1) Prvi znak klasifikacije zasniva se na promeni oksidacionog stanja elemenata koji formiraju reagense i proizvode.
a) redoks
FeS 2 + 18HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + 2H 2 SO 4 + 15NO 2 + 7H 2 O
b) bez promene oksidacionog stanja
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O
Redox nazivaju se reakcije praćene promjenom oksidacijskih stanja kemijskih elemenata koji čine reagense. Redox reakcije u neorganskoj hemiji uključuju sve reakcije supstitucije i one reakcije razgradnje i kombinacije u kojima je uključena barem jedna jednostavna supstanca. Reakcije koje se javljaju bez promjene oksidacijskih stanja elemenata koji tvore reaktante i produkte reakcije uključuju sve reakcije izmjene.
2) Hemijske reakcije se klasifikuju prema prirodi procesa, odnosno po broju i sastavu reagenasa i proizvoda.
-reakcije spojeva ili adicija u organskoj hemiji.
Da bi ušao u reakciju adicije, organski molekul mora imati višestruku vezu (ili ciklus), taj će molekul biti glavni (supstrat). Jednostavniji molekul (često anorganska supstanca, reagens) se dodaje na mjesto gdje je višestruka veza prekinuta ili se prsten otvara.
NH 3 + HCl = NH 4 Cl
CaO + CO 2 = CaCO 3
-reakcije razgradnje.
Reakcije razgradnje mogu se smatrati obrnutim procesima kombinacije.
C 2 H 5 Br = C 2 H 4 + HBr
Hg(NO 3) 2 = Hg + 2NO 2 + O 2
– reakcije supstitucije.
Njihova prepoznatljiva karakteristika je interakcija jednostavne supstance sa složenom. Takve reakcije postoje i u organskoj hemiji.
Međutim, koncept "supstitucije" u organskoj hemiji je širi nego u neorganskoj hemiji. Ako se u molekuli izvorne supstance bilo koji atom ili funkcionalna grupa zamijeni drugim atomom ili grupom, to su također reakcije supstitucije, iako sa stanovišta neorganske kemije proces izgleda kao reakcija izmjene.
Zn + CuSO 4 = Cu + ZnSO 4
Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
– razmjena (uključujući neutralizaciju).
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O
KCl + AgNO 3 = AgCl¯ + KNO 3
3) Ako je moguće, tok u suprotnom smjeru - reverzibilan i nepovratan.
4) Po vrsti cepanja veze - homolitičko (jednak prekid, svaki atom prima 1 elektron) i heterolitički (nejednak prekid - dobija se par elektrona)
5) Termičkim efektom
egzotermni (generacija topline) i endotermni (apsorpcija topline). Reakcije spajanja će općenito biti egzotermne reakcije, a reakcije razlaganja će biti endotermne. Rijetka iznimka je reakcija dušika s kisikom - endotermna:
N2 + O2 → 2NO – Q
6) Po fazama
a) Homogene (homogene supstance u jednoj fazi, na primer g-g, reakcije u rastvorima)
b) Heterogene (ms, g-tv, w-tv, reakcije između tečnosti koje se ne mešaju)
7) O upotrebi katalizatora. Katalizator je tvar koja ubrzava kemijsku reakciju.
a) katalitičke (uključujući enzimske) - praktički ne rade bez upotrebe katalizatora.
b) nekatalitički.
Klasifikacija hemijskih reakcija u neorganskoj i organskoj hemiji vrši se na osnovu različitih klasifikacionih karakteristika, o kojima su informacije date u donjoj tabeli.
Nepovratno su reakcije koje se odvijaju samo u smjeru naprijed, što rezultira stvaranjem proizvoda koji ne stupaju u interakciju jedni s drugima. Ireverzibilne reakcije uključuju kemijske reakcije koje rezultiraju stvaranjem blago disociranih spojeva, oslobađanjem velike količine energije, kao i one u kojima konačni produkti napuštaju reakcijsku sferu u plinovitom obliku ili u obliku taloga, npr. :
HCl + NaOH = NaCl + H2O
2Ca + O2 = 2CaO
BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr
Reverzibilno su hemijske reakcije koje se odvijaju na datoj temperaturi istovremeno u dva suprotna smjera s uporedivim brzinama. Prilikom pisanja jednadžbi za takve reakcije, znak jednakosti zamjenjuje se suprotno usmjerenim strelicama. Najjednostavniji primjer reverzibilne reakcije je sinteza amonijaka interakcijom dušika i vodika:
N 2 +3H 2 ↔2NH 3
Na osnovu vrste hemijskog cepanja veze u početnoj molekuli razlikuju se homolitičke i heterolitičke reakcije.
Homolitički nazivaju se reakcije u kojima, kao rezultat raskidanja veza, nastaju čestice koje imaju nespareni elektron - slobodni radikali.
Heterolitički su reakcije koje nastaju stvaranjem ionskih čestica – kationa i anjona.
Radikalan(lanac) su hemijske reakcije koje uključuju radikale, na primjer:
CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl
Jonski su hemijske reakcije koje se dešavaju uz učešće jona, na primer:
KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓
Elektrofilne reakcije su heterolitičke reakcije organskih spojeva s elektrofilima - česticama koje nose cijeli ili djelomični pozitivni naboj. Dijele se na reakcije elektrofilne supstitucije i elektrofilne adicije, na primjer:
C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl
H 2 C =CH 2 + Br 2 → BrCH 2 –CH 2 Br
Nukleofilne reakcije su heterolitičke reakcije organskih spojeva s nukleofilima - česticama koje nose cijeli ili djelomični negativni naboj. Dijele se na reakcije nukleofilne supstitucije i nukleofilne adicije, na primjer:
CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr
CH 3 C(O)H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O
Egzotermno nazivaju se hemijske reakcije koje nastaju oslobađanjem toplote. Simbol za promjenu entalpije (sadržaja topline) ΔH i termičkog efekta reakcije Q. Za egzotermne reakcije Q > 0, i ΔH< 0.
Endotermni su hemijske reakcije koje uključuju apsorpciju toplote. Za endotermne reakcije Q< 0, а ΔH > 0.
Homogene Reakcije koje se odvijaju u homogenom mediju nazivaju se.
Heterogena su reakcije koje se odvijaju u heterogenom mediju, na dodirnoj površini reagujućih supstanci koje su u različitim fazama, na primer, čvrsta i gasovita, tečna i gasovita, u dve tečnosti koje se ne mešaju.
Katalitičke reakcije se javljaju samo u prisustvu katalizatora. Nekatalitičke reakcije se javljaju u odsustvu katalizatora.
Klasifikacija organskih reakcija data je u tabeli:
Lekcija 2
Klasifikacija hemijskih reakcija u neorganskoj hemiji
Hemijske reakcije se klasificiraju prema različitim kriterijima.
Prema broju polaznih materijala i produkta reakcije
raspadanje - reakcija u kojoj se iz jedne složene supstance formiraju dvije ili više jednostavnih ili složenih tvari
2KMnO 4 → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2
Compound- reakcija uslijed koje se od dvije ili više jednostavnih ili složenih tvari formira jedna složenija tvar
NH 3 + HCl → NH 4 Cl
Zamjena- reakcija koja se odvija između jednostavnih i složenih supstanci, u kojoj se atomi jednostavne tvari zamjenjuju atomima jednog od elemenata u složenoj tvari.
Fe + CuCl 2 → Cu + FeCl 2
Razmjena- reakcija u kojoj dvije složene supstance izmjenjuju svoje sastavne dijelove
Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O
Jedna od reakcija razmjene neutralizacija je reakcija između kiseline i baze koja proizvodi sol i vodu.
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Termičkim efektom
Reakcije koje nastaju oslobađanjem toplote nazivaju se egzotermne reakcije.
C + O 2 → CO 2 + Q
2) Reakcije koje se javljaju pri apsorpciji toplote nazivaju se endotermne reakcije.
N 2 + O 2 → 2NO – Q
Zasnovano na reverzibilnosti
Reverzibilno– reakcije koje se odvijaju pod istim uslovima u dva međusobno suprotna pravca.
Reakcije koje se odvijaju samo u jednom smjeru i završavaju potpunim pretvaranjem početnih tvari u konačne nazivaju se nepovratno, u ovom slučaju, gas, talog ili blago disocijirajuća supstanca - voda - treba da se oslobodi.
BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl
Na 2 CO 3 +2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O
Redox reakcije– reakcije koje se javljaju s promjenom oksidacijskog stanja.
Ca + 4HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
I reakcije koje se javljaju bez promjene oksidacijskog stanja.
HNO 3 + KOH → KNO 3 + H 2 O
5.Homogene reakcije, ako su polazne tvari i produkti reakcije u istom agregacijskom stanju. I heterogena reakcije, ako su produkti reakcije i polazne tvari u različitim agregacijskim stanjima.
Na primjer: sinteza amonijaka.
Redox reakcije.
Postoje dva procesa:
Oksidacija– Ovo je donacija elektrona, usled čega se povećava oksidaciono stanje. Atom, molekul ili ion koji donira elektron naziva se redukciono sredstvo.
Mg 0 - 2e → Mg +2
Oporavak - proces dodavanja elektrona, kao rezultat, smanjuje se oksidacijsko stanje. Atom, molekul ili ion koji dobije elektron naziva se oksidaciono sredstvo.
S 0 +2e → S -2
O 2 0 +4e → 2O -2
Kod redoks reakcija se mora poštovati sledeće pravilo: elektronski balans(broj vezanih elektrona mora biti jednak broju doniranih elektrona; slobodnih elektrona ne bi trebalo biti). I to se takođe mora poštovati atomska ravnoteža(broj atoma istog imena na lijevoj strani mora biti jednak broju atoma na desnoj strani)
Pravila za pisanje redoks reakcija.
Napišite jednačinu reakcije
Podesite oksidaciona stanja
Pronađite elemente čije se oksidacijsko stanje mijenja
Zapišite ih u parovima.
Pronađite oksidacijsko sredstvo i redukcijsko sredstvo
Napišite proces oksidacije ili redukcije
Izjednačite elektrone koristeći pravilo ravnoteže elektrona (nađite n.o.c.), raspoređujući koeficijente
Napišite zbirnu jednačinu
Stavite koeficijente u jednadžbu hemijske reakcije
KClO 3 → KClO 4 + KCl; N 2 + H 2 → NH 3 ; H 2 S + O 2 → SO 2 + H 2 O; Al + O 2 = Al 2 O 3;
Su + HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + NO + H 2 O; KClO 3 → KCl + O 2; P + N 2 O = N 2 + P 2 O 5;
NO 2 + H 2 O = HNO 3 + NO
. Brzina hemijskih reakcija. Ovisnost brzine kemijskih reakcija o koncentraciji, temperaturi i prirodi reaktanata.
Hemijske reakcije se odvijaju različitom brzinom. Nauka proučava brzinu hemijske reakcije, kao i identifikaciju njene zavisnosti od uslova procesa - hemijska kinetika.
υ homogene reakcije određuje se promjenom količine tvari po jedinici volumena:
υ =Δn / Δt ∙V
gdje je Δ n promjena broja molova jedne od tvari (najčešće originalne, ali može biti i produkt reakcije), (mol);
V – zapremina gasa ili rastvora (l)
Budući da je Δ n / V = ΔC (promjena koncentracije), onda
υ =Δ C / Δt (mol/l∙ s)
υ heterogene reakcije određuje se promjenom količine tvari u jedinici vremena na jediničnoj površini dodira tvari.
υ =Δn / Δt ∙ S
gdje je Δ n – promjena količine tvari (reagensa ili proizvoda), (mol);
Δt – vremenski interval (s, min);
S – površina kontakta tvari (cm 2, m 2)
Zašto stope različitih reakcija nisu iste?
Da bi hemijska reakcija započela, molekuli reagujućih supstanci moraju da se sudare. Ali ne rezultira svaki sudar hemijskom reakcijom. Da bi sudar doveo do hemijske reakcije, molekuli moraju imati dovoljno veliku energiju. Čestice koje mogu proći hemijsku reakciju prilikom sudara nazivaju se aktivan. Imaju višak energije u odnosu na prosječnu energiju većine čestica – energiju aktivacije E Act . U tvari ima mnogo manje aktivnih čestica nego s prosječnom energijom, tako da da bi mnoge reakcije započele, sistemu se mora dati nešto energije (bljesak svjetlosti, zagrijavanje, mehanički udar).
Energetska barijera (vrijednost E Act) je različit za različite reakcije, što je niži, to se reakcija odvija lakše i brže.
2. Faktori koji utiču na υ(broj sudara čestica i njihova efikasnost).
1) Priroda reaktanata: njihov sastav, struktura => energija aktivacije
▪ što manje E Act, što je veće υ;
2) Temperatura: na t za svakih 10 0 C, υ 2-4 puta (van't Hoffovo pravilo).
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
Zadatak 1. Brzina određene reakcije na 0 0 C je jednaka 1 mol/l ∙ h, temperaturni koeficijent reakcije je 3. Kolika će biti brzina ove reakcije na 30 0 C?
υ 2 = υ 1 ∙ γ Δt/10
υ 2 =1∙3 30-0/10 = 3 3 =27 mol/l∙h
3) koncentracija:što više, to češće dolazi do sudara i υ. Pri konstantnoj temperaturi za reakciju mA + nB = C prema zakonu djelovanja mase:
υ = k ∙ S A m ∙ C B n
gdje je k konstanta brzine;
C – koncentracija (mol/l)
Zakon masovne akcije:
Brzina hemijske reakcije je proporcionalna proizvodu koncentracija reagujućih supstanci, uzetih u snagama jednakim njihovim koeficijentima u jednadžbi reakcije.
Zadatak 2. Reakcija se odvija prema jednačini A + 2B → C. Koliko puta i kako će se promijeniti brzina reakcije kada se koncentracija tvari B poveća za 3 puta?
Rješenje:υ = k ∙ C A m ∙ C B n
υ = k ∙ C A ∙ C B 2
υ 1 = k ∙ a ∙ b 2
υ 2 = k ∙ a ∙ 3 u 2
υ 1 / υ 2 = a ∙ in 2 / a ∙ 9 in 2 = 1/9
Odgovor: povećaće se 9 puta
Za gasovite supstance, brzina reakcije zavisi od pritiska
Što je pritisak veći, to je veća brzina.
4) Katalizatori– supstance koje menjaju mehanizam reakcije, redukuju E Act => υ .
▪ Katalizatori ostaju nepromijenjeni nakon završetka reakcije
▪ Enzimi su biološki katalizatori, proteini po prirodi.
▪ Inhibitori – supstance koje ↓ υ
1. Tokom reakcije, koncentracija reagensa:
1) povećava
2) se ne menja
3) smanjuje se
4) Ne znam
2. Tokom reakcije, koncentracija proizvoda:
1) povećava
2) se ne menja
3) smanjuje se
4) Ne znam
3. Za homogenu reakciju A + B → ... uz istovremeno povećanje molarne koncentracije polaznih tvari za 3 puta, brzina reakcije se povećava:
1) 2 puta
2) 3 puta
4) 9 puta
4. Brzina reakcije H 2 + J 2 → 2HJ će se smanjiti za 16 puta uz istovremeno smanjenje molarne koncentracije reagensa:
1) 2 puta
2) 4 puta
5. Brzina reakcije CO 2 + H 2 → CO + H 2 O s porastom molarne koncentracije za 3 puta (CO 2) i 2 puta (H 2) raste:
1) 2 puta
2) 3 puta
4) 6 puta
6. Brzina reakcije C (T) + O 2 → CO 2 na V-konst i povećanjem količine reagensa za 4 puta se povećava:
1) 4 puta
4) 32 puta
10. Brzina reakcije A + B → ... će se povećati kada:
1) smanjenje koncentracije A
2) povećanje koncentracije B
3) hlađenje
4) smanjenje pritiska
7. Brzina reakcije Fe + H 2 SO 4 → FeSO 4 + H 2 je veća kada se koristi:
1) gvozdeni prah, ne strugotine
2) gvozdena strugotina, a ne prah
3) koncentrovani H 2 SO 4, a ne razblažen H 2 SO 4
4) Ne znam
8
. Brzina reakcije 2H 2 O 2 2H 2 O + O 2 bit će veća ako koristite:
1) 3% rastvor H 2 O 2 i katalizator
2) 30% rastvor H 2 O 2 i katalizator
3) 3% rastvor H 2 O 2 (bez katalizatora)
4) 30% rastvor H 2 O 2 (bez katalizatora)
Hemijska ravnoteža. Faktori koji utječu na ravnotežu pomaka. Le Chatelierov princip.
Hemijske reakcije se mogu podijeliti prema smjeru u kojem se odvijaju
▪ Nepovratne reakcije nastaviti samo u jednom smjeru (reakcije ionske izmjene sa, ↓, MDS, sagorijevanje i neke druge)
Na primjer, AgNO 3 + HCl → AgCl↓ + HNO 3
▪ Reverzibilne reakcije pod istim uslovima teku u suprotnim smjerovima (↔).
Na primjer, N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3
Stanje reverzibilne reakcije u kojoj je υ → = υ ← pozvao hemijski balans.
Da bi se reakcija u hemijskoj proizvodnji odvijala što potpunije, potrebno je ravnotežu pomeriti ka proizvodu. Da biste odredili kako će određeni faktor promijeniti ravnotežu u sistemu, koristite Le Chatelierov princip(1844.):
Le Chatelierov princip: Ako se na sistem u stanju ravnoteže izvrši vanjski utjecaj (promjena t, p, C), onda će se ravnoteža pomjeriti u smjeru koji slabi ovaj utjecaj.
Balans se pomera:
1) sa C reakcijom →,
kod C prod ← ;
2) na p (za gasove) - prema smanjenju zapremine,
na ↓ r – u smjeru povećanja V;
ako se reakcija odvija bez promjene broja molekula gasovitih supstanci, tada pritisak ne utiče na ravnotežu u ovom sistemu.
3) na t – prema endotermnoj reakciji (- Q),
pri ↓ t – prema egzotermnoj reakciji (+ Q).
Zadatak 3. Kako treba mijenjati koncentracije tvari, tlak i temperaturu homogenog sistema PCl 5 ↔ PCl 3 + Cl 2 – Q da bi se ravnoteža pomjerila ka razgradnji PCl 5 (→)
↓ C (PCl 3) i C (Cl 2)
Zadatak 4. Kako se pomiče hemijska ravnoteža reakcije 2CO + O 2 ↔ 2CO 2 + Q kada
a) povećanje temperature;
b) povećan pritisak
1. Metoda koja pomiče ravnotežu reakcije 2CuO(T) + CO Cu 2 O(T) + CO 2 udesno (→) je:
1) povećanje koncentracije ugljičnog monoksida
2) povećanje koncentracije ugljičnog dioksida
3) smanjenje koncentracije otopljenog oksida (I)
4) smanjenje koncentracije bakar (II) oksida
2. U homogenoj reakciji 4HCl + O 2 2Cl 2 + 2H 2 O, sa povećanjem pritiska, ravnoteža će se pomeriti:
2) u pravu
3) neće se pomeriti
4) Ne znam
8. Kada se zagrije, ravnoteža reakcije N 2 + O 2 2NO – Q:
1) će se pomeriti udesno
2) pomeriće se ulevo
3) neće se pomeriti
4) Ne znam
9. Prilikom hlađenja, ravnoteža reakcije H 2 + S H 2 S + Q:
1) će se pomaknuti ulijevo
2) će se pomeriti udesno
3) neće se pomeriti
4) Ne znam
Klasifikacija hemijskih reakcija u neorganskoj i organskoj hemiji
DokumentZadaci A 19 (USE 2012) Klasifikacija hemijski reakcije V neorganski i organski hemija. TO reakcije supstitucija se odnosi na interakciju: 1) propena i vode, 2) ...
Tematsko planiranje časova hemije u 8-11 razredu 6
Tematsko planiranje1 Hemijski reakcije 11 11 Klasifikacija hemijski reakcije V neorganski hemija. (C) 1 Klasifikacija hemijski reakcije u organskom hemija. (C) 1 brzina hemijski reakcije. Energija aktivacije. 1 Faktori koji utiču na brzinu hemijski reakcije ...
Pitanja za ispite iz hemije za studente 1. godine
DokumentMetan, upotreba metana. Klasifikacija hemijski reakcije V neorganski hemija. Fizički i hemijski svojstva i primjena etilena. Hemijski ravnoteža i njeni uslovi...
-
Hemijske reakcije- to su procesi zbog kojih iz nekih supstanci nastaju druge koje se od njih razlikuju po sastavu i (ili) strukturi.
Klasifikacija reakcija:
Prema broju i sastavu reaktanata i produkta reakcije:
Reakcije koje se javljaju bez promjene sastava tvari:
C (grafit) → C (dijamant); P (bijelo) → P (crveno).
U organskoj hemiji to su reakcije izomerizacije - reakcije koje rezultiraju stvaranjem molekula drugih tvari istog kvalitativnog i kvantitativnog sastava iz molekula jedne tvari, tj. sa istom molekularnom formulom, ali različitom strukturom.
CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH-CH 3
n-butan 2-metilpropan (izobutan)
Reakcije koje se javljaju s promjenom sastava tvari:
U organskoj hemiji to su reakcije hidrogenacije, halogenacije, hidrohalogenacije, hidratacije, polimerizacije.
CH 2 = CH 2 + HOH → CH 3 – CH 2 OH
b) Reakcije razgradnje (u organskoj hemiji eliminacija, eliminacija) - reakcije tokom kojih iz jedne složene supstance nastaje više novih supstanci:CH 3 – CH 2 OH → CH 2 = CH 2 + H 2 O
2KNO 3 →2KNO 2 + O 2
U organskoj hemiji, primjeri reakcija eliminacije su dehidrogenacija, dehidracija, dehidrohalogenacija i kreking.
c) Reakcije supstitucije - reakcije tokom kojih atomi jednostavne supstance zamjenjuju atome nekog elementa u složenoj tvari (u organskoj hemiji reaktanti i produkti reakcije su često dvije složene tvari).
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl; 2Na+ 2H 2 O→ 2NaOH + H 2
Izuzetno je malo primjera supstitucijskih reakcija koje nisu praćene promjenom oksidacijskih stanja atoma. Treba napomenuti reakciju silicijum oksida sa solima kiselina koje sadrže kiseonik, a koje odgovaraju gasovitim ili hlapljivim oksidima:
CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2
Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 = 3SaSiO 3 + P 2 O 5
d) Reakcije razmene - reakcije tokom kojih dve složene supstance razmenjuju svoje komponente:
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O
Promjenom oksidacijskih stanja hemijskih elemenata koji formiraju supstance
Reakcije koje se javljaju s promjenom oksidacijskih stanja, ili ORR:
∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (proces oksidacije, element – redukciono sredstvo),
8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
U organskoj hemiji:
C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
Reakcije koje se javljaju bez promjene oksidacijskog stanja kemijskih elemenata:
HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O
Termičkim efektom
Egzotermne reakcije nastaju oslobađanjem energije:
CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q
Endotermne reakcije se javljaju pri apsorpciji energije:
C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q
Prema stanju agregacije reagujućih supstanci
Heterogene reakcije su reakcije tokom kojih su reaktanti i produkti reakcije u različitim agregacijskim stanjima:
CaC 2 (čvrsta) + 2H 2 O (l) → Ca(OH) 2 (rastvor) + C 2 H 2 (g)
Homogene reakcije su reakcije tokom kojih su reaktanti i produkti reakcije u istom agregacijskom stanju:
2C 2 H 2 (g) + 5O 2 (g) → 4CO 2 (g) + 2H 2 O (g)
Učešćem katalizatora
Nekatalitičke reakcije koje se odvijaju bez sudjelovanja katalizatora:
Katalitičke reakcije koje uključuju katalizatore:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
Towards
Ireverzibilne reakcije se javljaju pod ovim uslovima samo u jednom pravcu:
Reverzibilne reakcije u ovim uslovima odvijaju se istovremeno u dva suprotna smera: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3
Prema mehanizmu protoka
Radikalni mehanizam.
Dolazi do homolitičkog (jednakog) cijepanja veze. Tokom hemolitičkog cijepanja, par elektrona koji formira vezu dijeli se na način da svaka od rezultirajućih čestica primi jedan elektron. U tom slučaju nastaju radikali - nenabijene čestice s nesparenim elektronima. Radikali su vrlo reaktivne čestice; reakcije u kojima su uključene odvijaju se u plinskoj fazi velikom brzinom i često s eksplozijom.
Radikalne reakcije se javljaju između radikala i molekula nastalih tokom reakcije:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl
Primjeri: reakcije sagorijevanja organskih i neorganskih tvari, sinteza vode, amonijaka, reakcije halogeniranja i nitriranja alkana, izomerizacija i aromatizacija alkana, katalitička oksidacija alkana, polimerizacija alkena, vinil hlorida itd.
Jonski mehanizam.
Dolazi do heterolitičkog (nejednakog) cijepanja veze, pri čemu oba elektrona veze ostaju s jednom od prethodno vezanih čestica. Formiraju se nabijene čestice (kationi i anioni).
Jonske reakcije se javljaju u rastvorima između jona koji su već prisutni ili formirani tokom reakcije.
Na primjer, u neorganskoj hemiji to je interakcija elektrolita u otopini; u organskoj hemiji to su reakcije adicije na alkene, oksidacija i dehidrogenacija alkohola, supstitucija alkoholne grupe i druge reakcije koje karakteriziraju svojstva aldehida i karboksilnih kiselina.
Prema vrsti energije koja pokreće reakciju:
Fotohemijske reakcije nastaju kada su izložene kvantima svjetlosti. Na primjer, sinteza klorovodika, interakcija metana sa klorom, proizvodnja ozona u prirodi, procesi fotosinteze itd.
Reakcije na zračenje pokreću se visokoenergetskim zračenjem (X-zraci, γ-zraci).
Elektrohemijske reakcije se pokreću električnom strujom, kao što je elektroliza.
Termohemijske reakcije se pokreću toplotnom energijom. To uključuje sve endotermne reakcije i mnoge egzotermne reakcije koje zahtijevaju toplinu za pokretanje.
>> Hemija: Vrste hemijskih reakcija u organskoj hemiji
Reakcije organskih supstanci se formalno mogu podijeliti u četiri glavna tipa: supstitucija, adicija, eliminacija (eliminacija) i preuređivanje (izomerizacija). Očigledno je da se čitav niz reakcija organskih spojeva ne može svesti na okvir predložene klasifikacije (na primjer, reakcije sagorijevanja). Međutim, takva klasifikacija će pomoći da se uspostave analogije sa klasifikacijama reakcija koje se dešavaju između neorganskih supstanci koje su vam već poznate iz kursa neorganske hemije.
Obično se glavni organski spoj uključen u reakciju naziva supstrat, a druga komponenta reakcije se konvencionalno smatra reaktantom.
Reakcije supstitucije
Reakcije koje rezultiraju zamjenom jednog atoma ili grupe atoma u originalnoj molekuli (supstratu) drugim atomima ili grupama atoma nazivaju se reakcije supstitucije.
Reakcije supstitucije uključuju zasićena i aromatična jedinjenja, kao što su, na primjer, alkani, cikloalkani ili areni.
Navedimo primjere takvih reakcija.
Sadržaj lekcije beleške sa lekcija podrška okvirnoj prezentaciji lekcija metode ubrzanja interaktivne tehnologije Vježbajte zadaci i vježbe radionice za samotestiranje, obuke, slučajevi, potrage domaća zadaća diskusija pitanja retorička pitanja učenika Ilustracije audio, video i multimedija fotografije, slike, grafike, tabele, dijagrami, humor, anegdote, vicevi, stripovi, parabole, izreke, ukrštene reči, citati Dodaci sažetakačlanci trikovi za radoznale jaslice udžbenici osnovni i dodatni rječnik pojmova ostalo Poboljšanje udžbenika i lekcijaispravljanje grešaka u udžbeniku ažuriranje fragmenta u udžbeniku, elementi inovacije u lekciji, zamjena zastarjelih znanja novim; samo za nastavnike savršene lekcije kalendarski plan za godinu, metodološke preporuke, programi diskusije Integrisane lekcijeKada dođe do hemijskih reakcija, neke veze pucaju, a druge se formiraju. Hemijske reakcije se konvencionalno dijele na organske i neorganske. Organskim reakcijama smatraju se reakcije u kojima je barem jedan od reaktanata organsko jedinjenje koje mijenja svoju molekularnu strukturu tijekom reakcije. Razlika između organskih i neorganskih reakcija je u tome što u njima, po pravilu, učestvuju molekuli. Brzina takvih reakcija je niska, a prinos proizvoda je obično samo 50-80%. Za povećanje brzine reakcije koriste se katalizatori i temperatura ili tlak se povećava. Zatim ćemo razmotriti vrste hemijskih reakcija u organskoj hemiji.
Klasifikacija prema prirodi hemijskih transformacija
- Reakcije supstitucije
- Reakcije sabiranja
- Reakcija izomerizacije i preuređenje
- Reakcije oksidacije
- Reakcije razgradnje
Reakcije supstitucije
Tokom reakcija supstitucije, jedan atom ili grupa atoma u početnoj molekuli se zamjenjuje drugim atomima ili grupama atoma, formirajući novi molekul. U pravilu su takve reakcije karakteristične za zasićene i aromatične ugljikovodike, na primjer:
Reakcije sabiranja
Kada dođe do reakcija adicije, jedan molekul novog spoja nastaje od dva ili više molekula tvari. Takve reakcije su tipične za nezasićene spojeve. Postoje reakcije hidrogenacije (redukcije), halogenacije, hidrohalogenacije, hidratacije, polimerizacije itd.:
- Hidrogenacija– dodavanje molekula vodonika:
Reakcija eliminacije
Kao rezultat reakcija eliminacije, organski molekuli gube atome ili grupe atoma i nastaje nova tvar koja sadrži jednu ili više višestrukih veza. Reakcije eliminacije uključuju reakcije dehidrogenacija, dehidracija, dehidrohalogenacija i tako dalje.:
Reakcije izomerizacije i preuređenje
Tokom takvih reakcija dolazi do intramolekularnog preuređivanja, tj. prijelaz atoma ili grupa atoma iz jednog dijela molekule u drugi bez promjene molekulske formule tvari koja sudjeluje u reakciji, na primjer:
Reakcije oksidacije
Kao rezultat izlaganja oksidirajućem reagensu, oksidacijsko stanje ugljika u organskom atomu, molekuli ili ionu povećava se zbog gubitka elektrona, što rezultira stvaranjem novog spoja:
Reakcije kondenzacije i polikondenzacije
Sastoji se u interakciji nekoliko (dva ili više) organskih spojeva sa stvaranjem novih C-C veza i spoja male molekularne težine:
Polikondenzacija je formiranje polimerne molekule od monomera koji sadrže funkcionalne grupe uz oslobađanje spoja male molekularne težine. Za razliku od reakcija polimerizacije, koje rezultiraju stvaranjem polimera koji ima sastav sličan monomeru, kao rezultat reakcija polikondenzacije, sastav nastalog polimera se razlikuje od njegovog monomera:
Reakcije razgradnje
Ovo je proces razlaganja složenog organskog jedinjenja na manje složene ili jednostavne supstance:
C 18 H 38 → C 9 H 18 + C 9 H 20
Klasifikacija hemijskih reakcija po mehanizmima
Reakcije koje uključuju kidanje kovalentnih veza u organskim jedinjenjima moguće su pomoću dva mehanizma (tj. put koji vodi do kidanja stare veze i stvaranja nove) – heterolitičke (jonske) i homolitičke (radikalne).
Heterolitički (jonski) mehanizam
U reakcijama koje se odvijaju prema heterolitičkom mehanizmu nastaju intermedijarne čestice jonskog tipa sa nabijenim atomom ugljika. Čestice koje nose pozitivan naboj nazivaju se karbokationi, a negativne čestice karbanioni. U ovom slučaju ne dolazi do prekida zajedničkog elektronskog para, već do njegovog prelaska u jedan od atoma, uz formiranje jona:
Jako polarne, na primjer H–O, C–O, i lako polarizabilne, na primjer C–Br, C–I veze pokazuju sklonost heterolitičkom cijepanju.
Reakcije koje se odvijaju prema heterolitičkom mehanizmu se dijele na nukleofilna i elektrofilni reakcije. Reagens koji ima elektronski par za formiranje veze naziva se nukleofilni ili donirajući elektron. Na primjer, HO - , RO - , Cl - , RCOO - , CN - , R - , NH 2 , H 2 O , NH 3 , C 2 H 5 OH , alkeni, areni.
Reagens koji ima neispunjenu elektronsku ljusku i sposoban je da veže par elektrona u procesu formiranja nove veze.Sljedeći kationi se nazivaju elektrofilni reagensi: H +, R 3 C +, AlCl 3, ZnCl 2, SO 3 , BF 3, R-Cl, R 2 C=O
Reakcije nukleofilne supstitucije
Karakteristično za alkil i aril halide:
Reakcije nukleofilne adicije
Elektrofilne supstitucijske reakcije
Elektrofilne reakcije adicije
Homolitički (radikalni mehanizam)
U reakcijama koje se odvijaju po homolitičkom (radikalnom) mehanizmu, u prvoj fazi dolazi do prekida kovalentne veze sa stvaranjem radikala. Rezultirajući slobodni radikal tada djeluje kao napadački reagens. Cepanje veze radikalnim mehanizmom tipično je za nepolarne ili niskopolarne kovalentne veze (C–C, N–N, C–H).
Razlikovati reakcije radikalne supstitucije i radikalne reakcije
Reakcije radikalnog premještanja
Karakteristika alkana
Radikalne reakcije adicije
Karakteristika alkena i alkina
Tako smo ispitali glavne vrste hemijskih reakcija u organskoj hemiji
kategorije ,
