классификация химических реакций

Классификация Классификация химических реакцийхимических реакций

По числу и составу реагентов и продуктов реакцииПо числу и составу реагентов и продуктов реакцииПо фазовым признакамПо фазовым признакамПо числу фазПо числу фазПо типу переносимых частицПо типу переносимых частицПо направлению процессаПо направлению процессаПо тепловому эффекту реакцииПо тепловому эффекту реакции

По числу и составу реагентов По числу и составу реагентов и продуктов реакциии продуктов реакции

Химические реакции

Соединения

Разложения

Замещения

Обмена

По фазовым признакамПо фазовым признакам


Газовые реакции

Реакции в растворах

Реакции с твердыми веществами

По числу фазПо числу фаз


Гомогенные (однофазные) реакции

Гетерогенные (многофазные) реакции

По типу переносимых частицПо типу переносимых частиц


Протолитические

Окислительно-восстановительные

Лигандообменные

Реакции атомно-молекулярного обмена

По направлению процессаПо направлению процесса


Обратимые

Необратимые

По тепловому эффекту По тепловому эффекту реакцииреакции


Экзотермические

Эндотермические

Реакции соединенияРеакции соединения

ППри реакциях соединения из нескольких ри реакциях соединения из нескольких реагирующих веществ относительно простого реагирующих веществ относительно простого состава получается одно вещество более сложного состава получается одно вещество более сложного состава:состава:

A + B + C = DA + B + C = D

ККак правило, эти реакции сопровождаются ак правило, эти реакции сопровождаются выделением тепла, т.е. приводят к образованию выделением тепла, т.е. приводят к образованию более устойчивых и менее богатых энергией более устойчивых и менее богатых энергией соединений.соединений.

Реакции соединенияРеакции соединения

РРеакции соединения простых веществ еакции соединения простых веществ всегда носят всегда носят окислительно-восстановительный характер. окислительно-восстановительный характер. Реакции соединения, протекающие между Реакции соединения, протекающие между сложными веществами, могут происходить как сложными веществами, могут происходить как без изменения валентности:без изменения валентности:

СаСОСаСО3 3 + СО+ СО22 + Н + Н22О = Са(НСОО = Са(НСО33))22,,

так и относиться к числу окислительно-так и относиться к числу окислительно-восстановительных: восстановительных:

2 FеСl2 FеСl22 + Сl + Сl22 = 2 FеСl = 2 FеСl33..

Реакции разложенияРеакции разложения

РРеакции разложения еакции разложения приводят приводят к образованию нескольких соединений из к образованию нескольких соединений из одного сложного вещества:одного сложного вещества:

А = В + С + D.А = В + С + D.

ППродуктами разложения сложного вещества родуктами разложения сложного вещества могут быть как простые, так и сложные могут быть как простые, так и сложные вещества.вещества.


ИИз реакций разложения, протекающих без з реакций разложения, протекающих без изменения валентных состояний, следует изменения валентных состояний, следует отметить разложение кристаллогидратов, отметить разложение кристаллогидратов, оснований, кислот и солей кислородсодержащих оснований, кислот и солей кислородсодержащих кислот:кислот:

CuSOCuSO44 5 H 5 H22O = CuSOO = CuSO44 + 5 H + 5 H22OO

Cu(OH)Cu(OH)22 = CuO + H = CuO + H22O O

HH22SiOSiO33 = SiO = SiO22 + H + H22OO

ССaCOaCO33 = CaO + CO = CaO + CO22


КК реакциям разложения окислительно-восстановительного характера реакциям разложения окислительно-восстановительного характера относится разложение оксидов, кислот и солей, относится разложение оксидов, кислот и солей, образованных элементами в высших степенях образованных элементами в высших степенях окисления: окисления:

2 SO2 SO33 = 2 SO = 2 SO22 + O + O22

4 HNO4 HNO33 = 2 H = 2 H22O + 4 NOO + 4 NO22 + O + O22

2 AgNO2 AgNO33 = 2 Ag + 2 NO = 2 Ag + 2 NO22 + O + O22

(NH(NH44))22 Cr Cr22OO77 = Cr = Cr22OO33 + N + N22 + 4 H + 4 H22O O

ООсобенно характерны для солей азотной кислоты.собенно характерны для солей азотной кислоты.


РРеакции разложения в органической химии еакции разложения в органической химии носят название носят название крекингакрекинга::

СС1818HH3838 = С = С99HH1818 + С + С99HH2020,,

или или дегидрированиядегидрирования

CC44HH1010 = C = C44HH6 6 + 2H+ 2H22

Реакции замещенияРеакции замещения

ППри ри реакциях замещения реакциях замещения обычно простое вещество обычно простое вещество взаимодействует со сложным, образуя другое взаимодействует со сложным, образуя другое простое вещество и другое сложное:простое вещество и другое сложное:

А + ВС = АВ + С.А + ВС = АВ + С.

ЭЭти реакции в подавляющем большинстве ти реакции в подавляющем большинстве принадлежат к окислительно-восстановительным:принадлежат к окислительно-восстановительным:

2 Аl + Fe2 Аl + Fe22OO33 = 2 Fе + Аl = 2 Fе + Аl22ОО33,,

Zn + 2НСl = ZnСlZn + 2НСl = ZnСl2 2 + Н+ Н22,,

2 КВr + Сl2 КВr + Сl22 = 2 КСl + Вr = 2 КСl + Вr22,,

2 КСlO2 КСlO33 + l + l22 = 2 KlO = 2 KlO33 + Сl + Сl22. .

Реакции замещенияРеакции замещения

ППримеры реакций замещения, не римеры реакций замещения, не сопровождающихся изменением валентных сопровождающихся изменением валентных состояний атомов, крайне немногочисленны. состояний атомов, крайне немногочисленны. Следует отметить реакцию двуокиси кремния с Следует отметить реакцию двуокиси кремния с солями кислородсодержащих кислот, которым солями кислородсодержащих кислот, которым отвечают газообразные или летучие ангидриды:отвечают газообразные или летучие ангидриды:

СаСОСаСО33+ SiO+ SiO22 = СаSiO = СаSiO33 + СО + СО22, ,

ИИногда эти реакции рассматривают как ногда эти реакции рассматривают как реакции реакции обменаобмена: :

СНСН44 + Сl + Сl22 = СН = СН33Сl + НСl. Сl + НСl.

Реакции обменаРеакции обмена

РРеакциями обмена еакциями обмена называют реакции между двумя называют реакции между двумя соединениями, которые обмениваются между соединениями, которые обмениваются между собой своими составными частями:собой своими составными частями:

АВ + СD = АD + СВ.АВ + СD = АD + СВ.

ЕЕсли при реакциях замещения протекают сли при реакциях замещения протекают окислительно-восстановительные процессы, то окислительно-восстановительные процессы, то реакции обмена всегда происходят без изменения реакции обмена всегда происходят без изменения степени окисления. Это наиболее степени окисления. Это наиболее распространенная группа реакций между распространенная группа реакций между сложными веществами - оксидами, основаниями, сложными веществами - оксидами, основаниями, кислотами и солями:кислотами и солями:

ZnO + НZnO + Н22SОSО44 = ZnSО = ZnSО44 + Н + Н22О,О,AgNОAgNО33 + КВr = АgВr + КNО + КВr = АgВr + КNО33,,

СrСlСrСl33 + З NаОН = Сr(ОН) + З NаОН = Сr(ОН)33 + З NаСl. + З NаСl.

Реакции обменаРеакции обмена

ЧЧастный случай этих реакций обмена - реакции астный случай этих реакций обмена - реакции нейтрализации:нейтрализации:

НСl + КОН = КСl + Н2О.НСl + КОН = КСl + Н2О.

ООбычно эти реакции подчиняются законам бычно эти реакции подчиняются законам химического равновесия и протекают в том химического равновесия и протекают в том направлении, где хотя бы одно из веществ направлении, где хотя бы одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного, удаляется из сферы реакции в виде газообразного, летучего вещества, осадка или летучего вещества, осадка или малодиссоциирующего (для растворов) малодиссоциирующего (для растворов) соединения:соединения:

NаНСОNаНСО33 + НСl = NаСl + Н + НСl = NаСl + Н22О + СОО + СО22↑,↑,Са(НСОСа(НСО33))22 + Са(ОН) + Са(ОН)22 = 2 СаСО = 2 СаСО33↓ + 2 Н↓ + 2 Н22О,О,

СНСН33СООNа + НСООNа + Н33РОРО44 = СН = СН33СООН + NаНСООН + NаН22РОРО44..

По фазовым признакамПо фазовым признакам

ГГазовые реакцииазовые реакции

HH22 + Cl + Cl22 = 2 HCl. = 2 HCl.

РРеакции в растворахеакции в растворах

NaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + НNaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н22О(ж) О(ж)

РРеакции между твердыми веществамиеакции между твердыми веществами

СаО(тв) +SiOСаО(тв) +SiO22(тв) =СаSiO(тв) =СаSiO33(тв)(тв)

По числу фазПо числу фаз

1. 1. ГГомогенные (однофазные) реакции. К ним омогенные (однофазные) реакции. К ним относят реакции, протекающие в газовой относят реакции, протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах .растворах .

2. 2. ГГетерогенные (многофазные) реакции. К етерогенные (многофазные) реакции. К ним относят реакции, в которых реагенты и ним относят реакции, в которых реагенты и продукты реакции находятся в разных продукты реакции находятся в разных фазах. фазах.

По числу фазПо числу фазНапример:Например:

газожидкофазные реакциигазожидкофазные реакции

COCO22(г) + NaOH(p-p) = NaHCO(г) + NaOH(p-p) = NaHCO33(p-p). (p-p).

газотвердофазные реакциигазотвердофазные реакции

СOСO22(г) + СаО(тв) = СаСO(г) + СаО(тв) = СаСO33(тв). (тв).

жидкотвердофазные реакциижидкотвердофазные реакции

NaNa22SOSO44(р-р) + ВаСl(р-р) + ВаСl33(р-р) = ВаSО(р-р) = ВаSО44(тв)↓ + 2 NaСl((тв)↓ + 2 NaСl(p-pp-p). ).

жидкогазотвердофазные реакциижидкогазотвердофазные реакцииСа(НСОСа(НСО33))22(р-р) + Н(р-р) + Н22SОSО44(р-р) = СО(р-р) = СО22(r)↑ + Н(r)↑ + Н22О(ж) + СаSОО(ж) + СаSО44(тв)↓.(тв)↓.

Протолитические реакцииПротолитические реакции

КК протолитическим реакциям протолитическим реакциям относят относят химические процессы, суть которых химические процессы, суть которых заключается в переносе протона от одних заключается в переносе протона от одних реагирующих веществ к другим. реагирующих веществ к другим.

КК протолитическим реакциям относят протолитическим реакциям относят реакции нейтрализации и гидролиза. реакции нейтрализации и гидролиза.

Протолитические реакцииПротолитические реакции

ВВ основе этой классификации лежит протолитическая основе этой классификации лежит протолитическая теория кислот и оснований, в соответствии с которой теория кислот и оснований, в соответствии с которой кислотой считают любое вещество, отдающее протон, а кислотой считают любое вещество, отдающее протон, а основанием - вещество, способное присоединять протон, основанием - вещество, способное присоединять протон, например: например:

CHCH33COOH + HCOOH + H22O = CHO = CH33COOCOO-- + H + H33OO++

кислота I основание I основание II кислота II кислота I основание I основание II кислота II

NH NH33 + H + H22O = NHO = NH44++ + OH + OH--

основание I кислота I кислота II основание IIоснование I кислота I кислота II основание II

Окислительно-Окислительно-восстановительные реакциивосстановительные реакции

КК окислительно-восстановительным относят окислительно-восстановительным относят реакции, в которых реагирующие вещества реакции, в которых реагирующие вещества обмениваются электронами, изменяя при этом обмениваются электронами, изменяя при этом степени окисления атомов элементов, входящих в степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Например:состав реагирующих веществ. Например:

Zn + 2 HZn + 2 H++ → Zn → Zn2+2+ + H + H22↑, ↑,

FeSFeS22 + 8 HNO + 8 HNO33(конц) = Fe(NO(конц) = Fe(NO33))33 + 5 NO↑ + 2 H + 5 NO↑ + 2 H22SOSO44 + 2 H + 2 H22O, O,

Лигандообменные реакцииЛигандообменные реакции

КК лигандообменным относят реакции, в ходе лигандообменным относят реакции, в ходе которых происходит перенос электронной пары с которых происходит перенос электронной пары с образованием ковалентной связи по донорно-образованием ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму. Например:акцепторному механизму. Например:

Cu(NOCu(NO33))22 + 4 NH + 4 NH33 = [Cu(NH = [Cu(NH33))44](NO](NO33))22,,

Fe + 5CO = [Fe(CO)Fe + 5CO = [Fe(CO)55], ],

Al(OH)Al(OH)33 + NaOH = [NaAl(OH) + NaOH = [NaAl(OH)44]. ].

Реакции атомно-молекулярного обмена

КК данному типу реакций относятся многие из данному типу реакций относятся многие из изучаемых в органической химии реакций изучаемых в органической химии реакций замещения, протекающие по радикальному, замещения, протекающие по радикальному, электрофильному или нуклеофильному электрофильному или нуклеофильному механизму.механизму.

По направлению реакцииПо направлению реакции

ООбратимымибратимыми называют такие химические называют такие химические процессы, продукты которых способны процессы, продукты которых способны реагировать друг с другом в тех же реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с условиях, в которых они получены, с образованием исходных веществ.образованием исходных веществ.

ДДля обратимых реакций уравнение принято ля обратимых реакций уравнение принято записывать следующим образом:записывать следующим образом:

А + В → АВ.А + В → АВ.


ДДве противоположно направленные стрелки ве противоположно направленные стрелки указывают на то, что при одних и тех же указывают на то, что при одних и тех же условиях одновременно протекает как условиях одновременно протекает как прямая, так и обратная реакция, например:прямая, так и обратная реакция, например:

СНСН33СООН + ССООН + С22НН55ОН → СНОН → СН33СООССООС22НН55 + Н + Н22О.О.


ННеобратимымиеобратимыми называют такие химические называют такие химические процессы, продукты которых не способны процессы, продукты которых не способны реагировать друг с другом с образованием реагировать друг с другом с образованием исходных веществ. Примерами необратимых исходных веществ. Примерами необратимых реакций может служить разложение бертолетовой реакций может служить разложение бертолетовой соли соли при нагревании:при нагревании:

2 КСlО2 КСlО33 → 2 КСl + З О → 2 КСl + З О22↑,↑,

или окисление глюкозы кислородом воздуха:или окисление глюкозы кислородом воздуха:

СС66НН1212ОО66 + 6 О + 6 О22 → 6 СО → 6 СО22 + 6 Н + 6 Н22О.О.

По тепловому эффектуПо тепловому эффектуЗЗнак теплового эффекта разделяет все реакции на: нак теплового эффекта разделяет все реакции на:

экзотермическиеэкзотермические реакции, протекающие с реакции, протекающие с экзоэкзо--эффектом - выделение энергии в форме теплоты эффектом - выделение энергии в форме теплоты (Q>0, ∆H <0):(Q>0, ∆H <0):

С + ОС + О22 = СО = СО22 + Q + Q

и и эндотермическиеэндотермические реакции реакции, протекающие с , протекающие с эндоэндо--эффектом - поглощением энергии в форме эффектом - поглощением энергии в форме теплоты (Q < 0, ∆ H > 0): теплоты (Q < 0, ∆ H > 0):

NN22 + О + О2 2 = 2 NО - Q.= 2 NО - Q.

ТТакие реакции относят к акие реакции относят к термохимическимтермохимическим. .

Education

классификация химических реакций