Типы химических реакций

Химия связывает знакомое с основными законами природы
Питер Эткинс (Peter William Atkins)

Любые химические явления природы можно смело назвать химическими реакциями. Когда происходит химическая реакция, одни химические связи разрываются и образуются другие. Из одних химических веществ получаются другие вещества в результате реакции. Если взять за основу классификации химических реакций механизм течения реакции, число и состав исходных веществ (реагентов) и продуктов реакции, то можно выделить четыре основных типа:

1. Реакции разложения;
2. Реакции соединения;
3. Реакции замещения;
4. Реакции обмена.

# Реакции разложения

Реакции разложения — химические реакции, в которых из одного сложного по элементному составу вещества получаются два или несколько менее сложных веществ
(С. Т. Жуков, Химия 8-9 класс)

Реакции разложения — такие реакции в которых из одного вещества получается два или несколько других веществ
(Рудзитис, Фельдман, Химия 7-11 класс)

Общая формула реакций разложения:
AB→A+B

Примеры реакций разложения:

$2{\mathrm{Ag}}_2\mathrm{O} \stackrel{\mathrm{t}}{=} 4\mathrm{Ag}+{\mathrm{O}}_2$
${\mathrm{CaCO}}_3 \stackrel{\mathrm{t}}{=} \mathrm{CaO}+{\mathrm{CO}}_2$ (Разложение мела при нагревании)
$\left({\mathrm{NH}}_4\right){\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_7 \stackrel{\mathrm{t}}{=} {\mathrm{N}}_2+{\mathrm{Cr}}_2{\mathrm{O}}_3+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
$2\mathrm{HgO} \stackrel{\mathrm{t}}{\to } 2\mathrm{Hg}+{\mathrm{O}}_2\uparrow$(Разложение оксида ртути при нагревании)
$2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \stackrel{\mathrm{пост}.\mathrm{ток}}{\to } 2{\mathrm{H}}_2\uparrow +{\mathrm{O}}_2\uparrow$(Разложение воды под действием электрического тока)

Реакции разложения, как правило, протекают при нагревании веществ и являются эндотермическими реакциями.

# Реакции соединения

Реакции соединения — химические реакции, в которых из двух или нескольких менее сложных по элементному составу веществ получается более сложное вещество
(С. Т. Жуков, Химия 8-9 класс)

Реакции соединения — такие реакции в результате которых из двух или нескольких веществ образуется одно новое вещество
(Рудзитис, Фельдман, Химия 7-11 класс)

Общая формула реакций соединения:
A+B→AB

Примеры реакций соединения:

$\mathrm{C}+{\mathrm{O}}_2={\mathrm{CO}}_2$ (Образование оксида из простых веществ)
$\mathrm{CaO}+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}=\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2$ (Взаимодействие оксида с водой)
${\mathrm{Na}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{CO}}_2={\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3$
${\mathrm{NH}}_3+{\mathrm{CO}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}={\mathrm{NH}}_4{\mathrm{HCO}}_3$
$2\mathrm{Fe}+3{\mathrm{Cl}}_2=2{\mathrm{FeCl}}_3$ (Взаимодействие металла с неметаллом и получение соли)
$\mathrm{Fe}+\mathrm{S} \stackrel{\mathrm{t}}{\to } \mathrm{FeS}$
$2\mathrm{Cu}+{\mathrm{O}}_2 \stackrel{\mathrm{t}}{\to } 2\mathrm{CuO}$

Реакции соединения простых веществ всегда окислительно-восстановительные и, как правило, экзотермичны (с выделением теплоты).

# Реакции замещения

Реакции замещения — химические реакции, в которых атомы или группы атомов одного из исходных веществ замещают атомы или группы атомов в другом исходном веществе
(С. Т. Жуков, Химия 8-9 класс)

Реакции замещения — такие реакции, которые протекают между простыми и сложными веществами, при которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе
(Рудзитис, Фельдман, Химия 7-11 класс)

Общая формула реакций замещения:
AB+C→CB+A

Примеры реакций замещения:

${\mathrm{CuSO}}_4+\mathrm{Fe}={\mathrm{FeSO}}_4+\mathrm{Cu}\downarrow$(Вытеснение металла из соли)
$2\mathrm{NaI}+{\mathrm{Cl}}_2=2\mathrm{NaCl}+{\mathrm{I}}_2$
${\mathrm{CaCO}}_3+{\mathrm{SiO}}_3={\mathrm{CaSiO}}_3+{\mathrm{CO}}_2$
$\mathrm{Fe}+{\mathrm{CuCl}}_2\to \mathrm{Cu}\downarrow +{\mathrm{FeCl}}_2$
$\mathrm{Zn}+{\mathrm{CuCl}}_2\to {\mathrm{ZnCl}}_2+\mathrm{Cu}\downarrow$
$\mathrm{Zn}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4={\mathrm{ZnSO}}_4+{\mathrm{H}}_2\uparrow$(Замещение водорода в кислотах)
$2\mathrm{Na}+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}=2\mathrm{NaOH}+{\mathrm{H}}_2\uparrow$(Образование щелочи)

Реакции замещения обычно являются окислительно-восстановительными реакциями.

# Реакции обмена

Реакции обмена — химические реакции, в которых исходные вещества как бы обмениваются своими составными частями
(С. Т. Жуков, Химия 8-9 класс)

Реакции обмена — такие реакции между двумя сложными веществами, при которых их составные части обмениваются местами
(Рудзитис, Фельдман, Химия 7-11 класс)

Реакции обмена не являются окислительно-восстановительными, так как всегда протекают без переноса электронов. В результате реакций обмена обычно образуется осадок (↓) или газообразное вещество (↑), или слабый электролит, например, вода.

Реакции обмена идут до конца (то есть практически осуществимы) в следующих случаях:

1. Если одно из образующихся веществ летучее.
   Так, например, реакция обмена между NaCl (хлоридом натрия) и H₂SO₄(конц.) (концентрированной серной кислотой) идет до конца потому, что выделяется газообразное вещество — HCl (хлороводород).
2. Если одно из образующихся веществ нерастворимо и выпадает в осадок.
3. Если в результате реакции образуется вода.

Общая формула реакций обмена:
AB+CD→AD+CB

Примеры реакций обмена:

$\mathrm{Ba}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4={\mathrm{BaSO}}_4\downarrow +2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
$\mathrm{HCl}+{\mathrm{KNO}}_2=\mathrm{KCl}+{\mathrm{HNO}}_2$
${\mathrm{AgNO}}_3+\mathrm{NaCl}=\mathrm{AgCl}\downarrow +{\mathrm{NaNO}}_3$
$\mathrm{MgO}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4 = {\mathrm{MgSO}}_4+{\mathrm{Н}}_2\mathrm{О}$
$\mathrm{FeS}+2\mathrm{HCl} = {\mathrm{FeCl}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}$ (Взаимодействие соли с кислотой)
$2{\mathrm{K}}_3{\mathrm{PO}}_4+3{\mathrm{MgSO}}_4 = {\mathrm{Mg}}_3{\left({\mathrm{PO}}_4\right)}_2+3{\mathrm{K}}_2{\mathrm{SO}}_4$ (Взаимодействие двух солей)

Взаимодействие веществ с водой, приводящее к их разложению, называется гидролизом.

${\mathrm{Al}}_2{\mathrm{S}}_3+6\mathrm{HOH}=2\mathrm{Al}{\left(\mathrm{OH}\right)}_3\downarrow +3{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}\uparrow$

Гидролиз органических веществ — жиров, белков и углеводов — протекающий в живых организмах — это основа жизнедеятельности живых организмов.