Chemical reactions

Under construction / Forgotten

This article was marked by its author as Under construction, but the last edit is older than 30 days. If you want to edit this page, please try to contact its author first (you fill find him in the history). Watch the discussion as well. If the author will not continue in work, remove the template {{Under construction}} and edit the page. Last update: Friday, 04 Nov 2022 at 2.48 pm.

Chemical reactions are events in which substances of a different composition (products) are formed from starting substances (reactants); chemical reactions are described by a chemical equation.

• reactants = starting substances entering a chemical reaction
• products = newly formed substances arising from a chemical reaction

Basic chemical laws

1. Law of conservation of mass – the mass of all reactants equals the mass of all products
2. Law of conservation of energy – the energy of an isolated system is constant during a chemical reaction
3. The law of constant combining ratios – the ratio of elements or parts of a given compound is always the same, it does not depend on the method of preparation of compounds

Types of reactions

1.  Direct – creation of products
2.  Reverse – reaction of products to form starting substances
3.  Reversible – direct and reverse reactions take place mutually

Types of reactions according to external changes during the reaction

Synthesis

• combination reaction
• a reaction in which simpler starting substances combine to form more complex substances, e.g. N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃

Analysis

• decomposition reaction
• a reaction in which more complex substances are split into simpler substances, e.g. CaCO₃ → CaO + CO₂

Single-Replacement Reactions

• substitution reaction
• a reaction in which one reactant replaces an atom or functional group from another reactant (compound), e.g. 2 KI + Cl₂ → 2 KCl + I₂ (chlorine replaced iodine from potassium iodide)

Double-Replacement Reactions

• conversion
• is formed by the combination of two displacement (substitution) reactions, e.g. NaCl + H₂SO₄ → NaHSO₄ + HCl

Types of reactions according to the reaction mechanism

Addition

• a reaction in which molecules of another substance (e.g. water, hydrogen halides) are added to an organic compound bearing a multiple bond and the multiple bond disappears, e.g. CH₂=CH₂ + Cl₂ → CH₂ Cl-CH₂ Cl
  • Electrophilic addition – an electrophilic reagent (a reagent with an electrophilic deficit) reacts with the π-electrons of multiple bonds, e.g. addition of hydrogen halides and halogens to alkenes or alkynes
  • Nucleophilic addition – a nucleophilic reagent (contains a non-bonding electron pair) is added to the carbon in the bond carrying a partial positive charge, the reaction is typical for carbonyl compounds

Elimination

• a reaction in which a simple inorganic compound is split off and a multiple bond is simultaneously formed, e.g. CH₃-CH₂Cl → CH₂=CH₂ + HCl
  • Dehydration – water molecules are split off
  • Dehydrogenation – hydrogen molecules are split off
  • Dehydrohalogenation – hydrogen halide molecules are split off

Substitution

• a reaction in which an atom or group of atoms is exchanged for another atom or group of atoms, the multiplicity of the bonds does not change
  • Radical substitution – charakteristická pro sloučeniny s nepolárními kovalentními vazbami (např. alkany), dochází k homolytickému štěpení vazeb a vznikají radikály (velmi reaktivní částice s nepárovým elektronem) reagující s radikálem substituovaného atomu, např. chlorace uhlovodíků
  • Elektrofilní substituce – typická reakce aromatických uhlovodíků, při níž reagují s elektrofilním činidlem, které vzniká během reakce, př. nitrace arenů (nitroskupina NO₂ v podobě nitroniového kationtu se zavádí do molekuly arenu)
  • Nukleofilní substituce – nukleofilní činidlo reaguje s uhlíkovým atomem a částečně kladným nábojem, reakce je typická pro alkyhalogenidy

Přesmyk

• izomerační reakce, při níž dochází k přeskupení atomů uvnitř molekuly

Typy reakcí podle počtu fází

Homogenní

• reakce, při nichž jsou reaktanty v jedné fázi, nejčastěji plynné nebo kapalné, např. H₂ (g) + I₂ (g) → 2 HI (g)

Heterogenní

• reakce, při nichž jsou reaktanty v různých fázích a reakce probíhá na jejich fázovém rozhraní, např. 2 HCl (aq) + Zn (s) → ZnCl₂ (aq) + H₂ (g)

Typy reakcí podle druhu přenášených částic

Oxidačně – redukční

• redoxní
• reakce, při nichž dochází k přenosu elektronů mezi reakčními složkami, probíhající jako dvě dílčí reakce – oxidace a redukce; určité atomy elektrony odevzdávají, tím se oxidují, a současně jiné atomy elektrony přijímají, tím se redukují

Acidobazické

• protolytické
• reakce, při nichž dochází k přenosu kationtu H⁺; látky odštěpující kation H⁺ nazýváme kyseliny, látky přijímající kation H⁺ nazýváme zásady (dle Brönsted-Lowryho teorie kyselin a zásad)

Koordinační

• komplexotvorné
• reakce, při nichž dochází k přenosu celých skupin atomů a vzniku koordinačních (komplexních) sloučenin

Typy reakcí podle způsobu štěpení vazeb

Homolytické

• reakce, při nichž se kovalentní vazba tvořená atomy se stejnou (nebo téměř stejnou) elektronegativitou štěpí symetricky tak, že každá ze vzniklých částic si nechá jeden elektron a vytvoří radikály, např. Cl – Cl → Cl ∙ + Cl ∙

Heterolytické

• opakem homolýzy
• vazba se štěpí nesymetricky, vázané částice mají velký rozdíl elektronegativit, elektronegativnější částice si ponechá celý elektronový pár z vazby a vznikají ionty, např. HCl → H⁺ + Cl^-

Odkazy

Související články

•  Chemická rovnováha