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

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

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 + Cu(OH)2

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 реакциями называют такие реакции, реагенты 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 реагентами

гетерогенные

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

1.4.1. Классификация химических реакций в неорганической и органической химии.

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 механизму 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)
Комментариев 18
  1. Валентина

    Добрый день, хочу уточнить вопрос по обратимым и необратимым химическим реакциям. в школьном курсе мы учим
    Реакция необратима, если:
    1) образующиеся продукты уходят из сферы реакции-выпадают в виде осадка, выделяются в виде газа.
    Вопрос: Это только к реакциям, протекающим в растворе относится?
    Если нет, то другой вопрос: С+О2=СО2 (необратимая), S+H2=H2S (обратимая)
    2) образуется малодиссоциирующее вещество.
    Вопрос: Реакция нейтрализации, в результате которой образуются соли, подвергающиеся гидролизу, может ли считаться обратимой. Например NaOH+H3PO4=NaH2PO4+H2O
    В органике реакции, идущие с образованием воды, всегда ли обратимы?(этерификация-обратима, взаимодействие спиртов с галогеноводородными кислотами с образованием галогеналкана и воды — обратимо, а межмолекулярная дегидратация спиртов с образованием простых эфиров и воды — необратима) Почему?
    Буду благодарна за ответы.

    • Ольга

      Валентина , здравствуйте!
      1) в реакцях ионного обмена ВСЕГДА ДОЛЖНО быть или осадок, или газ или мал.диссоц.в-во.(результат реакции,ее сущность)
      Это как борщ! Картошка, свекла — осадок, газ и тд, т.е. то , что самое насущное, а бульон- то, что как бы просто есть(ионы, оставшиеся балтыхаться в растворе)))
      Ион. реакции могут протекать не только в растворах , но и когда вещества взяты в «сухом виде» . Например,
      NaCl(тв)+H2SO4 —>NaHSO4+HCl

      А те реакции, что вы написали нужно понимать, что реакци горения скорей идут с не обратимостью (искл. сгорание сернистого газа). А те, что обратимы нужно просто тупо помнить! На ЕГэ ловят!
      Допишу ответ на ваш второй вопрос 🙂

  2. Ирина

    Добрый день. Подскажите, если реакция протекает между твердыми веществами, она считается гомогенной или гетерогенной?
    Спасибо.

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Гетерогенной, исключительно. Перемешать реакционную смесь с участием твердого вещества на уровне атомов и молекул не удастся ни при каких обстоятельствах.

  3. Леся

    Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, реакция ионного обмена между NaCl и AgNO3 гомогенная?

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Да, вполне можем считать ее гомогенной, оцениваем по состоянию реагентов, а не продуктов. Альтернативная точка зрения встречается, но не добавляет понимания к ЕГЭ.

  4. Алина

    Здравствуйте! А реакцию метана с хлором на свету можно считать каталитической?

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Нет, облучение — не катализатор, иное условие.

  5. Дина

    Здравствуйте.
    Почему эта реакция замещения, а не обмена?
    C6H5ONa + CH3I

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! В органической химии принята несколько иная классификация реакций, чем в неорганике.

  6. Светлана

    Подскажите, пожалуйста, взаимодействие амфотерных гидроксидов с кислотами относится к нейтрализации? (Zn(OH)2+HCl)

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Вопрос спорный, вполне вероятны разночтения у разных источников на этот счет.

      • Светлана

        Хорошо, спасибо! А для ЕГЭ как лучше считать?

        • Соавтор проекта Борисов И.С.

          Я бы не стал относить, но на экзамене об этом не спросят.

  7. Светлана

    Подскажите реакция карбоната натрия с оксидом кремния будет относится к реакции обмена или замещения?

    • Соавтор проекта Борисов И.С.

      Добрый день! Можно отнести к замещению, в схему А + ВС = AC + B укладывается.

      • Светлана

        Но ведь в классическом определении типа реакции замещения говорится об участии одного простого и одного сложного вещества и образовании нового простого и нового сложного…

        • Соавтор проекта Борисов И.С.

          К сожалению, все так называемые классические определения крайне однобоки, часто описывают не все, что хотелось бы. Схеме реакция не противоречит и точно не является обменом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.