Главная / Теория для подготовки к ЕГЭ / 1.4.1. Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.

1.4.1. Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.

Классификация химических реакций на основании их признаков.

Классификационный признак

Тип реакции

Число и состав реагентов и продуктов
соединения

в результате таких реакций из двух или более исходных веществ образуется только один продукт, например:

С + O2 = CO2

NO2 + O2 + H2O = 2HNO3

разложения

в таких реакциях из одного вещества образуется два или больше других веществ:

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

CaCO3 = CaO + CO2

замещения

Все реакции, в результате которых из простого и сложного веществ образуется другое простое и другое сложное вещества. Например:

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

  • В органической химии, под реакциями замещения подразумевают также такие реакции, в результате которых происходит замена атома водорода или заместителя прикрепленного к углеродному скелету молекулы, на другой заместитель. Подробнее — в таблице ниже посвященной классификации реакций в органической химии.
обмена

Реакциями обмена называют такие реакции, в результате которых вещества меняются своими составными частями. Например:

2NaOH + CuCl2 = 2NaCl + 2H2O

Частный случай реакции обмена между кислотой и основанием носит также название реакции нейтрализации:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

  • многие реакции органической химии, в которых вещества меняются своими составными частями относят к реакциям замещения. Подробнее — в таблице ниже посвященной классификации реакций в органической химии.
Изменение степеней окисления химических элементов
окислительно-восстановительные

в результате таких реакций изменяются степени окисления одного или более химических элемента. Например:

взаимодействие перманганата калия с соляной кислотой

Реакции, протекающие с сохранением степеней окисления атомов всех химических элементов
Обратимость
обратимые

такие реакции обладают способностью протекать как в прямом, так и обратном направлении. Реакции, про которые обязательно нужно знать, что они обратимые:

обратимые реакции

необратимые

Такие реакции протекают только в прямом направлении. Если речь идет о реакциях между электролитами, то необратимой реакция является в том случае, если образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество. Например:

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

В качестве малодиссоциирующих веществ в реакциях ионного обмена могут образоваться вода, слабые кислоты, гидроксид аммония.

Тепловой эффект
экзотермические

В результате таких реакций выделяется энергия в виде теплоты. Обозначают такие реакции, добавляя «+Q» к уравнению реакции, например:

взаимодействие оксида железа (III) с алюминием

эндотермические

При протекании таких реакций поглощается тепло. Для обозначения таких реакций пишут «-Q» в уравнении реакции. Практически все реакции разложения являются эндотермическими:

разложение карбоната кальция и нитрата алюминия

Исключения: реакции разложения HI и NO являются экзотермическими.

Количество фаз
гомогенные

Гомогенными или однофазными реакциями называют такие реакции, реагенты и продукты в которых находятся в одной фазе. Примерами таких реакций могут быть многие реакции протекающие в растворах, реакции между газообразными веществами:

NaOH (р-р) + HCl(р-р) = NaCl + H2O

2CO + O2 = 2CO2

В гомогенных реакциях не наблюдаются границы раздела между любыми участками реакционной системы

гетерогенные

гетерогенными реакциями называют такие реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных фазах. Примерами таких реакций являются, взаимодействие цинка с раствором соляной кислоты, взаимодействие углекислого газа с известковой водой, и т.д.:

По участию катализатора
каталитические

реакции, протекающие в присутствии катализатора:

обратимые реакции

реакция этерификации между уксусной кислотой и этиловым спиртом

некаталитические

реакции, протекающие без катализатора:

уравнение обжига пирита и разложения оксида серебра

Классификация химических реакций в органической химии:

Реакции присоединения
В зависимости от того, какое соединение присоединяется органическим веществом различают:

Гидрирование — присоединение водорода:

гидрирование этилена на никелевом катализаторе уравнение

Гидратация — присоединение воды:

гидратация ацетилена уравнение

Гидрогалогенирование — присоединение галогеноводорода:

взаимодействие этилена с бромоводородом уравнение и др.

Реакции замещения
Под реакциями замещения в органической химии подразумевают такие реакции, в результате протекания которых происходит замена одного заместителя (или атома водорода) непосредственно прикрепленного к углеродному скелету на другой заместитель. Так, например, реакциями замещения являются:

Галогенирование алканов:

хлорирование метана на свету уравнение

Нитрование углеводородов:

уравнение нитрования бензола

Реакция спиртов с галогеноводородными кислотами:

C2H5OH + HBr = C2H5Br + H2O

и т.д.

Реакции отщепления (элиминирования)
Все реакции, в названии которых присутствует приставка «де-«:

дегидрирование:

дегидрирование этана на никелевом катализаторе уравнение

дегидратация:

внутримолекулярная дегидратация этилового спирта

дегидрогалогенирование:

CH3-CH2-Br + NaOH(спирт) = CH2=CH2 + NaBr + H2O

(от исходной молекулы бромэтана отщепляется бромоводород, который нейтрализуется щелочью)

дегалогенирование:

дебромирование 1,2-дибромпропана

Также к реакциям отщепления (элиминирования) относят крекинг — процесс термического превращения углеводородов в соединения с меньшей длинной углеродного скелета. Например, крекинг алканов, уравнение которого в общем виде можно записать как:

крекинг алканов уравнение

Окислительно-восстановительные реакции
Реакции, при которых изменяется степень окисления одного или нескольких атомов углерода углеродного скелета.

Окисление органического соединения

В таких реакциях отдельные атомы углерода повышают свою степень окисления. Например:

окисление этанола перманганатом в кислой среде до уксусной кислоты

Восстановление органического соединения

Чаще всего под восстановлением органических веществ понимают их взаимодействие с водородом. Например:

CH3-CH=O + H=> CH3-CH2-OH

Реакции с сохранением качественного и количественного состава веществ
Изомеризация

изомеризация бутана

Реакции протекающие по тем или иным механизмам
Реакции протекающие по ионному механизму

В таких реакциях активными действующими частицами являются ионы. Следует помнить, что по ионному механизу протекают такие реакции как:

  • гидратация алкенов и алкинов
  • нитрование аренов азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты
  • галогенирование аренов в присутствии катализатора (галогениды Al или Fe(III))
  • алкилирование аренов
  • реакции спиртов с галогеноводородными кислотами
  • реакции галогенпроизводных углеводородов с водным раствором щелочи
  • присоединение галогенов по двойной или тройной связи
Реакции протекающие по радикальному механизму

В таких реакциях активными действующими частицами являются свободные радикалы:

  • нитрование алканов
  • галогенирование алканов
  • присоединение хлора к бензолу при ультрафиолетовом облучении (с образованием гексахлорана — C6H6Cl6)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.