stavu do druhého. V tomto prípade je potrebné zamerať sa na podmienky pre uskutočnenie konkrétnej reakcie a fyzikálne vlastnosti látok.
Napríklad, prijímanie syntézny plyn sa vyskytuje pri veľmi vysokých teplotách, pri ktorých voda - para:
CH4 (g) + H2O (g) \u003d CO (g) + 3H2 (g)
Takže parné reformovanie metán — homogénna reakcia.
Klasifikácia chemických reakcií podľa účasti katalyzátora
Katalyzátor je látka, ktorá urýchľuje reakciu, ale nie je súčasťou reakčných produktov. Katalyzátor sa zúčastňuje reakcie, ale prakticky sa počas reakcie nespotrebováva. Konvenčne schéma katalyzátora Komu v interakcii látok A+B môže byť znázornené nasledovne: A + K = AK; AK + B = AB + K.
V závislosti od prítomnosti katalyzátora sa rozlišujú katalytické a nekatalytické reakcie.
- katalytické reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú za účasti katalyzátorov. Napríklad rozklad Bertoletovej soli: 2KClO3 → 2KCl + 3O2.
- Nekatalytické reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú bez účasti katalyzátora. Napríklad spaľovanie etánu: 2C2H6 + 5O2 = 2CO2 + 6H20.
Všetky reakcie, ktoré sa vyskytujú za účasti živých organizmov v bunkách, prebiehajú za účasti špeciálnych proteínových katalyzátorov - enzýmov. Takéto reakcie sa nazývajú enzymatické.
Mechanizmus účinku a funkcie katalyzátorov sú podrobnejšie opísané v samostatnom článku.
Klasifikácia reakcií podľa smeru
Reverzibilné reakcie - sú to reakcie, ktoré môžu prebiehať v smere dopredu aj dozadu, t.j. keď za daných podmienok môžu produkty reakcie navzájom interagovať. Reverzibilné reakcie zahŕňajú väčšinu homogénne reakcie esterifikácia; hydrolytické reakcie; hydrogenácia-dehydrogenácia, hydratácia-dehydratácia; výroba amoniaku z jednoduchých látok, oxidácia oxidu siričitého, výroba halogenovodíkov (okrem fluorovodíka) a sírovodíka; syntéza metanolu; získavanie a rozklad uhličitanov a hydrouhličitanov atď.
nezvratné reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú prevažne jedným smerom, t.j. reakčné produkty nemôžu za daných podmienok vzájomne interagovať. Príklady nevratných reakcií: horenie; výbušné reakcie; reakcie prebiehajúce s tvorbou plynu, zrazeniny alebo vody v roztokoch; rozpúšťanie alkalických kovov vo vode; atď.
Prednáška: Klasifikácia chemických reakcií v anorganickej a organickej chémii
Typy chemických reakcií v anorganickej chémii
A) Klasifikácia podľa počtu východiskových látok:
Rozklad - v dôsledku tejto reakcie z jednej existujúcej komplexnej látky vznikajú dve alebo viac jednoduchých, ako aj zložitých látok.
Príklad: 2H202 -> 2H20 + 02Zlúčenina - je to taká reakcia, pri ktorej dve alebo viac jednoduchých, ale aj zložitých látok tvoria jednu, ale zložitejšiu.
Príklad: 4Al+3O 2 → 2Al 2 O 3
substitúcia - Ide o určitú chemickú reakciu, ktorá prebieha medzi niektorými jednoduchými, ale aj zložitými látkami. Atómy jednoduchej látky sú v tejto reakcii nahradené atómami jedného z prvkov nachádzajúcich sa v komplexnej látke.Príklad: 2KI + Cl2 → 2KCl + I 2
Výmena - je to taká reakcia, pri ktorej si dve látky zložitej štruktúry vymieňajú svoje časti.Príklad: HCl + KNO 2 → KCl + HNO 2
B) Klasifikácia podľa tepelného účinku:
exotermické reakcie - Sú to určité chemické reakcie, pri ktorých sa uvoľňuje teplo.Príklady:
S + O2 → SO2 + Q
2C2H6 + 702 → 4C02 + 6H20 + Q
Endotermické reakcie
sú určité chemické reakcie, pri ktorých dochádza k absorpcii tepla. Spravidla ide o rozkladné reakcie.
Príklady:
CaC03 → CaO + CO2 - Q
2KCl03 -> 2KCl + 302 - Q
Teplo uvoľnené alebo absorbované pri chemickej reakcii sa nazýva tepelný efekt.
Chemické rovnice, v ktorých je naznačený tepelný účinok reakcie, sa nazývajú termochemické.
C) Klasifikácia podľa reverzibility:
Reverzibilné reakcie sú reakcie, ktoré prebiehajú za rovnakých podmienok vo vzájomne opačných smeroch.Príklad: 3H2 + N2⇌2NH3
nezvratné reakcie - sú to reakcie, ktoré prebiehajú len jedným smerom a vyvrcholia úplným spotrebovaním všetkých východiskových látok. Pri týchto reakciách izolujte plyn, sediment, voda.Príklad: 2KClO3 → 2KCl + 3O2
D) Klasifikácia podľa zmeny stupňa oxidácie:
Redoxné reakcie - v priebehu týchto reakcií dochádza k zmene stupňa oxidácie.Príklad: Сu + 4HNO3 → Cu(N03)2 + 2NO2 + 2H20.
Nie redoxné - reakcie bez zmeny oxidačného stavu.Príklad: HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O.
E) Klasifikácia fáz:
Homogénne reakcie – reakcie prebiehajúce v jednej fáze, keď východiskové materiály a reakčné produkty majú rovnaký stav agregácie.Príklad: H 2 (plyn) + Cl 2 (plyn) → 2HCL
heterogénne reakcie - reakcie prebiehajúce na fázovom rozhraní, pri ktorých majú reakčné produkty a východiskové látky odlišný stav agregácie.Príklad: CuO+ H2 → Cu+H20
Klasifikácia podľa použitia katalyzátora:
Katalyzátor je látka, ktorá urýchľuje reakciu. Katalytická reakcia prebieha v prítomnosti katalyzátora, nekatalytická reakcia bez katalyzátora.
Príklad: 2H202 MnO2 →
2H20 + O2 katalyzátor Mn02
Interakcia alkálie s kyselinou prebieha bez katalyzátora.
Príklad: KOH + HCl →
KCI + H20
Inhibítory sú látky, ktoré spomaľujú reakciu.
Samotné katalyzátory a inhibítory sa počas reakcie nespotrebúvajú.
Typy chemických reakcií v organickej chémii
substitúcia - ide o reakciu, pri ktorej je jeden atóm / skupina atómov nahradený v pôvodnej molekule inými atómami / skupinami atómov.
Príklad: CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + Hcl
pristúpenie sú reakcie, pri ktorých sa niekoľko molekúl látky spája do jednej. Adičné reakcie zahŕňajú:
- Hydrogenácia je reakcia, pri ktorej sa vodík pridáva na násobnú väzbu.
Príklad: CH3-CH \u003d CH2 (propén) + H2 → CH3-CH2-CH3 (propán)
Hydrohalogenácia je reakcia, pri ktorej sa pridáva halogenovodík.
Príklad: CH2 \u003d CH2 (etén) + Hcl → CH3-CH2-Cl (chlóretán)
Alkíny reagujú s halogenovodíkmi (chlórovodík, bromovodík) rovnakým spôsobom ako alkény. Pripojenie v chemickej reakcii prebieha v 2 stupňoch a je určené Markovnikovovým pravidlom:
Keď sa k nesymetrickým alkénom a alkínom pridajú protické kyseliny a voda, k najviac hydrogenovanému atómu uhlíka sa pripojí atóm vodíka.
Mechanizmus tejto chemickej reakcie. Vzniknutý v 1., rýchlom štádiu sa p-komplex v 2. pomalom štádiu postupne mení na s-komplex - karbokation. V 3. štádiu nastáva stabilizácia karbokationu - teda interakcia s brómovým aniónom:
I1, I2 - karbokationy. P1, P2 - bromidy.
Halogenácia Reakcia, pri ktorej sa pridá halogén. Halogenácia sa tiež nazýva všetky procesy, v dôsledku ktorých sa atómy halogénu zavádzajú do organických zlúčenín. Tento koncept sa používa v široký zmysel V súlade s touto koncepciou sa rozlišujú nasledujúce chemické reakcie založené na halogenácii: fluorácia, chlorácia, bromácia, jodácia.
Organické deriváty obsahujúce halogén sa považujú za najdôležitejšie zlúčeniny, ktoré sa používajú v organickej syntéze aj ako cieľové produkty. Halogénderiváty uhľovodíkov sa považujú za východiskové produkty veľkého počtu nukleofilných substitučných reakcií. S ohľadom na praktické využitie zlúčenín s obsahom halogénu sa používajú vo forme rozpúšťadiel, ako sú zlúčeniny s obsahom chlóru, chladivá - chlórfluórderiváty, freóny, pesticídy, liečivá, zmäkčovadlá, monoméry na plasty.
Hydratácia– adičné reakcie molekuly vody na násobnú väzbu.
Polymerizácia - ide o špeciálny typ reakcie, pri ktorej molekuly látky, ktoré majú relatívne malý molekulovej hmotnosti, sa navzájom spájajú a následne vytvárajú molekuly látky s vysokou molekulovou hmotnosťou.
| | |
>> Chémia: Typy chemických reakcií v organickej chémii
Reakcie organických látok možno formálne rozdeliť do štyroch hlavných typov: substitúcia, adícia, eliminácia (eliminácia) a preskupenie (izomerizácia). Je zrejmé, že celú škálu reakcií organických zlúčenín nemožno redukovať na rámec navrhovanej klasifikácie (napríklad spaľovacie reakcie). Takáto klasifikácia však pomôže vytvoriť analógie s klasifikáciami reakcií, ktoré prebiehajú medzi anorganickými látkami, ktoré už poznáte z kurzu anorganickej chémie.
Typicky, hlavné organická zlúčenina, ktorý sa zúčastňuje reakcie, sa nazýva substrát a druhá zložka reakcie sa podmienečne považuje za činidlo.
Substitučné reakcie
Reakcie, ktorých výsledkom je nahradenie jedného atómu alebo skupiny atómov v pôvodnej molekule (substráte) inými atómami alebo skupinami atómov, sa nazývajú substitučné reakcie.
Substitučné reakcie zahŕňajú nasýtené a aromatické zlúčeniny, ako sú napríklad alkány, cykloalkány alebo arény.
Uveďme príklady takýchto reakcií.
