Классификация химических реакций


 

Вследствие огромного разнообразия химических реакций их деление на отдельные группы возможно по различным признакам. В частности, классификация реакций ведется по признакам, которые влияют на механизм их протекания, что сказывается на особенностях их кинетического описания.

1. В зависимости от числа стадий реакции делятся на простые и сложные. В ходе простой (элементарной) реакции исходные вещества непосредственно, без образования промежуточных веществ, превращаются в продукты. Сложная (многостадийная) реакция состоит из нескольких простых реакций – элементарных стадий. Продукты одной стадии служат исходными веществами для других стадий.

2. В зависимости от фазового состава исходных веществ и продуктов химические реакции делятся на:

· гомогенные – реагирующие вещества образуют одну фазу, например реакции между газами или смешивающимися жидкостями. Непосредственное взаимодействие реагирующих частиц может происходить в любой точке объема занимаемого реагентами;

· гетерогенные – реагирующие вещества находятся в разных фазах, например реакции между твердыми и жидкими, твердыми и газообразными веществами. Непосредственное взаимодействие реагирующих частиц происходит на границе раздела фаз.

Если продукты реакции не образуют новую фазу, реакции называются гомофазными, а если образуют – гетерофазными.

Пример.

1) гомогенная, гомофазная реакция: H2(газ)+Br2(газ) Û 2 HBr(газ),

2) гомогенная, гетерофазная реакция: NH3(газ) + HCl(газ) Û NH4Cl(тв),

3) гетерогенная, гомофазная реакция: C(тв) + O2(газ) Û CO2(газ),

4) гетерогенная, гетерофазная реакция: Cu(тв) + O2(газ) ® 2CuO(тв).

3. Если в системе происходят химические реакции, приводящие к образованию только продуктов реакции, независимо от внешних условий, то такие реакции называются необратимыми (односторонние). Стрелка, направленная только вправо в уравнении реакции, говорит о том, что эта реакция необратима. Если в системе происходят химические реакции, приводящие к образованию как продуктов из исходных веществ (прямая реакция), так и исходных веществ из продуктов (обратная реакция), то такие реакции называются обратимыми (двухсторонними). В ходе обратимых реакций исходные вещества полностью не расходуются. Система приходит в состояние равновесия. В состоянии равновесия обязательно будут как продукты реакции, так и исходные вещества, концентрация которых будет зависеть от внешних условий. Две стрелки, направленные вправо и влево в уравнении реакции, говорят о том, что она обратима.

4. Химические реакции могут быть разделены по числу исходных веществ и продуктов. Деление на группы по этому признаку может относиться как к простым, так и к сложным реакциям.

а) Исходным является одно вещество. Как правило, в этом случае реакции простые и в элементарном акте превращение претерпевает одна частица с образованием одной, двух и более частиц (мономолекулярная реакция): A ® A1 + A2 + …+An.

К реакциям этого типа относятся:

· реакции распада, в которых из одного исходного вещества получаются два и более продуктов реакции. Распад с разрывом только одной химической связи называется диссоциацией, например H2O2 ® 2 OH·. Распад на три и более веществ называется фрагментацией;

· реакции изомеризации, в ходе которых меняется только строение молекулы исходного вещества, например (CH3)2CHCH2+ ® (CH3)3C+.

б) Исходными являются два вещества. В случае простой реакции в элементарном акте принимают участие две частицы (бимолекулярные реакции).

К реакциям этого типа относятся:

· реакции присоединения (ассоциации): A + B ® AB. Соединение двух одинаковых молекул называется димеризацией, например 2NO2® N2O4. Последовательное соединение одинаковых молекул в одну макромолекулу называется полимеризацией, например nCH2=CH2®(-CH2-CH2-)n. Если в элементарной реакции участвуют два свободных атома, радикала или иона с образованием молекулы, то реакция называется рекомбинацией, например: H· + H· ® H2, H· + Cl· ® HCl, H+ + OH- ® H2O;

· реакции типа A + BC ® AB + C называются реакциями отрыва, если В – атом или одноатомный ион, например, CH4 + Cl· ® CH3· + HCl, и реакциями замещения, если А – молекула, радикал, ион, а В – многоатомный радикал или ион, например CH3Cl + I- ® CH3I + Cl-.

5. В зависимости от того, как происходит перераспределение электронов в химических реакциях, их можно разделить на:

· окислительновосстановительные, в ходе которых одно вещество (восстановитель) отдает, а другое (окислитель) принимает электроны, например Fe+2 + OH· ® Fe+3 + OH-;

· гомолитические, в ходе которых происходит или разрыв общей электронной пары с образованием частиц, содержащих неспаренные электроны (свободные радикалы), или образование связи (пары электронов) в результате соединения двух частиц с неспаренными электронами, например гомолитический распад: Cl2 ®2Cl· и рекомбинация H· + Cl·® HCl;

· гетеролитические, в ходе которых происходит как разрыв связи, так и ее образование без разрыва общей электронной пары. При разрыве связи общая пара переходит к одному из фрагментов. При этом образуются положительный и отрицательный ионы. Образование связи происходит при их рекомбинации. Например:

HCl ® H+ + Cl-; NaOH ® Na+ + OH-; H+ + OH- ® H2O.

6. В зависимости от способов подвода энергии, вызывающей в системе протекание химических реакций, они делятся на:

· термические, в которых реагенты активируются только за счет теплового движения молекул;

· фото- и радиационно-химические, в которых реагенты активируются при воздействии света или ионизирующего излучения;

· электрохимические, протекающие под действием электрического тока;

· механохимические, протекающие в твердом теле при механическом воздействии на него.

 



Дата добавления: 2020-02-05; просмотров: 584;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.