imagesk-obratimym-reaktsijam-otnositsja-vzaimodejstvie-vody-s-thumb.jpg

Классификация химических реакций

Очень часто химические реакции протекают так, что первичные реагирующие вещества полностью преобразуются в продукты реакции. Реакции соединения (A + B + … → D) — это такие реакции, в которых из двух и более веществ образуется одно новое сложное вещество. Гомогенные реакции (гомофазные). Таким образов, число атомов одного и того же вещества в ходе химической реакции не меняется.

Так как в ор­га­ни­че­ской мо­ле­ку­ле про­ис­хо­дит за­ме­ще­ние од­но­го атома или груп­пы ато­мов на дру­гой атом или груп­пу ато­мов. К примеру, реакции горения простых веществ – метана CH4, сероуглерода CS2. Как мы уже знаем, реакции горения относятся к экзотермическим реакциям. В большинстве случаев к экзотермическим реакциям относятся реакции соединения, к примеру, реакция гашения извести: CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q (выделяется теплота).

Большинство реакций являются обратимыми. Таким образом, мы выяснили, что реакция получения угольной кислоты может протекать как в прямом, так и в обратном направлении, а значит, она является обратимой. Химические реакции — это такой вид взаимодействия частиц, когда из одних химических веществ получаются другие, отличающиеся от них по свойствам и строению. Вещества, которые вступают в реакцию, называют реагентами.

В органической химии к таким реакциям относятся реакции изомеризации, когда из одного изомера под действием катализатора и внешних факторов получается другой (как правило, структурный изомер). Реакции присоединения — это такие реакции, в ходе которых к рассматриваемой органической молекуле присоединяется другая молекула.

Реакции отщепления (элиминирования) — это такие реакции, в ходе которых происходит отрыв атомов или атомных групп от исходной молекулы при сохранении ее углеродного скелета. Например, реакция хлорирования метана: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl. По числу частиц и составу продуктов взаимодействия эта реакция больше похожа на реакцию обмена.

В неорганической химии к таким реакциям относятся, как правило, реакции разложения, замещения, соединения, и все реакции, идущие с участием простых веществ. Вещества могут существовать, как правило, в трех основных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Обратите внимание, что при нагревании или охлаждении вещества могут переходить из одного фазового состояния в другое. В таком случае необходимо ориентироваться на условия проведения конкретной реакции и физические свойства вещества.

Таким образом, паровая конверсия метана — гомогенная реакция. Катализатор — это такое вещество, которое ускоряет реакцию, но не входит в состав продуктов реакции. В зависимости от наличия катализатора различают каталитические и некаталитические реакции. Все реакции, протекающие с участием в клетках живых организмов, протекают с участием особых белковых катализаторов — ферментов. Такие реакции называют ферментативными.

Необратимые реакции — это реакции, которые протекают преимущественно в одном направлении, т.е. продукты реакции не могут взаимодействовать друг сдругом при данных условиях. В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях не изменяется общее число ядер атомов и изотопный состав химических элементов. Химические процессы, протекающие в веществе, отличаются и от физических процессов, и от ядерных превращений.

В химических процессах (химических реакциях) получаются новые вещества с отличными от реагентов свойствами, но никогда не образуются атомы новых элементов. В атомах же участвующих в реакции элементов обязательно происходят видоизменения электронной оболочки.

В многостадийной химической реакции некоторые стадии могут быть гомогенными, а другие — гетерогенными. Такие реакции называются гомогенно-гетерогенными. Компоненты находятся в пределах одной фазы, однако реакция протекает на границе раздела фаз, например, на поверхности катализатора.

Гетерогенные гетерофазные реакции. В этом случае реагенты находятся в разном фазовом состоянии, продукты реакции также могут находиться в любом фазовом состоянии. Все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая в основном идёт на образование новых химических связей. Тепловой эффект реакции (энтальпию реакции, ΔrH), часто имеющий очень важное значение, можно вычислить по закону Гесса, если известны энтальпии образования реагентов и продуктов.

Химические реакции классифицируют по разным признакам. Химические реакции, которые могут проходить одновременно в двух противоположных направлениях – прямом и обратном, – называются обратимыми. По фазовому состоянию разделяют реакции гомогенные и гетерогенные. Каталитические реакции — это реакции, которые идут с участием катализаторов.

Читайте также: