Շատ գործընթացներ, առանց որոնց անհնար է պատկերացնել մեր կյանքը (օրինակ՝ շնչառությունը, մարսողությունը, ֆոտոսինթեզը և այլն) կապված են օրգանական միացությունների (և անօրգանական) տարբեր քիմիական ռեակցիաների հետ: Դիտարկենք դրանց հիմնական տեսակները և ավելի մանրամասն անդրադառնանք կապ (կցում) կոչվող գործընթացին:
Ինչ է քիմիական ռեակցիան
Առաջին հերթին արժե տալ այս երեւույթի ընդհանուր սահմանումը։ Քննարկվող արտահայտությունը վերաբերում է տարբեր բարդության նյութերի տարբեր ռեակցիաներին, որոնց արդյունքում առաջանում են սկզբնականից տարբեր ապրանքներ։ Այս գործընթացում ներգրավված նյութերը կոչվում են «ռեակտիվներ»:
Գրավոր կերպով օրգանական միացությունների (և անօրգանական) քիմիական ռեակցիան գրվում է մասնագիտացված հավասարումների միջոցով: Արտաքնապես դրանք մի փոքր նման են գումարման մաթեմատիկական օրինակներին։ Այնուամենայնիվ, հավասար նշանի ("=") փոխարեն օգտագործվում են սլաքներ ("→" կամ "⇆"): Բացի այդ, հավասարման աջ կողմում երբեմն կարող է լինելավելի շատ նյութեր, քան ձախում: Այն ամենը, ինչ սլաքի առաջ է, նյութերն են մինչև ռեակցիայի մեկնարկը (բանաձևի ձախ կողմը): Նրանից հետո (աջ կողմը) այն միացություններն են, որոնք առաջացել են տեղի ունեցած քիմիական գործընթացի արդյունքում։
Որպես քիմիական հավասարման օրինակ՝ մենք կարող ենք դիտարկել ջրի տարրալուծման ռեակցիան էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ ջրածնի և թթվածնի՝ 2H2O → 2H 2 ↑ + O2↑: Ջուրը սկզբնական ռեակտիվն է, իսկ թթվածինը և ջրածինը արտադրանքն են:
Որպես միացությունների քիմիական ռեակցիայի մեկ այլ, բայց ավելի բարդ օրինակ կարող ենք դիտարկել յուրաքանչյուր տնային տնտեսուհուն ծանոթ մի երևույթ, ով գոնե մեկ անգամ քաղցրավենիք է թխել։ Խոսքը սեղանի քացախով կերակրի սոդան մարելու մասին է։ Գործողությունը, որը տեղի է ունենում, պատկերված է հետևյալ հավասարմամբ՝ CO2↑ + H2O: Դրանից պարզ է դառնում, որ նատրիումի բիկարբոնատի և քացախի փոխազդեցության ընթացքում առաջանում է քացախաթթվի նատրիումի աղ, ջուր և ածխաթթու գազ։
Իր բնույթով քիմիական գործընթացները միջանկյալ են ֆիզիկական և միջուկային միջև:
Ի տարբերություն առաջինի, քիմիական ռեակցիաներում ներգրավված միացությունները կարող են փոխել իրենց բաղադրությունը: Այսինքն՝ մի նյութի ատոմներից կարող են առաջանալ մի քանի ուրիշներ, ինչպես ջրի տարրալուծման վերը նշված հավասարման մեջ։
Ի տարբերություն միջուկային ռեակցիաների, քիմիական ռեակցիաները չեն ազդում փոխազդող նյութերի ատոմների միջուկների վրա:
Որո՞նք են քիմիական գործընթացների տեսակները
Միացությունների ռեակցիաների բաշխումն ըստ տեսակների տեղի է ունենում ըստ տարբերչափանիշներ՝
- Վերադարձելի/անշրջելի.
- Կատալիտիկ նյութերի և գործընթացների առկայություն/բացակայություն.
- Ջերմության կլանման/արտազատման միջոցով (էնդոթերմիկ/էկզոթերմիկ ռեակցիա):
- Ըստ փուլերի քանակի՝ միատարր/տարասեռ և երկու հիբրիդ սորտեր։
- Փոխելով փոխազդող նյութերի օքսիդացման վիճակները։
Քիմիական գործընթացների տեսակները անօրգանական քիմիայում փոխազդեցության մեթոդով
Այս չափանիշը հատուկ է: Նրա օգնությամբ առանձնանում են ռեակցիաների չորս տեսակ՝ միացում, փոխարինում, տարրալուծում (պառակտում) և փոխանակում։
Նրանցից յուրաքանչյուրի անունը համապատասխանում է իր նկարագրած գործընթացին: Այսինքն՝ միացության մեջ նյութերը միացվում են, փոխարինման մեջ՝ փոխվում են այլ խմբերի, մեկ ռեագենտի տարրալուծման ժամանակ առաջանում են մի քանիսը, իսկ փոխանակման ժամանակ ռեակցիայի մասնակիցները միմյանց միջև փոխում են ատոմները։
Գործընթացների տեսակներն ըստ օրգանական քիմիայի փոխազդեցության մեթոդի
Չնայած մեծ բարդությանը, օրգանական միացությունների ռեակցիաները տեղի են ունենում նույն սկզբունքով, ինչ անօրգանականները: Այնուամենայնիվ, նրանք ունեն մի փոքր տարբեր անուններ:
Այսպիսով, համակցման և տարրալուծման ռեակցիաները կոչվում են «ավելացում», ինչպես նաև «կտրվածք» (վերացում) և ուղղակիորեն օրգանական տարրալուծում (քիմիայի այս բաժնում առանձնանում են երկու տեսակի տրոհման գործընթացներ):
Օրգանական միացությունների այլ ռեակցիաներն են՝ փոխարինումը (անունը չի փոխվում), վերադասավորումը (փոխանակումը) ևռեդոքս գործընթացները. Չնայած մեխանիզմների նմանությանը, դրանք ավելի բազմակողմանի են օրգանական նյութերում:
Բարդ քիմիական ռեակցիա
Հաշվի առնելով օրգանական և անօրգանական քիմիայի մեջ նյութերի տարբեր տեսակների գործընթացները, արժե ավելի մանրամասն անդրադառնալ միացությանը:
Այս ռեակցիան տարբերվում է բոլոր մյուսներից նրանով, որ, անկախ սկզբում ռեագենտների քանակից, վերջում դրանք բոլորը միավորվում են մեկում:
Որպես օրինակ կարող ենք հիշել կրաքարի ցրման գործընթացը՝ CaO + H2O → Ca(OH)2: Այս դեպքում տեղի է ունենում կալցիումի օքսիդի (արագ կիր) ջրածնի օքսիդի (ջրի) միացման ռեակցիան։ Արդյունքում առաջանում է կալցիումի հիդրօքսիդ (խամրած կրաքար) և արտազատվում տաք գոլորշի։ Ի դեպ, սա նշանակում է, որ այս գործընթացն իսկապես էկզոթերմիկ է։
Բարդ ռեակցիայի հավասարում
Սխեմատիկորեն դիտարկվող գործընթացը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ. A+BV → ABC: Այս բանաձևում ABV-ն նոր ձևավորված բարդ նյութ է, A-ն պարզ ռեագենտ է, իսկ BV-ն բարդ միացության տարբերակ է:
Հարկ է նշել, որ այս բանաձևը բնորոշ է նաև միացման և միացման գործընթացին։
Քննարկվող ռեակցիայի օրինակներ են նատրիումի օքսիդի և ածխածնի երկօքսիդի փոխազդեցությունը (NaO2 + CO2↑ (t 450 -550 ° С) → Na2CO3), ինչպես նաև ծծմբի օքսիդ թթվածնով (2SO2+ O 2↑ → 2SO3).
Նաև մի քանի համալիրմիացումներ՝ AB + VG → ABVG: Օրինակ՝ միևնույն նատրիումի օքսիդը և ջրածնի օքսիդը՝ NaO2 +Н2Օ → 2NaOH
Անօրգանական միացություններում ռեակցիայի պայմանները
Ինչպես ցույց է տրված նախորդ հավասարման մեջ, քննարկվող փոխազդեցության մեջ կարող են մտնել տարբեր աստիճանի բարդության նյութեր:
Այս դեպքում անօրգանական ծագման պարզ ռեագենտների դեպքում հնարավոր են միացության օքսիդացում (A + B → AB):
Որպես օրինակ կարող ենք դիտարկել երկաթի քլորիդի ստացման գործընթացը։ Դրա համար քլորի և ֆերի (երկաթի) միջև բաղադրյալ ռեակցիա է իրականացվում՝ 3Cl2↑ + 2Fe → 2FeCl3.
Եթե մենք խոսում ենք բարդ անօրգանական նյութերի (AB + VG → ABVG) փոխազդեցության մասին, ապա դրանցում կարող են տեղի ունենալ գործընթացներ՝ ազդելով և չազդելով դրանց վալենտության վրա։
Որպես սրա օրինակ, դիտարկենք ածխածնի երկօքսիդից, ջրածնի օքսիդից (ջուր) և սպիտակ սննդի ներկանյութից E170 (կալցիումի կարբոնատ) կալցիումի բիկարբոնատի ձևավորման օրինակը. CO2 ↑ + H 2O +CaCO3 → Ca(CO3) 2. Այս դեպքում տեղի է ունենում դասական բարդ ռեակցիա: Իր ներդրման ընթացքում ռեակտիվների վալենտությունը չի փոխվում։
Մի փոքր ավելի կատարյալ (քան առաջինը) քիմիական հավասարումը 2FeCl2 + Cl2↑ → 2FeCl3-ը ռեդոքս գործընթացի օրինակ է պարզ և բարդ անօրգանական նյութերի փոխազդեցության մեջռեակտիվներ՝ գազ (քլոր) և աղ (երկաթի քլորիդ):
Ավելացման ռեակցիաների տեսակները օրգանական քիմիայում
Ինչպես արդեն նշվել է չորրորդ պարբերությունում, օրգանական ծագման նյութերում խնդրո առարկա ռեակցիան կոչվում է «հավելում»։ Որպես կանոն դրան մասնակցում են կրկնակի (կամ եռակի) կապով բարդ նյութեր։
Օրինակ՝ դիբրոմի և էթիլենի ռեակցիան, որը հանգեցնում է 1,2-դիբրոմէթանի ձևավորմանը. (C2H4) CH 2=CH2 + Br2 → (C₂H4Br₂) BrCH2 - CH2Br. Ի դեպ, սրանում հավասարների և մինուսների ("=" և "-") նշանները հավասարումը ցույց է տալիս միացության ատոմների միջև կապը: Սա օրգանական նյութերի բանաձևեր գրելու հատկություն է։
Կախված նրանից, թե միացություններից որն է հանդես գալիս որպես ռեակտիվ, քննարկվում են ավելացման գործընթացի մի քանի տեսակներ.
- Ջրածինացում (ջրածնի մոլեկուլները H ավելացվում են բազմակի կապի երկայնքով):
- Հիդրոհալոգենացում (հիդրոհալոգենացում ավելացված է).
- Հալոգենացում (հալոգենների ավելացում Br2, Cl2↑ և այլն).
- Պոլիմերացում (բարձր մոլեկուլային զանգվածի նյութերի առաջացում մի քանի ցածր մոլեկուլային քաշի միացություններից):
Ավելացման ռեակցիայի օրինակներ (միացություն)
Քննարկվող գործընթացի տեսակները թվարկելուց հետո արժե գործնականում սովորել միացությունների ռեակցիայի որոշ օրինակներ:
Որպես հիդրոգենացման օրինակ, դուք կարող եքուշադրություն դարձրեք ջրածնի հետ պրոպենի փոխազդեցության հավասարմանը, որի արդյունքում առաջանալու է պրոպան՝ (С3Н6↑)-CH=CH2↑ + N2↑ → (C3N8↑) CH3-CH2-CH3↑.
Օրգանական քիմիայում միացությունների (լրացման) ռեակցիա կարող է տեղի ունենալ աղաթթվի (անօրգանական նյութ) և էթիլենի միջև՝ առաջացնելով քլորէթան. (C2H4↑) CH2=CH2↑ + HCl → CH3- CH2-Cl (C2H5Cl). Ներկայացված հավասարումը հիդրոհալոգենացման օրինակ է:
Ինչ վերաբերում է հալոգենացմանը, ապա այն կարելի է ցույց տալ դիքլորի և էթիլենի ռեակցիայով, որը հանգեցնում է 1,2-դիքլորէթանի ձևավորմանը. (C2H4↑) CH2=CH2 + Cl2↑ → (C₂H4Cl2) ClCH 2-CH2Cl.
Բազմաթիվ օգտակար նյութեր առաջանում են օրգանական քիմիայի շնորհիվ։ Էթիլենի մոլեկուլների միացման (ավելացման) ռեակցիան ուլտրամանուշակագույնի ազդեցությամբ պոլիմերացման ռադիկալ նախաձեռնողի հետ դրա հաստատումն է. n CH2 =CH2 (R և UV լույս) → (-CH2-CH2-)n. Այս կերպ գոյացած նյութը բոլորին քաջ հայտնի է պոլիէթիլենի անվան տակ։
Տարբեր տեսակի փաթեթավորում, պայուսակներ, սպասք, խողովակներ,տաքացնող նյութեր և շատ ավելին: Այս նյութի առանձնահատկությունը դրա վերամշակման հնարավորությունն է: Պոլիէթիլենն իր հանրաճանաչությանը պարտական է նրանով, որ այն չի քայքայվում, ինչի պատճառով բնապահպանները բացասաբար են վերաբերվում դրան։ Այնուամենայնիվ, վերջին տարիներին հայտնաբերվել է պոլիէթիլենային արտադրանքի անվտանգ ոչնչացման միջոց: Դրա համար նյութը մշակվում է ազոտաթթուով (HNO3): Դրանից հետո բակտերիաների որոշ տեսակներ կարողանում են այս նյութը քայքայել անվտանգ բաղադրիչների։
Կապի (կցվածության) ռեակցիան կարևոր դեր է խաղում բնության և մարդու կյանքում։ Բացի այդ, այն հաճախ օգտագործվում է գիտնականների կողմից լաբորատորիաներում՝ տարբեր կարևոր հետազոտությունների համար նոր նյութեր սինթեզելու համար:
