Теми кодифікатора ЄДІ: Класифікація хімічних реакційв органічній та не органічної хімії.
Хімічні реакції це такий вид взаємодії частинок, коли з одних хімічних речовинвиходять інші, що відрізняються від них за властивостями та будовою. Речовини, які вступаютьу реакцію - реагенти. Речовини, які утворюютьсяв ході хімічної реакції - продукти.
У ході хімічної реакції руйнуються хімічні зв'язки, і утворюються нові.
У ході хімічних реакцій не змінюються атоми, що у реакції. Змінюється лише порядок з'єднання атомів у молекулах. Таким чином, число атомів однієї і тієї ж речовини в ході хімічної реакції не змінюється.
Хімічні реакції класифікують за різними ознаками. Розглянемо основні види класифікації хімічних реакцій.
Класифікація за кількістю та складом реагуючих речовин
За складом та числом реагуючих речовин поділяють реакції, що протікають без зміни складу речовин, та реакції, що протікають зі зміною складу речовин:
1. Реакції, які протікають без зміни складу речовин (A → B)
До таких реакцій у неорганічній хіміїможна віднести алотропні переходи простих речовин з однієї модифікації до іншої:
S ромбічна → S моноклінна.
У органічної хіміїдо таких реакцій відносяться реакції ізомеризації , коли з одного ізомеру під дією каталізатора та зовнішніх факторів виходить інший (як правило, структурний ізомер).
Наприклад, ізомеризація бутану в 2-метилпропан (ізобутан):
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3)-CH 3 .
2. Реакції, що протікають із зміною складу
- Реакції з'єднання (A + B + … → D)— це такі реакції, у яких із двох і більше речовин утворюється одна нова складна речовина. У неорганічної хіміїдо реакції з'єднання відносяться реакції горіння простих речовин, взаємодія основних оксидів з кислотними та ін. В органічній хіміїтакі реакції називаються реакціями приєднання. Реакції приєднання — це такі реакції, в ході яких до органічної молекули, що розглядається, приєднується інша молекула. До реакцій приєднання відносяться реакції гідрування(Взаємодія з воднем), гідратації(Приєднання води), гідрогалогенування(Приєднання галогеноводороду), полімеризація(Приєднання молекул один до одного з утворенням довгого ланцюжка) та ін.
Наприклад, гідратація:
CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH
- Реакції розкладання (A → B + C + …)- Це такі реакції, в ході яких з однієї складної молекули утворюється кілька менш складних або простих речовин. При цьому можуть утворюватися як прості, і складні речовини.
Наприклад, при розкладанні пероксиду водню:
2H 2 O 2→ 2H 2 O + O 2 .
В органічній хіміїподіляють власне реакції розкладання та реакції відщеплення . Реакції відщеплення (елімінування) — це такі реакції, у яких відбувається відрив атомів чи атомних груп від вихідної молекули за збереження її вуглецевого скелета.
Наприклад, реакція відщеплення водню (дегідрування) від пропана:
C 3 H 8 → C 3 H 6 + H 2
Як правило, у назві таких реакцій є приставка де. Реакції розкладання в органічній хімії відбуваються, як правило, із розривом вуглецевого ланцюга.
Наприклад, реакція крекінгу бутану(розщеплення на більш прості молекулипри нагріванні або під дією каталізатора):
C 4 H 10 → C 2 H 4 + C 2 H 6
- Реакції заміщення - Це такі реакції, в ході яких атоми або групи атомів однієї речовини заміщаються на атоми або групи атомів іншої речовини. У неорганічній хімії ці реакції відбуваються за схемою:
AB + C = AC + B.
Наприклад, більш активні галогенивитісняють менш активні сполуки. Взаємодія йодиду каліюз хлором:
2KI + Cl 2 → 2KCl + I 2 .
Заміщатися можуть окремі атоми, і молекули.
Наприкладпри сплавленні менш леткі оксидивитісняють більш леткііз солей. Так, нелеткий оксид кремніювитісняє оксид вуглецю з карбонату натріюпри сплавленні:
Na 2 CO 3 + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + CO 2
У органічної хімії реакції заміщення - це такі реакції, в ході яких частина органічної молекули заміщається на інші частки. При цьому заміщена частка, як правило, з'єднується з частиною молекули-заступника.
Наприклад, реакція хлорування метану:
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
За кількістю частинок та складом продуктів взаємодії ця реакція більше схожа на реакцію обміну. Тим не менш, за механізмомтака реакція є реакцією заміщення.
- Реакції обміну — це такі реакції, під час яких два складні речовиниобмінюються своїми складовими частинами:
AB + CD = AC + BD
До реакцій обміну відносяться реакції іонного обміну, що протікають у розчинах; реакції, що ілюструють кислотно-основні властивості речовин та інші.
прикладреакції обміну в неорганічній хімії - нейтралізація соляної кислотилугом:
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
прикладреакції обміну в органічній хімії. лужний гідроліз хлоретану:
CH 3 -CH 2 -Cl + KOH = CH 3 -CH 2 -OH + KCl
Класифікація хімічних реакцій щодо зміни ступеня окиснення елементів, що утворюють речовини
По зміні ступеня окиснення елементівхімічні реакції ділять на окисно-відновні реакції, і реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів.
- Окисно-відновні реакції (ОВР) - це реакції, в ході яких ступеня окисленняречовин змінюються. При цьому відбувається обмін електронами.
У неорганічної хімії до таких реакцій відносяться, як правило, реакції розкладання, заміщення, сполуки і всі реакції, що йдуть за участю простих речовин. Для вирівнювання ОВР використовують метод електронного балансу(кількість відданих електронів має дорівнювати кількості отриманих) або метод електронно-іонного балансу.
У органічної хімії поділяють реакції окислення та відновлення, залежно від того, що відбувається з органічною молекулою.
Реакції окиснення в органічній хімії- Це реакції, в ході яких зменшується кількість атомів воднюабо збільшується кількість атомів кисню у вихідній органічній молекулі.
Наприклад, окислення етанолу під дією оксиду міді:
CH 3 -CH 2 -OH + CuO → CH 3 -CH = O + H 2 O + Cu
Реакції відновлення в органічній хімії - це реакції, в ході яких збільшується кількість атомів воднюабо зменшується кількість атомів киснюв органічній молекулі.
Наприклад, відновлення оцтового альдегіду воднем:
CH 3 -CH=O + H 2 → CH 3 -CH 2 -OH
- Протолітичні реакції та реакції обміну - Це такі реакції, в ході яких ступеня окислення атомів не змінюються.
Наприклад, нейтралізація їдкого натру азотною кислотою:
NaOH + HNO 3 = H 2 O + NaNO 3
Класифікація реакцій з теплового ефекту
За тепловим ефектом реакції поділяють на екзотермічніі ендотермічні.
Екзотермічні реакції - Це реакції, що супроводжуються виділенням енергії у формі теплоти (+ Q). До таких реакцій відносяться майже всі реакції сполуки.
Винятки- Реакція азотуз киснемз освітою оксиду азоту (II) - ендотермічна:
N 2 + O 2 = 2NO - Q
Реакція газоподібного воднюз твердим йодомтакож ендотермічна:
H 2 + I 2 = 2HI - Q
Екзотермічні реакції, у ході яких виділяється світло, називають реакціями горіння.
Наприклад, горіння метану:
CH 4 + O 2 = CO 2 + H 2 O
Також екзотермічнимиє:
Ендотермічні реакції - Це реакції, що супроводжуються поглинанням енергіїу формі теплоти ( - Q ). Як правило, з поглинанням теплоти йде більшість реакцій розкладання(Реакції, що вимагають тривалого нагрівання).
Наприклад, розкладання вапняку:
CaCO 3 → CaO + CO 2 – Q
Також ендотермічнимиє:
- реакції гідролізу;
- реакції, що йдуть тільки при нагріванні;
- реакції, що протікають тількиза дуже високих температур або під дією електричного розряду.
Наприклад, перетворення кисню на озон:
3O 2 = 2O 3 - Q
У органічної хімії із поглинанням теплоти йдуть реакції розкладання. Наприклад, крекінг пентана:
C 5 H 12 → C 3 H 6 + C 2 H 6 – Q.
Класифікація хімічних реакцій щодо агрегатного стану реагуючих речовин (за фазовим складом)
Речовини можуть існувати у трьох основних агрегатних станах. твердому, рідкомуі газоподібному. За фазовим станомподіляють реакції гомогенніі гетерогенні.
- Гомогенні реакції — це такі реакції, в яких реагуючі речовини та продукти знаходяться в одній фазі, і зіткнення частинок реагують відбувається у всьому обсязі реакційної суміші. До гомогенних реакцій відносять взаємодії рідина-рідинаі газ-газ.
Наприклад, окислення сірчистого газу:
2SO 2(г) + O 2(г) = 2SO 3(г)
- Гетерогенні реакції — це реакції, в яких реагуючі речовини та продукти знаходяться у різних фазах. При цьому зіткнення реагуючих частинок відбувається лише на межі зіткнення фаз. До таких реакцій відносяться взаємодії газ-рідина, газ-тверда фаза, тверда-тверда, і тверда фаза - рідина.
Наприклад, взаємодія вуглекислого газу і гідроксиду кальцію:
CO 2(г) + Ca(OH) 2(р-р) = CaCO 3(тв) + H 2 O
Для класифікації реакцій за фазовим станом корисно вміти визначати фазові стани речовин. Це досить легко зробити, використовуючи знання про будову речовини, зокрема про .
Речовини з іонної, атомноїабо металевої кристалічною решіткою , як правило твердіза звичайних умов; речовини з молекулярними гратами, як правило, рідиниабо газиза звичайних умов.
Зауважте, що при нагріванні або охолодженні речовини можуть переходити з одного фазового стану в інший. У такому разі необхідно орієнтуватися на умови проведення конкретної реакції та фізичні властивостіречовини.
Наприклад, отримання синтез-газувідбувається за дуже високих температур, при яких вода - пара:
CH 4(г) + H2O(г) = CO(г) + 3H 2(г)
Таким чином, парова конверсія метану — гомогенна реакція.
Класифікація хімічних реакцій за участю каталізатора
Каталізатор - це така речовина, яка прискорює реакцію, але не входить до складу продуктів реакції. Каталізатор бере участь у реакції, але практичсеки не витрачається в ході реакції. Умовно схему дії каталізатора Допри взаємодії речовин A + Bможна зобразити так: A + K = AK; AK+B=AB+K.
Залежно від наявності каталізатора розрізняють каталітичні та некаталітичні реакції.
- Каталітичні реакції - Це реакції, які йдуть за участю каталізаторів. Наприклад, розкладання бертолетової солі: 2KClO 3 → 2KCl + 3O 2 .
- Некаталітичні реакції - Це реакції, які йдуть без участі каталізатора. Наприклад, горіння етану: 2C 2 H 6 + 5O 2 = 2CO 2 + 6H 2 O.
Всі реакції, що протікають за участю у клітинах живих організмів, протікають за участю спеціальних білкових каталізаторів – ферментів. Такі реакції називають ферментативними.
Докладніше механізм дії та функції каталізаторів розглядаються в окремій статті.
Класифікація реакцій у напрямку
Оборотні реакції - Це реакції, які можуть протікати і в прямому, і в зворотному напрямку, тобто. коли за цих умов продукти реакції можуть взаємодіяти один з одним. До оборотних реакцій належать більшість гомогенних реакцій, етерифікація; реакції гідролізу; гідрування-дегідрування, гідратація-дегідратація; одержання аміаку з простих речовин, окислення сірчистого газу, одержання галогеноводородів (крім фтороводню) та сірководню; синтез метанолу; отримання та розкладання карбонатів та гідрокарбонатів, і т.д.
Необоротні реакції - Це реакції, які протікають переважно в одному напрямку, тобто. продукти реакції не можуть взаємодіяти один з одним за цих умов. Приклади необоротних реакцій: горіння; реакції, що йдуть із вибухом; реакції, що йдуть з утворенням газу, осаду або води у розчинах; розчинення лужних металіву воді; та ін.
Хімічні реакції- Це процеси, в результаті яких з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом та (або) будовою.
Класифікація реакцій:
I. За кількістю та складом реагуючих речовин і продуктів реакції:
1) Реакції, що йдуть без зміни складу речовини:
У неорганічній хімії це реакції перетворення одних алотропних модифікацій на інші:
C (графіт) → C (алмаз); P (білий) → P (червоний).
У органічної хімії це реакції ізомеризації – реакції, у яких з молекул однієї речовини утворюються молекули інших речовин тієї самої якісного і кількісного складу, тобто. з тією ж молекулярною формулою, але іншою будовою.
СН 2 -СН 2 -СН 3 → СН 3 -СН-СН 3
н-бутан 2-метилпропан (ізобутан)
2) Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини:
а) Реакції сполуки (в органічній хімії приєднання) – реакції, у ході яких із двох і більше речовин утворюється одна складніша: S + O 2 → SO 2
В органічній хімії це реакції гідрування, галогенування, гідрогалогенування, гідратації, полімеризації.
СН 2 = СН 2 + НОН → СН 3 - СН 2 ВІН
б) Реакції розкладання (в органічній хімії відщеплення, елімінування) – реакції, під час яких із однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин:
СН 3 - СН 2 ВІН → СН 2 = СН 2 + Н 2 О
2KNO 3 →2KNO 2 + O 2
В органічній хімії приклади реакцій відщеплення – дегідрування, дегідратація, дегідрогалогенування, крекінг.
в) Реакції заміщення – реакції, під час яких атоми простої речовинизаміщають атоми якогось елемента в складній речовині (в органічній хімії – реагентами та продуктами реакції часто є дві складні речовини).
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl; 2Na+ 2H 2 O→ 2NaOH + H 2
Приклади реакцій заміщення, що не супроводжуються зміною ступенів окиснення атомів, украй нечисленні. Слід зазначити реакцію оксиду кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі оксиди:
СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2
Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 Про 5
г) Реакції обміну – реакції, під час яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами:
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O
ІІ. За зміною ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини
1) Реакції, що йдуть зі зміною ступенів окислення, або ОВР:
∙2| N +5 + 3e - → N +2 (процес відновлення, елемент - окислювач),
∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (процес окислення, елемент – відновник),
8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
В органічній хімії:
C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
2) Реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів:
Li 2 O + H 2 O → 2LiOH,
HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O
ІІІ. По тепловому ефекту
1) Екзотермічні реакції протікають із виділенням енергії:
З + Про 2 → СО 2 + Q,
СH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q
2) Ендотермічні реакції протікають із поглинанням енергії:
СаCO 3 → CaO + CO 2 - Q
C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q
IV. за агрегатного стануреагуючих речовин
1) Гетерогенні реакції - реакції, в ході яких реагують речовини і продукти реакції знаходяться в різних агрегатних станах:
Fe(тв) + CuSO 4 (р-р) → Cu(тв) + FeSO 4 (р-р),
CaC 2 (тв) + 2H 2 O(ж) → Ca(OH) 2 (р-р) + C 2 H 2 (г)
2) Гомогенні реакції – реакції, в ході яких реагуючі речовини та продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані:
H 2 (г) + Cl 2 (г) → 2HCl(г),
2C 2 H 2 (г) + 5O 2 (г) → 4CO 2 (г) + 2H 2 O(г)
V. За участю каталізатора
1) Некаталітичні реакції, що йдуть без участі каталізатора:
2Н 2 + О 2 → 2Н 2 О, С 2 Н 4 + 3О 2 → 2СО 2 + 2Н 2 О
2) Каталітичні реакції, що йдуть за участю каталізаторів:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
VI. У напрямку
1) Необоротні реакції протікають у цих умовах лише одному напрямку:
З 2 Н 4 + 3О 2 → 2СО 2 + 2Н 2 О
2) Оборотні реакції в даних умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3
VII. За механізмом протікання
1) Радикальний механізм.
А: В → А · + В
Відбувається гомолітичний (рівноцінний) розрив зв'язку. При гемолітичному розриві пари електронів, що утворює зв'язок, ділиться таким чином, що кожна з частинок, що утворюються, отримує по одному електрону. При цьому утворюються радикали – незаряджені частинки з неспареними електрономами. Радикали – дуже реакційноздатні частки, реакції з участю відбуваються у газовій фазі з великою швидкістю і найчастіше з вибухом.
Радикальні реакції йдуть між радикалами і молекулами, що утворюються в ході реакції:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl
Приклади: реакції горіння органічних та не органічних речовин, синтез води, аміаку, реакції галогенування та нітрування алканів, ізомеризація та ароматизація алканів, каталітичне окислення алканів, полімеризація алкенів, вінілхлориду та ін.
2) Іонний механізм.
А: В → :А - + В +
Відбувається гетеролітичний (нерівноцінний) розрив зв'язку, при цьому обидва електрони зв'язку залишаються з однією з пов'язаних частинок. Утворюються заряджені частинок (катіони та аніони).
Іонні реакціїйдуть у розчинах між вже наявними або утворюються в ході реакції іонами.
Наприклад, у неорганічній хімії – це взаємодія електролітів у розчині, в органічній хімії – це реакції приєднання до алкенів, окислення та дегідрування спиртів, заміщення спиртової групи та інші реакції, що характеризують властивості альдегідів та карбонових кислот.
VIII. За видом енергії, що ініціює реакцію:
1) Фотохімічні реакції відбуваються за впливу квантів світла. Наприклад, синтез хлороводню, взаємодія метану з хлором, одержання озону в природі, процеси фотосинтезу та ін.
2) Радіаційні реакції ініціюються випромінюваннями великих енергій (рентгенівськими променями, γ-променями).
3) Електрохімічні реакції ініціює електричний струмнаприклад, при електролізі.
4) Термохімічні реакції ініціюються тепловою енергією. До них відносяться всі ендотермічні реакції та безліч екзотермічних, для ініціації яких необхідна теплота.
Цілі уроку.Узагальнити уявлення про хімічну реакцію як про процес перетворення однієї або кількох вихідних речовин-реактивів на відрізняються від них за хімічним складом або будовою речовини - продукти реакції. Розглянути деякі з численних класифікацій хімічних реакцій за різними ознаками. Показати застосовність таких класифікацій для неорганічних та органічних реакцій. Розкрити відносний характер різних типів хімічних реакцій та взаємозв'язок різних класифікацій хімічних процесів.
Поняття про хімічні реакції, їх класифікація за різними ознаками порівняно для неорганічних та органічних речовин
Хімічна реакція - це зміна речовин, у якому розриваються старі і утворюються нові хімічні зв'язок між частинками («томами, іонами), у тому числі побудовані речовини (слайд 2).
Хімічні реакції класифікуються:
1. За кількістю та складом реагентів та продуктів (слайд 3)
а) розкладання (слайд 4)
Реакції розкладання в органічній хімії, на відміну реакцій розкладання в неорганічної хімії, мають власну специфіку. Їх можна розглядати як процеси, зворотні до приєднання, оскільки в результаті найчастіше утворюються кратні зв'язки або цикли.
б) з'єднання (слайд 5)
Щоб вступити в реакцію приєднання, органічна молекулаповинен мати кратний зв'язок (або цикл), ця молекула буде головною (субстрат). Простіша молекула (часто неорганічна речовина, реагент) приєднується за місцем розриву кратного зв'язку або розкриття циклу.
в) заміщення (слайд 6)
Їх відмітна ознака- Взаємодія простої речовини зі складним. Такі реакції є і в органічній хімії.
Проте поняття «заміщення» в органіці ширше, ніж у неорганічній хімії. Якщо в молекулі вихідної речовини якийсь атом або функціональна група замінюються на інший атом або групу, це також реакції заміщення, хоча з точки зору неорганічної хімії процес виглядає як реакція обміну.
г) обміну (зокрема і нейтралізації) (слайд 7)
Рекомендується провести у формі лабораторної роботивідповідно до рівнянь реакцій, запропонованих у презентації
2. По тепловому ефекту (слайд 8)
а) ендотермічні
б) екзотермічні (у тому числі реакції горіння)
У презентації запропоновані реакції з неорганічної та органічної хімії Реакції сполуки будуть реакціями екзотермічними, а реакції розкладання – ендотермічними (відносність цього висновку підкреслить рідкісний виняток – реакція азоту з киснем – ендотермічна:
N 2 + 0 2 -> 2
NO- Q
3. За використанням каталізатора (слайд 9)
б) некаталітичні
4. У напрямку (слайд 10)
а) каталітичні (у тому числі й ферментативні)
б) некаталітичні
5. По фазі (слайд 11)
а) гомогенні
б) гетерогенні
6. За зміною ступеня окиснення елементів, що утворюють реагенти та продукти (слайд 12)
а) окисно-відновні
б) без зміни ступеня окиснення
До окислювально-відновних у неорганічній хімії відносяться всі реакції заміщення і ті реакції розкладання та сполуки, в яких бере участь хоча б одна проста речовина. У більш узагальненому варіанті (вже з урахуванням органічної хімії): всі реакції за участю простих речовин. І навпаки, до реакцій, що йдуть без зміни ступенів окислення елементів, що утворюють реагенти та продукти реакції, відносяться всі реакції обміну.
Закріплення досліджуваної теми (слайд13-21).
Підсумок уроку.
Урок 2. «Карбонові кислоти: класифікація та номенклатура, будова карбоксильної групи, фізичні, хімічні властивості, способи отримання граничних одноосновних карбонових кислот» (Слайд 1)Цілі уроку.Дати поняття про карбонові кислоти та їх класифікацію порівняно з мінеральними кислотами. Розглянути основи міжнародної та тривіальної номенклатурита ізомерію цього типу органічних сполук. Розібрати будову карбоксильної групи та спрогнозувати хімічна поведінкакарбонових кислот. Розглянути загальні властивостікарбонових кислот порівняно із властивостями мінеральних кислот. Дати поняття про особливі властивості карбонових кислот (реакції по радикалу та утворення функціональних похідних). Познайомити учнів з найбільш характерними представниками карбонових кислот і показати їх значення у природі та в житті людини.
Поняття про карбонові кислоти, їх класифікація за різними ознакамиКарбонові кислоти- клас органічних сполук, молекули якого містять карбоксильну групу – COOH. Склад граничних одноосновних карбонових кислот відповідає загальною формулою(Слайд 2)
Карбонові кислоти класифікуються:
За кількістю карбоксильних груп карбонові кислоти поділяються на (Слайд 3):
- монокарбонові або одноосновні (оцтова кислота)
- дикарбонові або двоосновні (щавлева кислота)
Залежно від будови вуглеводневого радикалу, з яким пов'язана карбоксильна група, карбонові кислоти поділяються на:
- аліфатичні (оцтова або акрилова)
- аліциклічні (циклогексанкарбонова)
- ароматичні (бензойна, фталева)
Приклади кислот (Слайд 4)
Ізомерія та будова карбонових кислот
1.Ізомерія вуглецевого ланцюга (Слайд 5)
2. Ізомерія положення кратного зв'язку, наприклад:
СН 2 = СН - СН 2 - СООН Бутен-3-ова кислота (вінілоцтова кислота)
СН 3 – СН = СН – СООН Бутен-2-ова кислота (кротонова кислота)
3. Цис-, транс-ізомерія, наприклад:
Будова(Слайд 6)
Карбоксильна група СООН складається з карбонільної групи С=О та гідроксильної групи ВІН.
У групі З атом вуглецю несе частковий позитивний заряд і притягує до себе електронну пару атома кисню в групі ВІН. При цьому електронна щільність на атомі кисню зменшується, зв'язок О-Нпослаблюється:
У свою чергу група ВІН "гасить" позитивний заряд на групі СО.
Фізичні та хімічні властивості карбонових кислот
Нижчі карбонові кислоти – рідини з гострим запахом, добре розчинні у воді. З підвищенням відносної молекулярної масиРозчинність кислот у воді зменшується, а температура кипіння підвищується. Вищі кислоти, починаючи з пеларгонової
З 8 Н 17 СООН - тверді речовинибез запаху, нерозчинні у воді.
Найбільш важливі хімічні властивості, характерні більшості карбонових кислот (Слайд 7,8):
1) Взаємодія з активними металами:
2 CH 3 COOH + Mg(CH 3 COO)2 Mg + H 2
2) Взаємодія з оксидами металів:
2СН 3 СООН + СаО(СН 3 СОО) 2 Са + Н 2 О
3) Взаємодія з основами:
CH 3 COOH + NaOHCH 3 COONa + H 2 O
4) Взаємодія із солями:
CH 3 COOH + NaHCO 3 CH 3 COONa + СО 2 + Н 2 О
5) Взаємодія зі спиртами (реакція етерифікації):
CH 3 COOH + СН 3 СН 2 ОНCH 3 COOСН 2 СН 3 + H 2 O
6) Взаємодія з аміаком:
CH 3 COOH + NH 3 CH 3 COONH 4
При нагріванні амонійних солей карбонових кислот утворюються їх аміди:
CH 3 COONH 4 CH 3 CONH 2 + H 2 O
7) Під дією SOC l2 карбонові кислоти перетворюються на відповідні хлорангідриди.
CH 3 COOH + SOC l2 CH 3 COCl + HCl + SO 2
4. Міжкласова ізомерія :
наприклад: З 4 Н 8 Про 2
СН 3 – СН 2 – СО – О – СН з метиловий ефір пропанової кислоти
СН 3 – СО – О – CH 2 – СН 3 етиловий ефір етанової кислоти
С3Н 7 – СООН бутанова кислота
(Слайд 9,10)
1. Окислення альдегідів та первинних спиртів -
загальний спосіботримання карбонових кислот:
2. Інший загальний спосіб - гідроліз галогензаміщених вуглеводнів, що містять три атоми галогену в одного атома вуглецю:
3
NaCl
3. Взаємодія реактиву Гриньяра з СО2:
4. Гідроліз складних ефірів:
5. Гідроліз ангідридів кислот:
Способи одержання карбонових кислот
Для окремих кислотіснують специфічні способи одержання (Слайд 11):
Для отримання бензойної кислотиможна використовувати окислення монозаміщених гомологів бензолу кислим розчином перманганату калію:
Оцтову кислотуодержують у промислових масштабах каталітичним окисленням бутану киснем повітря:
Мурашину кислотуодержують нагріванням оксиду вуглецю (II) з порошкоподібним гідроксидом натрію під тиском та обробкою отриманого форміату натрію сильною кислотою:
Застосування карбонових кислот(Слайд 12)
Закріплення вивченої теми (слайд13-14).
Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії
Хімічні реакції, або хімічні явища, - Це процеси, в результаті яких з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом і (або) будовою.
При хімічних реакціях обов'язково відбувається зміна речовин, у якому рвуться старі й утворюються нові зв'язки між атомами.
Хімічні реакції слід відрізняти від ядерних реакційВнаслідок хімічної реакції загальна кількістьатомів кожного хімічного елемента та його ізотопний склад не змінюються. Інша справа ядерні реакції- Процеси перетворення атомних ядерв результаті їх взаємодії з іншими ядрами або елементарними частинками, наприклад, перетворення алюмінію на магній:
$↙(13)↖(27)(Al)+ ()↙(1)↖(1)(H)=()↙(12)↖(24)(Mg)+()↙(2)↖(4 )(He)$
Класифікація хімічних реакцій багатопланова, тобто. в її основу можуть бути покладені різні ознаки. Але під будь-якою з таких ознак можуть бути віднесені реакції між неорганічними, так і між органічними речовинами.
Розглянемо класифікацію хімічних реакцій за різними ознаками.
Класифікація хімічних реакцій за кількістю та складом реагуючих речовин. Реакції, що йдуть без зміни складу речовини
У неорганічній хімії до таких реакцій можна віднести процеси одержання алотропних модифікацій одного хімічного елемента, наприклад:
$С_((графіт))⇄С_((алмаз))$
$S_((ромбічна))⇄S_((моноклінова))$
$Р_((білий))⇄Р_((червоний))$
$Sn_((біле олово))⇄Sn_((сіре олово))$
$3О_(2(кисень))⇄2О_(3(озон))$.
В органічній хімії до цього типу реакцій можуть бути віднесені реакції ізомеризації, які йдуть без зміни як якісного, а й кількісного складу молекул речовин, наприклад:
1. Ізомеризація алканів.
Реакція ізомеризації алканів має велике практичне значення, т.к. вуглеводні изостроения мають меншу здатність до детонації.
2. Ізомеризація алкенів.
3. Ізомеризація алкінів(Реакція А. Є. Фаворського).
4. Ізомеризація галогеналканів(А. Є. Фаворський).
5. Ізомеризація ціанату амонію під час нагрівання.
Вперше сечовина була синтезована Ф. Велером у 1882 р. ізомеризацією ціанату амонію при нагріванні.
Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини
Можна виділити чотири типи таких реакцій: з'єднання, розкладання, заміщення та обміну.
1. Реакції з'єднання- Це такі реакції, при яких з двох і більше речовин утворюється одна складна речовина.
У неорганічній хімії все різноманіття реакцій сполуки можна розглянути на прикладі реакцій одержання сірчаної кислоти із сірки:
1) одержання оксиду сірки (IV):
$S+O_2=SO_2$ — із двох простих речовин утворюється одна складна;
2) одержання оксиду сірки (VI):
$2SO_2+O_2(⇄)↖(t,p,кат.)2SO_3$ - із простої та складної речовин утворюється одна складна;
3) одержання сірчаної кислоти:
$SO_3+H_2O=H_2SO_4$ — із двох складних речовин утворюється одна складна.
Прикладом реакції сполуки, при якій одна складна речовина утворюється більш ніж з двох вихідних, може бути заключна стадія отримання азотної кислоти:
$4NO_2+O_2+2H_2O=4HNO_3$.
В органічній хімії реакції сполуки прийнято називати реакціями приєднання. Все різноманіття таких реакцій можна розглянути на прикладі блоку реакцій, що характеризують властивості ненасичених речовин, наприклад етилену:
1) реакція гідрування - приєднання водню:
$CH_2(=)↙(етен)CH_2+H_2(→)↖(Ni,t°)CH_3(-)↙(етан)CH_3;$
2) реакція гідратації - приєднання води:
$CH_2(=)↙(етен)CH_2+H_2O(→)↖(H_3PO_4,t°)(C_2H_5OH)↙(етанол);$
3) реакція полімеризації:
$(nCH_2=CH_2)↙(етилен)(→)↖(p,кат.,t°)((-CH_2-CH_2-)_n)↙(поліетилен)$
2. Реакції розкладання- Це такі реакції, при яких з однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин.
У неорганічній хімії все різноманіття таких реакцій можна розглянути на прикладі блоку реакцій одержання кисню лабораторними способами:
1) розкладання оксиду ртуті (II):
$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$ — з однієї складної речовини утворюються дві прості;
2) розкладання нітрату калію:
$2KNO_3(→)↖(t°)2KNO_2+O_2$ — з однієї складної речовини утворюються одна проста і одна складна;
3) розкладання перманганату калію:
$2KMnO_4(→)↖(t°)K_2MnO_4+MnO_2+O_2$ — з однієї складної речовини утворюються дві складні і одна проста, тобто. три нових речовини.
В органічній хімії реакції розкладання можна розглянути на прикладі блоку реакцій одержання етилену в лабораторії та промисловості:
1) реакція дегідратації (відщеплення води) етанолу:
$C_2H_5OH(→)↖(H_2SO_4,t°)CH_2=CH_2+H_2O;$
2) реакція дегідрування (відщеплення водню) етану:
$CH_3-CH_3(→)↖(Cr_2O_3,500°C)CH_2=CH_2+H_2;$
3) реакція крекінгу (розщеплення) пропану:
$CH_3-CH_2CH_3(→)↖(t°)CH_2=CH_2+CH_4.$
3. Реакції заміщення- Це такі реакції, в результаті яких атоми простої речовини замінюють атоми будь-якого елемента в складній речовині.
У неорганічній хімії прикладом таких процесів може бути блок реакцій, що характеризують властивості, наприклад, металів:
1) взаємодія лужних та лужноземельних металів з водою:
$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$
2) взаємодія металів із кислотами в розчині:
$Zn+2HCl=ZnCl_2+H_2$;
3) взаємодія металів із солями в розчині:
$Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu;$
4) металотермія:
$2Al+Cr_2O_3(→)↖(t°)Al_2O_3+2Cr$.
Предметом вивчення органічної хімії є прості речовини, лише сполуки. Тому як приклад реакції заміщення наведемо найбільше характерна властивістьграничних сполук, зокрема метану, здатність його атомів водню заміщатися на атоми галогену:
$CH_4+Cl_2(→)↖(hν)(CH_3Cl)↙(хлорметан)+HCl$,
$CH_3Cl+Cl_2→(CH_2Cl_2)↙(дихлорметан)+HCl$,
$CH_2Cl_2+Cl_2→(CHCl_3)↙(трихлорметан)+HCl$,
$CHCl_3+Cl_2→(CCl_4)↙(тетрахлорметан)+HCl$.
Інший приклад - бромування ароматичного з'єднання(бензолу, толуолу, аніліну):
Звернімо увагу на особливість реакцій заміщення в органічних речовин: в результаті таких реакцій утворюються не просте і складне речовини, як у неорганічній хімії, а дві складні речовини.
В органічній хімії до реакцій заміщення відносять деякі реакції між двома складними речовинами, наприклад, нітрування бензолу:
$C_6H_6+(HNO_3)↙(бензол)(→)↖(H_2SO_4(конц.),t°)(C_6H_5NO_2)↙(нітробензол)+H_2O$
Вона є формально реакцією обміну. Те, що це реакція заміщення, стає зрозумілим лише під час розгляду її механізму.
4. Реакції обміну- Це такі реакції, при яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами.
Ці реакції характеризують властивості електролітів й у розчинах протікають за правилом Бертолле, тобто. тільки в тому випадку, якщо в результаті утворюється осад, газ або малодисоціюючу речовину (наприклад, $Н_2О$).
У неорганічній хімії це може бути блок реакцій, що характеризують, наприклад, властивості лугів:
1) реакція нейтралізації, що йде з утворенням солі та води:
$NaOH+HNO_3=NaNO_3+H_2O$
або в іонному вигляді:
$OH^(-)+H^(+)=H_2O$;
2) реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням газу:
$2NH_4Cl+Ca(OH)_2=CaCl_2+2NH_3+2H_2O$
або в іонному вигляді:
$NH_4^(+)+OH^(-)=NH_3+H_2O$;
3) реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням осаду:
$CuSO_4+2KOH=Cu(OH)_2↓+K_2SO_4$
або в іонному вигляді:
$Cu^(2+)+2OH^(-)=Cu(OH)_2↓$
В органічній хімії можна розглянути блок реакцій, що характеризують, наприклад, властивості оцтової кислоти:
1) реакція, що йде з утворенням слабкого електроліту - $ H_2O $:
$CH_3COOH+NaOH⇄NaCH_3COO+H_2O$
$CH_3COOH+OH^(-)⇄CH_3COO^(-)+H_2O$;
2) реакція, що йде з утворенням газу:
$2CH_3COOH+CaCO_3=2CH_3COO^(-)+Ca^(2+)+CO_2+H_2O$;
3) реакція, що йде з утворенням осаду:
$2CH_3COOH+K_2SiO_3=2KCH_3COO+H_2SiO_3↓$
$2CH_3COOH+SiO_3^(−)=2CH_3COO^(−)+H_2SiO_3↓$.
Класифікація хімічних реакцій щодо зміни ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини
Реакції, що йдуть зі зміною ступенів окислення елементів, або окислювально-відновлювальні реакції.
До них відноситься безліч реакцій, у тому числі всі реакції заміщення, а також ті реакції з'єднання та розкладання, в яких бере участь хоча б одна проста речовина, наприклад:
1.$(Mg)↖(0)+(2H)↖(+1)+SO_4^(-2)=(Mg)↖(+2)SO_4+(H_2)↖(0)$
$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(відновник)(→)↖(окислення)(Mg)↖(+2)$
$((2H)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(окислювач)(→)↖(відновлення)(H_2)↖(0)$
2.$(2Mg)↖(0)+(O_2)↖(0)=(2Mg)↖(+2)(O)↖(-2)$
$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(відновник)(→)↖(окислення)(Mg)↖(+2)|4|2$
$((O_2)↖(0)+4(e)↖(-))↙(окислювач)(→)↖(відновлення)(2O)↖(-2)|2|1$
Як ви пам'ятаєте, складні окисно-відновні реакції складаються за допомогою методу електронного балансу:
$(2Fe)↖(0)+6H_2(S)↖(+6)O_(4(k))=(Fe_2)↖(+3)(SO_4)_3+3(S)↖(+4)O_2+ 6H_2O$
$((Fe)↖(0)-3(e)↖(-))↙(відновник)(→)↖(окислення)(Fe)↖(+3)|2$
$((S)↖(+6)+2(e)↖(-))↙(окислювач)(→)↖(відновлення)(S)↖(+4)|3$
В органічній хімії яскравим прикладомокисно-відновних реакцій можуть бути властивості альдегідів:
1. Альдегіди відновлюються у відповідні спирти:
$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(H_2)↖(0))↙(\text"оцтовий альдегід") (→)↖(Ni,t°)(CH_3-(C)↖(-1)(H_2)↖(+1)(O)↖(-2)(H)↖(+1))↙(\text "етиловий спирт") $
$((C)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(окислювач)(→)↖(відновлення)(C)↖(-1)|1$
$((H_2)↖(0)-2(e)↖(-))↙(відновник)(→)↖(окислення)2(H)↖(+1)|1$
2. Альдегіди окислюються у відповідні кислоти:
$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(Ag_2)↖(+1)(O)↖(-2)) ↙(\text"оцтовий альдегід")(→)↖(t°)(CH_3-(Ag)↖(0)(C)↖(+3)(O)↖(-2)(OH)↖(-2 +1)+2(Ag)↖(0)↓)↙(\text"етиловий спирт")$
$((C)↖(+1)-2(e)↖(-))↙(відновник)(→)↖(окислення)(C)↖(+3)|1$
$(2(Ag)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(окислювач)(→)↖(відновлення)2(Ag)↖(0)|1$
Реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів.
До них, наприклад, відносяться всі реакції іонного обміну, а також:
- багато реакцій сполуки:
$Li_2O+H_2O=2LiOH;$
- багато реакцій розкладання:
$2Fe(OH)_3(→)↖(t°)Fe_2O_3+3H_2O;$
- реакції етерифікації:
$HCOOH+CH_3OH⇄HCOOCH_3+H_2O$.
Класифікація хімічних реакцій з теплового ефекту
За тепловим ефектом реакції ділять на екзотермічні та ендотермічні.
Екзотермічні реакції.
Ці реакції протікають із виділенням енергії.
До них відносяться майже всі реакції сполуки. Рідкісний виняток становлять ендотермічні реакції синтезу оксиду азоту (II) з азоту та кисню та реакція газоподібного водню з твердим йодом:
$N_2+O_2=2NO - Q$,
$H_(2(г))+I(2(т))=2HI - Q$.
Екзотермічні реакції, які протікають із виділенням світла, відносять до реакцій горіння, наприклад:
$4P+5O_2=2P_2O_5+Q,$
$CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O+Q$.
Гідрування етилену - приклад екзотермічної реакції:
$CH_2=CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3-CH_3+Q$
Вона йде за кімнатної температури.
Ендотермічні реакції
Ці реакції протікають із поглинанням енергії.
Очевидно, що до них відносяться майже всі реакції розкладання, наприклад:
а) випалення вапняку:
$CaCO_3(→)↖(t°)CaO+CO_2-Q;$
б) крекінг бутану:
Кількість виділеної або поглиненої в результаті реакції енергії називають тепловим ефектом реакції, а рівняння хімічної реакції із зазначенням цього ефекту називають термохімічним рівнянням , наприклад:
$H_(2(г))+Cl_(2(г))=2HCl_((г))+92.3 кДж,$
$N_(2(г))+О_(2(г))=2NO_((г)) - 90.4 кДж$.
Класифікація хімічних реакцій щодо агрегатного стану реагуючих речовин (фазового складу)
Гетерогенні реакції.
Це реакції, в яких реагують речовини та продукти реакції знаходяться в різних агрегатних станах (у різних фазах):
$2Al_((т))+3CuCl_(2(р-р))=3Cu_((т))+2AlCl_(3(р-р))$,
$СаС_(2(т))+2Н_2О_((ж))=С_2Н_2+Са(ОН)_(2(р-р))$.
Гомогенні реакції.
Це реакції, в яких реагують речовини і продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані (в одній фазі):
Класифікація хімічних реакцій за участю каталізатора
Некаталітичні реакції.
Некаталітичні реакції йдуть без участі каталізатора:
$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$,
$C_2H_4+3O_2(→)↖(t°)2CO_2+2H_2O$.
Каталітичні реакції.
Каталітичні реакції йдуть за участю каталізатора:
$2KClO_3(→)↖(MnO_2,t°)2KCl+3O_2,$
$(C_2H_5OH)↙(етанол)(→)↖(H_2SO-4,t°)(CH_2=CH_2)↙(етен)+H_2O$
Оскільки всі біологічні реакції, що протікають у клітинах живих організмів, йдуть за участю особливих біологічних каталізаторів білкової природи - ферментів, всі вони відносяться до каталітичних або, точніше, ферментативним.
Слід зазначити, що понад $70% хімічних виробництв використовують каталізатори.
Класифікація хімічних реакцій за напрямом
Необоротні реакції.
Необоротні реакції протікають у цих умовах лише одному напрямку.
До них можна віднести всі реакції обміну, що супроводжуються утворенням осаду, газу або малодисоціюючої речовини (води), і всі реакції горіння.
Оборотні реакції.
Оборотні реакції в цих умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках.
Таких реакцій переважна більшість.
В органічній хімії ознака оборотності відображають назви-антоніми процесів:
- гедрування – дегідрування;
- гідратація – дегідратація;
- полімеризація – деполімеризація.
Зворотні всі реакції етерифікації (протилежний процес, як ви знаєте, має назву гідролізу) і гідролізу білків, складних ефірів, вуглеводів, полінуклеотидів. Оборотність лежить в основі найважливішого процесу в живому організмі - обміну речовин.
Хімічні реакції- Це процеси, в результаті яких з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом та (або) будовою.
Класифікація реакцій:
За кількістю та складом реагуючих речовин і продуктів реакції:
Реакції, що йдуть без зміни складу речовини:
C (графіт) → C (алмаз); P (білий) → P (червоний).
У органічної хімії це реакції ізомеризації – реакції, у яких з молекул однієї речовини утворюються молекули інших речовин тієї самої якісного і кількісного складу, тобто. з тією ж молекулярною формулою, але іншою будовою.
СН 2 -СН 2 -СН 3 → СН 3 -СН-СН 3
н-бутан 2-метилпропан (ізобутан)
Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини:
В органічній хімії це реакції гідрування, галогенування, гідрогалогенування, гідратації, полімеризації.
СН 2 = СН 2 + НОН → СН 3 - СН 2 ВІН
б) Реакції розкладання (в органічній хімії відщеплення, елімінування) – реакції, під час яких із однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин:
СН 3 - СН 2 ВІН → СН 2 = СН 2 + Н 2 О
2KNO 3 →2KNO 2 + O 2
В органічній хімії приклади реакцій відщеплення - дегідрування, дегідратація, дегідрогалогенування, крекінг.
в) Реакції заміщення – реакції, в ході яких атоми простої речовини заміщають атоми якогось елемента у складній речовині (в органічній хімії – реагентами та продуктами реакції часто є дві складні речовини).
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl; 2Na+ 2H 2 O→ 2NaOH + H 2
Приклади реакцій заміщення, що не супроводжуються зміною ступенів окиснення атомів, украй нечисленні. Слід зазначити реакцію оксиду кремнію з солями кисневмісних кислот, яким відповідають газоподібні або леткі оксиди:
СаСО 3 + SiO 2 = СаSiO 3 + СО 2
Са 3 (РО 4) 2 + ЗSiO 2 = ЗСаSiO 3 + Р 2 Про 5
г) Реакції обміну – реакції, під час яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами:
NaOH + HCl → NaCl + H 2 O,
2CH 3 COOH + CaCO 3 → (CH 3 COO) 2 Ca + CO 2 + H 2 O
За зміною ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини
Реакції, що йдуть зі зміною ступенів окислення або ОВР:
∙3| Cu 0 – 2e – → Cu +2 (процес окислення, елемент – відновник),
8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
В органічній хімії:
C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH
Реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів:
HCOOH + CH 3 OH → HCOOCH 3 + H 2 O
По тепловому ефекту
Екзотермічні реакції протікають із виділенням енергії:
СH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O + Q
Ендотермічні реакції протікають із поглинанням енергії:
C 12 H 26 → C 6 H 14 + C 6 H 12 - Q
За агрегатним станом реагуючих речовин
Гетерогенні реакції - реакції, в ході яких реагують речовини і продукти реакції знаходяться в різних агрегатних станах:
CaC 2 (тв) + 2H 2 O(ж) → Ca(OH) 2 (р-р) + C 2 H 2 (г)
Гомогенні реакції - реакції, в ході яких реагуючі речовини та продукти реакції знаходяться в одному агрегатному стані:
2C 2 H 2 (г) + 5O 2 (г) → 4CO 2 (г) + 2H 2 O(г)
За участю каталізатора
Некаталітичні реакції, що йдуть без участі каталізатора:
Каталітичні реакції, що йдуть за участю каталізаторів:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
У напрямку
Необоротні реакції протікають у цих умовах лише одному напрямку:
Оборотні реакції в даних умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках: N 2 + 3H 2 ↔2NH 3
За механізмом протікання
Радикальний механізм.
Відбувається гомолітичний (рівноцінний) розрив зв'язку. При гемолітичному розриві пари електронів, що утворює зв'язок, ділиться таким чином, що кожна з частинок, що утворюються, отримує по одному електрону. При цьому утворюються радикали – незаряджені частинки з неспареними електрономами. Радикали – дуже реакційноздатні частки, реакції з участю відбуваються у газовій фазі з великою швидкістю і найчастіше з вибухом.
Радикальні реакції йдуть між радикалами і молекулами, що утворюються в ході реакції:
2H 2 O 2 → 2H 2 O + O 2
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl +HCl
Приклади: реакції горіння органічних та неорганічних речовин, синтез води, аміаку, реакції галогенування та нітрування алканів, ізомеризація та ароматизація алканів, каталітичне окислення алканів, полімеризація алкенів, вінілхлориду та ін.
Іонний механізм.
Відбувається гетеролітичний (нерівноцінний) розрив зв'язку, при цьому обидва електрони зв'язку залишаються з однією з пов'язаних частинок. Утворюються заряджені частинок (катіони та аніони).
Іонні реакції йдуть у розчинах між вже наявними або утворюються в ході реакції іонами.
Наприклад, у неорганічній хімії – це взаємодія електролітів у розчині, в органічній хімії – це реакції приєднання до алкенів, окислення та дегідрування спиртів, заміщення спиртової групи та інші реакції, що характеризують властивості альдегідів та карбонових кислот.
За видом енергії, що ініціює реакцію:
Фотохімічні реакції відбуваються за впливу квантів світла. Наприклад, синтез хлороводню, взаємодія метану з хлором, отримання озону в природі, процеси фотосинтезу та ін.
Радіаційні реакції ініціюються випромінюваннями великих енергій (рентгенівськими променями, γ-променями).
Електрохімічні реакції ініціює електричний струм, наприклад при електролізі.
Термохімічні реакції ініціюються тепловою енергією. До них відносяться всі ендотермічні реакції та безліч екзотермічних, для ініціації яких необхідна теплота.
