Меню

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии

Химические реакции – это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу и (или) строению.

По числу и составу реагирующих веществ

Реакции, идущие без изменения состава вещества:

C (графит) → C (алмаз);
P (белый) → P (красный).

В органической химии это реакции изомеризации:

Реакции, идущие с изменением состава вещества

Реакции соединения (в органической химии присоединения, в том числе полимеризации) – реакции, в ходе которых из двух и более веществ образуется одно более сложное:

Реакции разложения (в органической химии отщепления) – реакции, в ходе которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ:

Реакции замещения – реакции, в ходе которых атомы простого вещества замещают атомыкакого-нибудь элемента в сложном веществе (в органической химии – реагентами и продуктами реакции часто являются два сложных вещества).

Реакции обмена – реакции, в ходе которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями:

NaOH + HCl → NaCl + H2O,
CH3COOH + CaCO3 → (CH3COO)2Ca + CO2 + H2O

По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества

Реакции, идущие с изменением степеней окисления, или окислительно-восстановительные реакции:

HN+5O3 + Cu0 → Cu+2(NO3)2 + N+2O + H2O,

∙2| N+5 + 3e → N+2 (процесс восстановления, элемент – окислитель),
∙3| Cu0 – 2e → Cu+2 (процесс окисления, элемент – восстановитель),

8HNO3 + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.

В органической химии:

Реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов:

Li2O + H2O → 2LiOH,
HCOOH + CH3OH → HCOOCH3 + H2O

По тепловому эффекту

Экзотермические реакции протекают с выделением энергии:

С + О2 → СО2 + Q,
СH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + Q

Эндотермические реакции протекают с поглощением энергии:

По агрегатному состоянию реагирующих веществ

Гетерогенные реакции – реакции, в ходе которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях:

Fe(тв) + CuSO4(р-р) → Cu(тв) + FeSO4(р-р),
CaC2(тв) + 2H2O(ж) → Ca(OH)2(р-р) + C2H2(г)

Гомогенные реакции – реакции, в ходе которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии:

H2(г) + Cl2(г) → 2HCl(г),
2C2H2(г) + 5O2(г) → 4CO2(г) + 2H2O(г)

По участию катализатора

Некаталитические реакции, идущие без участия катализатора:

2 + О2 → 2Н2О,
С2Н4 + 3О2 → 2СО2 + 2Н2О

Каталитические реакции, идущие с участием катализаторов:

По направлению

Необратимые реакции протекают в данных условиях только в одном направлении:

Обратимые реакции в данных условиях протекают одновременно в двух противоположных направлениях:

По механизму протекания

Радикальные реакции идут между образующимися в ходе реакции радикалами и молекулами:

По такому механизму протекает большинство реакций горения органических и неорганических веществ: синтез воды, аммиака, полимеризация этилена, винилхлорида и др.

Ионные реакции идут между уже имеющимися или образующимися в ходе реакции ионами.

Например, в неорганической химии – это взаимодействие электролитов в растворе, в органической химии – это реакции присоединения к алкенам, окисление и дегидрирование спиртов, замещение спиртовой группы и другие реакции, характеризующие свойства альдегидов и карбоновых кислот

По виду энергии, инициирующей реакцию

Фотохимические реакции происходят при воздействии квантов света. Например, синтез хлороводорода, взаимодействие метана с хлором, получение озона в природе, процессы фотосинтеза и др.

Радиационные реакции инициируются излучениями больших энергий (рентгеновскими лучами, γ-лучами)

Электрохимические реакции инициирует электрический ток, например, при электролизе

Термохимические реакции инициируются тепловой энергией. К ним относятся все эндотермические реакции и множество экзотермических, для инициации которых необходима теплота