Химиялық реакциялар

Химиялық реакциялар — заттардың өзара әрекеттесуі нәтижесінде олардың химиялық құрамы мен құрылысы өзгеріп, басқа заттарға айналуы.

Химиялық реакциялар масса сақталу заңы мен эквивалент заңына негізделген. Химиялық реакциялардың ядролық реакциялардан айырмашылығы — реакция кезінде әрекеттесетін заттар құрамындағы химиялық элементтер мен олардың атомдарының жалпы санының өзгермейтіндігінде. Химиялық реакциялар химиялық теңдеулер арқылы өрнектеледі. Химиялық процесте тура реакциямен қатар бастапқы заттар қайта түзілетін кері реакция жүреді. Қайтымды реакцияда тура реакция мен кері реакцияның жылдамдықтары теңескенде жүйеде химиялық тепе-теңдік орнайды, бірақ кері процесс баяу жүретіндіктен көптеген химиялық реакциялар қайтымсыз, яғни аяғына дейін жүреді. Реакция кезінде заттар санының өзгеруіне қарай химиялық реакциялар

1. айырылу

2. қосылу

3. орын басу

4. алмасу

5. изомерлену

болып бөлінеді.

• Айырылу реакциясында бір зат екі немесе одан да көп затқа айналады; мысалы: 2HgO=2Hg+O2.

• Орын басу реакциясында бастапқы жай және күрделі заттардан жаңа жай не күрделі зат түзіледі; мысалы: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2.

• Алмасу реакциясында екі күрделі зат құрам бөліктерімен алмасады; мысалы: BaCl2+H2SO4= =BaSO4+2HCl.

• Изомерлену кезінде молекула құрамындағы атомдар орындарын алмастырып, заттың жаңа изомері түзіледі.

Элементтерде тотығу дәрежесі өзгеретін реакциялар тотығу — тотықсыздану реакцияларына жатады. Химиялық реакциялардың экзотермиялық реакция, эндотермиялық реакция деген түрлері де бар. Реакцияға қатысатын заттардың агрегаттық күйіне қарай гомогенді (заттардың агрегаттық күйлері бірдей), гетерогенді (заттардың агрегаттық күйлері әр түрлі) реакциялар болады. Гомогенді және гетерогенді реакциялар құрылысына қарай жай және күрделі болуы мүмкін. Егер жүйеде бір ғана қайтымсыз реакция жүретін болса, ондай реакция жай реакция деп аталады. Күрделі реакциялар бірнеше жай реакциялардан тұрады. Күрделі реакцияларға қайтымды, параллель, сатылы, тізбекті және катализатор қатысымен жүретін катализдік реакциялар жатады. Реакцияны жүргізуде қолданылатын энергия түріне байланысты Х. р.: термиялық, электрхимиялық, фотохимиялық, плазмахимиялық, т.б. топтарға бөлінеді.

Табиғатта және лабораторияда жүретін барлық химиялық жүретін қарапайым реакцияларға аллотроптық түр өзгеруі мен изомерлену құбылыстар химиялық реакцияларға жатады. Оларға ортақ белгі: заттардың бір-біріне айналуы, яғни бастапқы заттардағы (реагенттердегі) бұрынғы химиялық байланыстардың үзіліп, соңғы заттардағы (өнімдердегі) жаңа байланыстардың түзілуі. Демек, кез келген химиялық реакция жүру үшін оған қатысатын реагенттер бөлшектерінің (атомдардың, молекулалардың) әрекеттесуге жетерлік энергиясы болуы шарт.

Ең қарапайым реакцияларда заттың сапалық құрамы өзгермей сақталады. Оған химиялық элементтердің, жай заттардың аллотроптық түр өзгерісін мысалға алуға болады:

С_{(графит)}{\displaystyle \rightleftarrows } С_(алмаз)

3O_{2(оттек)}{\displaystyle \rightleftarrows } 2О_3(озон)

Мұндай реакциялар органикалық химияда жиі кездеседі, оларды изомерлену реакциялары деп атайды.

Неміс химигі Ф. Велер ашқан бейорганикалық зат — аммоний цианатының органикалық зат — карбамидке айналуы да изомерленудің бір түрі

Әрекеттесетін заттардың химиялық құрамы өзгере жүретін реакцияларды оларға тән белгілеріне қарай төртке бөліп жіктейді.

Мазмұны

• 1Заттардың құрамы мен саны өзгере жүретін реакциялар

• 2Атомдардың тотығу дәрежесі өзгере жүретін реакциялар.

• 3Жылу эффектісімен сипатталатын реакциялар

• 4Қайтымдылығымен сипатталатын реакциялар

• 5Дереккөздер

Заттардың құрамы мен саны өзгере жүретін реакциялар[өңдеу]

Бұған бұрыннан таныс қосылу, айырылу, орынбасу, алмасу реакциялары жатады.

Егер бірнеше реагент бірігіп бір ғана өнім түзсе, ол — қосылу, ал керісінше, бір күрделі зат ыдырап, одан бірнеше жаңа заттар түзілсе, айырылу реакциясына жатады. Органикалық химиядағы аса маңызды гидрлену, гидраттану, полимерлену реакциялары қосылу реакциясына мысал бола алады:

CH₂= СН₂ + H₂ → СН₃ - СН₃ (гидрлену)

СН₂ = СН₂ + H₂O → С₂Н₅ОН (гидраттану)

nСН₂ = СН₂ → (— СН₂ — СН₂ —)_n (полимерлену)

Бұларға қарама-қарсы жүретін дегидрлену, дегидраттану, деполимерлену реакциялары, керісінше, айырылу реакциясы болып саналады:

CH₃ - СН₃ → СH₂ = СН₂ + Н₂

С₂ H₅OH → СH₂ = СН₂ + Н₂O

(-CH₂-CH₂-)_n→ n(CH₂=CH₂)

Қаныққан көмірсутектердің құрамындағы сутек атомдарының галоген атомдарына орын беріп, жаңа екі күрделі затқа айналуы орынбасу реакциясына жатады. Мысалы, метан молекуласының біртіндеп хлорлануын алайық:

CH₄+Cl₂ → CH₃Cl+HCl (хлорметан)

CH₃Cl+Cl₂ → CH₃Cl₂+HCl (дихлорметан)

CH₂Cl₂+Cl₂ → CHCl₃+HCl (трихлорметан)

CHCl₃+Cl₂ → CCl₄+HCl (тетрахлорметан)

Бензолды бромдау реакциясы да осыған ұқсайды:

C₆H₆+Br₂ → C₆H₅Br+HBr

Екі күрделі заттың әрбірінің құрам бөліктерінің алмасуымен сипатталатын алмасу реакциясы нәтижесінде ерімейтін не өте аз диссоциацияланатын молекула түзілетінін немесе газ бөлінетінін бұрыннан білесіңдер. Органикалық заттар мен бейорганикалық заттар арасында жүретін мұндай әрекеттесулерге мынадай бейтараптану реакциясы:

CH₃COOH + KOH → CH₃COOK + H₂O

реакция нәтижесінде түзілетін әлсіз көмір қышқылының газға ыдырауы:

2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + CO₂↑ + H₂O

ионданбайтын әлсіз кремний қышқылының бөлініп шығуы жатады:

2СН₃СООН + K₂SiO₃ → 2СН₃СООК + H₂SiO₃↓