أمثلة على التفاعلات الكهروكيميائية من الكيمياء العضوية. تفاعلات المواد العضوية. تفاعلات التكثيف والتكثيف المتعدد

موضوع الدرس: أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية.

نوع الدرس: درس في دراسة المواد الجديدة وتوحيدها في البداية.

أهداف الدرس: تهيئة الظروف لتكوين المعرفة حول خصوصيات حدوث التفاعلات الكيميائية التي تنطوي على مواد عضوية عند التعرف على تصنيفها، وتعزيز القدرة على كتابة معادلات التفاعل.

أهداف الدرس:

تعليميًا: دراسة أنواع التفاعلات في الكيمياء العضوية، بناءً على معرفة الطلاب بأنواع التفاعلات في الكيمياء غير العضوية ومقارنتها بأنواع التفاعلات في الكيمياء العضوية.

التنموية: تعزيز تنمية التفكير المنطقي والمهارات الفكرية (التحليل والمقارنة وإقامة علاقات السبب والنتيجة).

تربوياً: الاستمرار في خلق ثقافة العمل العقلي؛ مهارات الاتصال: استمع إلى آراء الآخرين، وأثبت وجهة نظرك، وابحث عن حلول وسط.

طرق التدريس:لفظي (قصة، شرح، عرض المشكلة)؛ البصرية (الوسائط المتعددة المساعدات البصرية)؛ إرشادي (تمارين كتابية وشفوية، حل المشكلات، مهام الاختبار).

وسائل التعليم:تنفيذ الاتصالات داخل التخصصات ومتعددة التخصصات، والوسائط المتعددة المساعدات البصرية (العرض)، والجدول الرمزي والرسوم البيانية.

التقنيات: عناصر أصول التدريس التعاونية، والتعلم الموجه نحو الطلاب (التعلم الموجه نحو الكفاءة، والتكنولوجيا الإنسانية الشخصية، والنهج الفردي والمتمايز)، وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات، والتقنيات التعليمية الموفرة للصحة (التكنولوجيا التنظيمية والتربوية).

وصف موجز لتقدم الدرس.

أولاً: المرحلة التنظيمية: التحيات المتبادلة بين المعلم والطلاب؛ التحقق من استعداد الطلاب للدرس؛ تنظيم الاهتمام والمزاج للدرس.

التحقق من الانتهاء من الواجبات المنزلية.أسئلة للتحقق: 1. أكمل الجمل: أ) الأيزومرات... ب) المجموعة الوظيفية هي... 2. وزع صيغ المواد المشار إليها إلى فئات (يتم عرض الصيغ على البطاقات) وقم بتسمية فئات المركبات التي ينتمون إليها. 3. إتاحة الصيغ الهيكلية المختصرة للأيزومرات المقابلة للصيغ الجزيئية (على سبيل المثال: C 6 ح 14، ج 3 ح 6 أو)

توصيل موضوع وأهداف دراسة المواد الجديدة؛ وإظهار أهميته العملية.

ثانيا. تعلم مواد جديدة:

تحديث المعرفة.(تعتمد قصة المعلم على الرسوم البيانية التي ينقلها الطلاب إلى دفاتر ملاحظاتهم كملاحظة مرجعية)

التفاعلات الكيميائية هي الموضوع الرئيسي لعلم الكيمياء. (الشريحة 2)

في عملية التفاعلات الكيميائية، يحدث تحويل بعض المواد إلى مواد أخرى.

الكاشف 1 + الكاشف 2 = المنتجات (الكيمياء غير العضوية)

الركيزة + كاشف الهجوم = المنتجات (الكيمياء العضوية)

في العديد من التفاعلات العضوية، لا تخضع جميع الجزيئات للتغيرات، ولكن أجزاء تفاعلها (المجموعات الوظيفية، ذراتها الفردية، وما إلى ذلك)، والتي تسمى مراكز التفاعل. الركيزة هي المادة التي تنكسر فيها الرابطة القديمة عند ذرة الكربون ويتكون رابطة جديدة، ويسمى المركب الذي يعمل عليها أو جسيم تفاعلها بالكاشف.

تصنف التفاعلات غير العضوية وفقا لعدة معايير: من خلال عدد وتكوين المواد والمنتجات الأولية (المركبات، التحلل، الاستبدال، التبادل)، من خلال التأثير الحراري (خارجي وماص للحرارة)، من خلال التغيرات في حالة أكسدة الذرات، من خلال إمكانية عكس العملية، حسب الطور (المتجانس وغير المتجانس)، وفقًا لاستخدام المحفز (المحفز وغير المحفز). (الشرائح 3،4)

نتيجة مرحلة الدرس هي أن يكمل الطلاب مهمة (الشريحة 5)، مما يسمح لهم باختبار مهاراتهم في كتابة معادلات التفاعلات الكيميائية، وترتيب المعاملات المتكافئة، وتصنيف التفاعلات غير العضوية. (يتم تقديم المهام على مستويات مختلفة)

(تمرين جمباز "الدماغ" لتطوير العمليات المعرفية والعقلية - "البومة": يحسن الذاكرة البصرية والانتباه ويخفف التوتر الذي يتطور أثناء الجلوس لفترات طويلة.)أمسك كتفك الأيسر بيدك اليمنى واضغط عليه، ثم اتجه إلى اليسار بحيث تنظر خلفك، وتنفس بعمق وأرجع كتفيك إلى الخلف. انظر الآن من فوق كتفك الآخر، وأسقط ذقنك على صدرك وتنفس بعمق، مما يسمح لعضلاتك بالاسترخاء.

تقديم مواد جديدة.(أثناء عرض المادة، يقوم الطلاب بتدوين الملاحظات في دفاتر الملاحظات، والتي يركز عليها المعلم - المعلومات من الشرائح)

تخضع التفاعلات التي تشتمل على مركبات عضوية لنفس القوانين (قانون حفظ الكتلة والطاقة، وقانون عمل الكتلة، وقانون هيس، وما إلى ذلك) وتظهر نفس الأنماط (متكافئة العناصر، والطاقة، والحركية) مثل تفاعلات المواد غير العضوية. (الشريحة 6)

تصنف التفاعلات العضوية عادة وفقا لآليات حدوثها واتجاه التفاعل ومنتجاته النهائية. (الشريحة 7)

تحدد طريقة كسر الروابط التساهمية نوع آلية التفاعل. تُفهم آلية التفاعل على أنها تسلسل مراحل التفاعل، مما يشير إلى الجسيمات الوسيطة المتكونة في كل مرحلة من هذه المراحل. (تصف آلية التفاعل مسارها، أي تسلسل أعمال التفاعل الأولية للكواشف التي تجري من خلالها.)

في الكيمياء العضوية، هناك نوعان رئيسيان من آليات التفاعل: جذري (متجانس) وأيوني (مغاير). (الشريحة 8)

في الانقسام المتماثل، ينقسم زوج الإلكترونات الذي يشكل الرابطة بطريقة بحيث يتلقى كل من الجسيمات الناتجة إلكترونًا واحدًا. نتيجة للانقسام المتجانس، تتشكل الجذور الحرة:

س:ص → س . + . ي

تسمى الذرة المحايدة أو الجسيم الذي يحتوي على إلكترون غير متزاوج بالجذر الحر.

نتيجة لانقسام الرابطة غير المتجانسة، يتم الحصول على جسيمات مشحونة: محبة للنواة ومحبة للكهرباء.

س:ص → س + + :ص -

الجسيم المحب للنواة (النوكليوفيلي) هو جسيم يحتوي على زوج من الإلكترونات في مستوى الإلكترون الخارجي. بسبب وجود زوج من الإلكترونات، يكون النيوكليوفيل قادرًا على تكوين رابطة تساهمية جديدة.

الجسيم الكهربي (الكهربائي) هو جسيم له مدار حر على المستوى الإلكتروني الخارجي. يقدم المحب للكهرباء مدارات شاغرة وغير مملوءة لتكوين رابطة تساهمية بسبب إلكترونات الجسيم الذي يتفاعل معه.

التفاعلات الجذرية لها آلية سلسلة مميزة، والتي تتضمن ثلاث مراحل: النواة (البدء)، التطور (النمو) وإنهاء السلسلة. (الشريحة 9)

تحدث التفاعلات الأيونية دون كسر أزواج الإلكترونات التي تشكل روابط كيميائية: ينتقل كلا الإلكترونين إلى مدار إحدى ذرات منتج التفاعل لتكوين أنيون. (الشريحة 10) يؤدي التحلل غير المتجانس للرابطة القطبية التساهمية إلى تكوين النيوكليوفيلات (الأنيونات) والإلكتروفيلات (الكاتيونات). اعتمادًا على طبيعة الكاشف المهاجم، يمكن أن تكون التفاعلات محبة للنواة أو محبة للكهرباء.

وفقًا للاتجاه والنتيجة النهائية للتحول الكيميائي، تنقسم التفاعلات العضوية إلى الأنواع التالية: الاستبدال، والإضافة، والإزالة (الإزالة)، وإعادة الترتيب (الأيزومرة)، والأكسدة والاختزال. (الشريحة 11)

يشير الاستبدال إلى استبدال ذرة أو مجموعة ذرات بذرة أو مجموعة ذرات أخرى. ينتج عن تفاعل الاستبدال منتجين مختلفين.

R-CH 2 X + Y → R-CH 2 Y + X

يُفهم تفاعل الإضافة على أنه إدخال ذرة أو مجموعة ذرات في جزيء مركب غير مشبع، والذي يكون مصحوبًا بكسر روابط π في هذا المركب. أثناء التفاعل، تتحول الروابط المزدوجة إلى روابط مفردة، والروابط الثلاثية إلى روابط مزدوجة أو مفردة.

R-CH=CH 2 + XY→ RCHX-CH 2 Y

المشكلة: ما نوع التفاعل الذي يمكننا تصنيف تفاعل البلمرة به؟ أثبت أنه ينتمي إلى نوع معين من التفاعل وأعطي مثالا.

تشمل تفاعلات الإضافة أيضًا تفاعلات البلمرة (على سبيل المثال: إنتاج البولي إيثيلين من الإيثيلين).

ن(CH 2 =CH 2 ) → (-CH 2 -CH 2 -) ن

تفاعلات الإزالة، أو الإزالة، هي تفاعلات يتم خلالها إزالة الذرات أو مجموعاتها من جزيء عضوي لتكوين رابطة متعددة.

R-CHX-CH 2 Y → R-CH = CH 2 + XY

تفاعلات إعادة الترتيب (الأيزومرة). في هذا النوع من التفاعل، تتم إعادة ترتيب الذرات ومجموعاتها في الجزيء.

تنتمي تفاعلات التكثيف المتعدد إلى تفاعلات الاستبدال، إلا أنها غالباً ما تتميز بأنها نوع خاص من التفاعلات العضوية التي لها خصوصية وأهمية عملية كبيرة.

تكون تفاعلات الأكسدة والاختزال مصحوبة بتغير في حالة أكسدة ذرة الكربون في المركبات التي تكون فيها ذرة الكربون مركز التفاعل.

الأكسدة هي تفاعل تتحد فيه المادة، تحت تأثير كاشف مؤكسد، مع الأكسجين (أو عنصر آخر سالب للكهرباء، مثل الهالوجين) أو تفقد الهيدروجين (على شكل ماء أو هيدروجين جزيئي). يشار إلى عمل الكاشف المؤكسد (الأكسدة) في مخطط التفاعل بالرمز [O].

[س]

CH3CHO → CH3COOH

التخفيض هو رد الفعل العكسي للأكسدة. تحت تأثير كاشف الاختزال، يكتسب المركب ذرات الهيدروجين أو يفقد ذرات الأكسجين: يُشار إلى عمل كاشف الاختزال (الاختزال) بالرمز [H].

[ح]

CH 3 COCH 3 → CH 3 CH(OH)CH 3

الهدرجة هي تفاعل يمثل حالة خاصة من الاختزال. يضاف الهيدروجين إلى الرابطة المتعددة أو الحلقة العطرية في وجود محفز.

لتوحيد المواد المدروسة، يقوم الطلاب بمهمة اختبار: الشرائح 12،13.

ثالثا. الواجب المنزلي: § 8 (التمرين 2)، 9

رابعا. تلخيص

الاستنتاجات: (الشريحة 14)

تخضع التفاعلات العضوية للقوانين العامة (قانون الحفاظ على الكتلة والطاقة) والقوانين العامة لحدوثها (الحيوية والحركية - الكشف عن تأثير العوامل المختلفة على معدل التفاعل).

لديهم خصائص مشتركة لجميع ردود الفعل، ولكن لديهم أيضا سماتهم المميزة.

وفقًا لآلية التفاعل، تنقسم التفاعلات إلى متجانسة (جذور حرة) ومغايرة (محبة للكهرباء والنواة).

وفقا للاتجاه والنتيجة النهائية للتحول الكيميائي، يتم تمييز التفاعلات: الاستبدال، الإضافة، الإزالة (الإزالة)، إعادة الترتيب (الأيزومرة)، التكثيف المتعدد، الأكسدة والاختزال.

كتب مستخدمة:UMK: نظام التشغيل. جابرييليان وآخرون الكيمياء 10 م. بوستارد 2013

معاينة:

لاستخدام معاينات العرض التقديمي، قم بإنشاء حساب Google وقم بتسجيل الدخول إليه: https://accounts.google.com

التسميات التوضيحية للشرائح:

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية.

التفاعل الكيميائي هو تحول مادة إلى أخرى. تختلف المواد التي يتم الحصول عليها نتيجة التفاعل عن المواد الأولية في التركيب والبنية والخصائص. الكاشف 1 + الكاشف 2 = منتجات الركيزة + المهاجم = منتجات الكاشف

علامات تصنيف التفاعلات الكيميائية في الكيمياء غير العضوية من خلال عدد وتكوين المواد والمنتجات الأولية عن طريق التأثير الحراري عن طريق التغير في حالة أكسدة الذرات عن طريق عكس العملية حسب الطور باستخدام المحفز

التصنيف حسب عدد وتركيب المواد البادئة والناتجة: التفاعلات المركبة: A + B = AB Zn + Cl 2 = ZnCl 2 CaO + CO 2 = CaCO 3 تفاعلات التحلل: AB = A + B 2H 2 O = 2H 2 + O 2 Cu (OH) 2 = CuO + H 2 O تفاعلات الاستبدال: AB + C = A + CB CuSO 4 + Fe = Cu + FeSO 4 Cr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3 تفاعلات التبادل: AB + CD = AD + CB CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O NaOH + HCl = NaCl + H2O

يتم إعطاء مخططات التفاعل: 1. هيدروكسيد النحاس (II) → أكسيد النحاس (II) + ماء 2. كلوريد الباريوم + كبريتات الصوديوم → … 3. حمض الهيدروكلوريك + الزنك → كلوريد الزنك + الهيدروجين 4. أكسيد الفوسفور (V) + ماء → … المستوى الأول: بيّن أنواع التفاعلات، اكتب إحدى المعادلات (اختياري). المستوى الثاني: حدد أنواع التفاعلات، واكتب إحدى المعادلات التي لم يتم الإشارة فيها إلى النواتج (اختياري). المستوى الثالث: حدد أنواع التفاعلات واكتب جميع المعادلات.

تخضع التفاعلات التي تشتمل على مركبات عضوية لنفس القوانين (قانون حفظ الكتلة والطاقة، وقانون عمل الكتلة، وقانون هيس، وما إلى ذلك) وتظهر نفس الأنماط (متكافئة العناصر، والطاقة، والحركية) مثل التفاعلات غير العضوية.

تصنف التفاعلات العضوية عادة وفقا لآلياتها، وتفهم آلية التفاعل على أنها تسلسل مراحل التفاعل الفردية، مع الإشارة إلى الجزيئات الوسيطة التي تتشكل في كل مرحلة من هذه المراحل. حسب الاتجاه والمنتجات النهائية للتفاعل - الإضافة؛ - الانقسام (القضاء)؛ - البدائل؛ - إعادة الترتيب (الأيزومرة)؛ - الأكسدة. - استعادة.

تحدد طريقة كسر الرابطة التساهمية نوع آلية التفاعل: جذري (متجانس) X:Y → X. + . ي ر . (X . . Y) - الجذور (ذرات حرة أو جسيمات ذات إلكترونات غير متزاوجة، غير مستقرة وقادرة على إجراء تحولات كيميائية) أيونية (مغايرة) X:Y → X + + :Y - X + - كاشف إلكتروفيلي (محب للكهرباء: محب للإلكترون ):Y - - كاشف أليف النواة (أليف النواة: محب للبروتون)

ردود الفعل الجذرية لها آلية سلسلة، بما في ذلك المراحل: البدء والتطور وإنهاء السلسلة. نواة السلسلة (البدء) Cl 2 → Cl. +كل. نمو (تطوير) سلسلة CH 4 + Cl. → الفصل 3. + ح الكلور CH 3 . + Cl 2 → CH 3 -Cl + Cl. الدائرة المفتوحة CH 3. +كل. → CH 3 الكلور CH 3 . + CH 3 . → CH 3 -CH 3 Cl. +كل. →Cl2

تحدث التفاعلات الأيونية دون كسر أزواج الإلكترونات التي تشكل روابط كيميائية: ينتقل كلا الإلكترونين إلى مدار إحدى ذرات منتج التفاعل لتكوين أنيون. يؤدي التحلل غير المتجانس للرابطة القطبية التساهمية إلى تكوين النيوكليوفيلات (الأنيونات) والإلكتروفيلات (الكاتيونات). CH 3 -Br + Na + OH - → CH 3 -OH + Na + Br - منتجات تفاعل كاشف الركيزة (أليف النواة) C 6 H 5 -H + H O: NO 2 → C 6 H 5 -NO 2 + H-OH الركيزة منتجات التفاعل الكاشف (الكهربائي)

التصنيف حسب الاتجاه والنتيجة النهائية تفاعلات الاستبدال A-B + C → A-C + B تفاعلات الإضافة C=C + A-B → A-C-C-B تفاعلات الحذف A-C-C-B → C =C + A-B تفاعلات إعادة الترتيب (الأيزومرة) X-A-B → A-B-X تفاعلات الأكسدة والاختزال مصحوبة بتغيير في حالة أكسدة ذرة الكربون في المركبات التي تكون فيها ذرة الكربون مركز التفاعل. المشكلة: ما نوع التفاعل الذي يعتبر تفاعل البلمرة؟ أثبت أنه ينتمي إلى نوع معين من التفاعل وأعطي مثالا.

امتحان. 1. التطابق: قسم الكيمياء نوع التفاعل غير عضوي أ) الاستبدال ب) التبادل العضوي ج) المركبات د) التحلل ه) الإزالة و) الأيزومرة ز) الإضافة 2. التطابق: مخطط التفاعل نوع التفاعل AB + C → AB + C a ) استبدال ABC → AB + C ب) إضافة ABC → ACB ج) إزالة AB + C → AC + B د) الأيزومرة

3. يتفاعل البيوتان مع مادة صيغتها: 1) H2O2) C3H83)Cl24)HCl4. الركيزة في مخططات التفاعل المقترحة هي المادة CH 3 -COOH (A) + C2 H 5 -OH (B) → CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O CH 3 -CH 2 -OH (A) + H -Br ( B) → CH 3 -CH 2 -Br + H 2 O CH 3 -CH 2 -Cl (A) + Na-OH (B) → CH 2 = CH 2 + NaCl + H 2 O 5. اليسار جانب المعادلة C 3 H 4 + 5O 2 → ... يتوافق مع الجانب الأيمن: → C 3 H 6 + H 2 O → C 2 H 4 + H 2 O → 3CO 2 + 4H 2 O → 3CO 2 + 2H 2 O 6. حجم الأكسجين المطلوب للاحتراق الكامل لـ 5 لتر من الميثان يساوي 1) 1 لتر 2) 5 لتر 3) 10 لتر 4) 15 لتر

الاستنتاجات تخضع التفاعلات العضوية للقوانين العامة والأنماط العامة لحدوثها. لديهم خصائص مشتركة لجميع ردود الفعل، ولكن لديهم أيضا سماتهم المميزة. وفقا لآلية التفاعل تنقسم التفاعلات إلى جذور حرة وأيونية. وفقًا للاتجاه والنتيجة النهائية للتحول الكيميائي: الاستبدال، الإضافة، الأكسدة والاختزال، الأيزومرة، الإزالة، التكثيف المتعدد، إلخ.

هناك أنظمة تصنيف مختلفة للتفاعلات العضوية، والتي تعتمد على خصائص مختلفة. من بينها التصنيفات التالية:

• بواسطة النتيجة النهائية للردأي تغيير في بنية الركيزة.
• بواسطة آلية رد الفعلأي حسب نوع كسر الرابطة ونوع الكواشف.

تنقسم المواد المتفاعلة في التفاعل العضوي إلى كاشفو المادة المتفاعلة. في هذه الحالة، يعتبر الكاشف مهاجمة الركيزة.

تعريف

كاشف- مادة تعمل على جسم ما - الركيزة - وتسبب تغيراً في الرابطة الكيميائية فيه. تنقسم الكواشف إلى جذرية ومحبة للإلكترونات ومحبة للنواة.

تعريف

المادة المتفاعلة، يعتبر بشكل عام جزيئًا يوفر ذرة كربون لرابطة جديدة.

تصنيف التفاعلات حسب النتيجة النهائية (التغير في بنية الركيزة)

في الكيمياء العضوية يتم التمييز بين أربعة أنواع من التفاعلات حسب النتيجة النهائية والتغير في بنية الركيزة: إضافة، استبدال، فصل،أو إزالة(من الانجليزية للقضاء- إزالة، وتقسيم)، و إعادة الترتيب (الأيزومرات)). يشبه هذا التصنيف تصنيف التفاعلات في الكيمياء غير العضوية حسب عدد الكواشف الأولية والمواد الناتجة، مع أو بدون تغيير في تركيبها. يعتمد التصنيف وفقًا للنتيجة النهائية على معايير رسمية، نظرًا لأن المعادلة المتكافئة، كقاعدة عامة، لا تعكس آلية التفاعل. دعونا نقارن أنواع التفاعلات في الكيمياء العضوية وغير العضوية.

ن) دون استبدالهم بغيرهم.

اعتمادًا على الذرات المنقسمة - الذرات المجاورة ج–جأو معزولة بواسطة ذرتين أو ثلاث ذرات كربون أو أكثر – ج-نسخة- ج–, –ج–ج–ج–ج– ج– يمكن أن تتشكل المركبات مع سندات متعددةو أو المركبات الحلقية. يتم إزالة هاليدات الهيدروجين من هاليدات الألكيل أو الماء من الكحولات وفقًا لقاعدة زايتسيف.

تعريف

حكم زايتسيف: تتم إزالة ذرة الهيدروجين H من ذرة الكربون الأقل هدرجة.

على سبيل المثال، يحدث إزالة جزيء بروميد الهيدروجين من الذرات المجاورة في وجود مادة قلوية، مما يؤدي إلى تكوين بروميد الصوديوم والماء.

تعريف

إعادة التجميع- تفاعل كيميائي ينتج عنه تغير في الترتيب النسبي للذرات في الجزيء أو حركة روابط متعددة أو تغير في تعددها.

يمكن إجراء إعادة الترتيب مع الحفاظ على التركيب الذري للجزيء (الأيزومرة) أو تغييره.

تعريف

الأيزوميرة- حالة خاصة من تفاعل إعادة الترتيب الذي يؤدي إلى تحول مركب كيميائي إلى أيزومر من خلال تغير هيكلي في الهيكل الكربوني.

يمكن أن تحدث إعادة الترتيب أيضًا عن طريق آلية متجانسة أو متجانسة. يمكن تصنيف عمليات إعادة الترتيب الجزيئي وفقًا لمعايير مختلفة، على سبيل المثال، من خلال تشبع الأنظمة، وطبيعة المجموعة المهاجرة، والخصوصية المجسمة، وما إلى ذلك. العديد من تفاعلات إعادة الترتيب لها أسماء محددة - إعادة ترتيب كلايزن، وإعادة ترتيب بيكمان، وما إلى ذلك.

تستخدم تفاعلات الأيزوميرة على نطاق واسع في العمليات الصناعية، مثل تكرير البترول لزيادة رقم الأوكتان في البنزين. مثال على الأيزومرية هو التحول ن-الأوكتان إلى الأيزو أوكتان:

تصنيف التفاعلات العضوية حسب نوع الكاشف

قطع الاتصال

يمكن أن يكون انقسام الروابط في المركبات العضوية متجانسًا أو متجانسًا.

تعريف

انقسام الرابطة المتجانسة- هذه فجوة ونتيجة لذلك تتلقى كل ذرة إلكترونًا غير متزاوج ويتشكل جزيئين لهما بنية إلكترونية مماثلة - حرة المتطرفين.

الكسر المتماثل هو سمة من سمات اللاقطبية أو القطبية الضعيفةالروابط، مثل C–C، Cl–Cl، C–H، وتتطلب كمية كبيرة من الطاقة.

تكون الجذور الناتجة، التي تحتوي على إلكترون غير مزدوج، شديدة التفاعل، وبالتالي فإن العمليات الكيميائية التي تحدث بمشاركة مثل هذه الجزيئات غالبًا ما تكون ذات طبيعة "متسلسلة"، ويصعب التحكم فيها، وينتج عن التفاعل مجموعة من المنتجات البديلة . وهكذا، عندما تتم كلورة الميثان، فإن المنتجات البديلة هي كلورو ميثان ج ح3 ج ل CH3Clثنائي كلورو ميثان ج ح2 ج ل2 CH2Cl2الكلوروفورم ج ح ج ل3 CHCl3ورابع كلوريد الكربون نسخة ل4 CCl4. التفاعلات التي تنطوي على الجذور الحرة تستمر من خلال آلية التبادل لتكوين الروابط الكيميائية.

تشكلت الجذور خلال هذا السبب انقسام السندات آلية جذريةمسار رد الفعل. تحدث التفاعلات الجذرية عادةً عند درجات حرارة مرتفعة أو إشعاع (مثل الضوء).

بسبب تفاعلها العالي، يمكن أن يكون للجذور الحرة تأثير سلبي على جسم الإنسان، وتدمير أغشية الخلايا، والتأثير على الحمض النووي والتسبب في الشيخوخة المبكرة. ترتبط هذه العمليات في المقام الأول ببيروكسيد الدهون، أي تدمير بنية الأحماض المتعددة غير المشبعة التي تشكل الدهون داخل غشاء الخلية.

تعريف

انقسام الرابطة غير المتجانسة- هذه فجوة يبقى فيها زوج من الإلكترون مع ذرة أكثر سالبية كهربية ويتشكل جسيمان مشحونان - الأيونات: كاتيون (موجب) وأنيون (سالب).

وفي التفاعلات الكيميائية تؤدي هذه الجزيئات وظائف " محبو النيوكليوفيلات"("فيل" - من غرام. كن محبا) و " محبو الكهرباء"، وتشكيل رابطة كيميائية مع شريك التفاعل وفقا لآلية المانح والمتقبل. توفر الجسيمات المحبة للنواة زوجًا من الإلكترونات لتكوين رابطة جديدة. بعبارة أخرى،

تعريف

محب للنواة- كاشف كيميائي غني بالإلكترونات قادر على التفاعل مع المركبات التي تعاني من نقص الإلكترون.

ومن أمثلة النيوكليوفيلات أي الأنيونات ( ج ل− , أنا− ، ن يا− 3 Cl−،I−،NO3−إلخ)، بالإضافة إلى المركبات التي تحتوي على زوج إلكترون وحيد ( ن ح3 , ح2 يا NH3، H2O).

وبالتالي، عندما يتم كسر الرابطة، يمكن تشكيل الجذور أو النيوكليوفيلات والكهربائية. وبناء على ذلك تحدث ثلاث آليات للتفاعلات العضوية.

آليات التفاعلات العضوية

آلية الجذور الحرة: يبدأ التفاعل بواسطة الجذور الحرة التي تتشكل عندما تمزق مثليالروابط في الجزيء.

الخيار الأكثر شيوعًا هو تكوين جذور الكلور أو البروم أثناء التشعيع بالأشعة فوق البنفسجية.

1. استبدال الجذور الحرة

بروموميثان الميثان

بدء السلسلة

نمو السلسلة

دائرة مفتوحة

2. إضافة جذرية حرة

البولي ايثيلين الإيثين

آلية الكهربية: يبدأ التفاعل بجزيئات محبة للكهرباء تستقبل نتيجة لذلك شحنة موجبة تمزق مغايرمجال الاتصالات. جميع محبي الكهربية هم أحماض لويس.

تتشكل هذه الجزيئات بنشاط تحت تأثير أحماض لويس، والتي تعزز الشحنة الإيجابية للجسيم. غالبا ما تستخدم آل ج ل3 ، ف ه ج ل3 ، ف ه ب ص3 الزنكC ل2 AlCl3، FeCl3، FeBr3، ZnCl2، أداء وظائف المحفز.

موقع هجوم الجسيم المحب للكهرباء هو تلك الأجزاء من الجزيء التي زادت كثافة الإلكترونات، أي الرابطة المتعددة وحلقة البنزين.

يمكن التعبير عن الشكل العام لتفاعلات الاستبدال الإلكتروفيلية بالمعادلة:

1. الاستبدال الكهربي

البنزين بروموبنزين

2. اتصال كهربائي

البروبين 2-بروموبروبان

بروبين 1،2-ثنائي كلورو بروبين

تتم الإضافة إلى الهيدروكربونات غير المشبعة غير المتماثلة وفقًا لقاعدة ماركوفنيكوف.

تعريف

قاعدة ماركوفنيكوف:بالإضافة إلى الألكينات غير المتناظرة لجزيئات المواد المعقدة ذات الصيغة الشرطية HX (حيث X هي ذرة هالوجين أو مجموعة هيدروكسيل OH–)، تضاف ذرة الهيدروجين إلى ذرة الكربون الأكثر هدرجة (التي تحتوي على معظم ذرات الهيدروجين) في الرابطة المزدوجة وX إلى الأقل هدرجة.

على سبيل المثال، إضافة كلوريد الهيدروجين HCl إلى جزيء البروبين ج ح3 – ج ح = ج ح2 CH3 – CH = CH2.

يستمر التفاعل بواسطة آلية الإضافة الكهربية. بسبب تأثير التبرع بالإلكترون ج ح3 CH3-المجموعة، يتم تحويل كثافة الإلكترون في جزيء الركيزة إلى ذرة الكربون المركزية (التأثير الاستقرائي)، ثم على طول نظام الروابط المزدوجة - إلى ذرة الكربون الطرفية ج ح2 CH2-المجموعات (تأثير mesomeric). وبالتالي، يتم ترجمة الشحنة السالبة الزائدة على وجه التحديد على هذه الذرة. لذلك يبدأ الهجوم ببروتون الهيدروجين ح+ ح+، وهو جسيم إلكتروفيلي. يتكون أيون كاربين موجب الشحنة [ ج ح3 – ج ح – ج ح3 ] + + الذي يضاف إليه أنيون الكلور ج ل− الكلورين−.

تعريف

استثناءات لقاعدة ماركوفنيكوف:يتم تفاعل الإضافة عكس قاعدة ماركوفنيكوف إذا كان التفاعل يشتمل على مركبات تمتص فيها ذرة الكربون المجاورة لذرة الكربون في الرابطة المزدوجة كثافة الإلكترون جزئيًا، أي في وجود بدائل تظهر تأثيرًا كبيرًا في سحب الإلكترون (-نسخة ل3 , - C N , - C O O H(–CCl3، –CN، –COOHوإلخ.).

آلية النيوكليوفيلية: يبدأ التفاعل بجزيئات محبة للنواة ذات شحنة سالبة تتشكل نتيجة لذلك تمزق مغايرمجال الاتصالات. جميع النيوكليوفيلات - أسس لويس.

في التفاعلات المحبة للنواة، يحتوي الكاشف (المحب للنواة) على زوج حر من الإلكترونات على إحدى الذرات وهو عبارة عن جزيء أو أنيون محايد ( ح أ ل– ، أو ح– ، ر يا− ، ر س– ، آر سي أو يا– , ر– ، ج ن – ، ح2 أوه، روه، ن ح3 ، ر ن ح2 هال–،OH–،RO−،RS–،RCOO–،R–،CN–،H2O،ROH،NH3،RNH2وإلخ.).

يهاجم النيوكليوفيل الذرة الموجودة في الركيزة ذات كثافة الإلكترون الأقل (أي بشحنة موجبة جزئية أو كاملة). الخطوة الأولى في تفاعل الاستبدال المحب للنواة هي تأين الركيزة لتكوين كاتيون كربوني. في هذه الحالة، يتم تشكيل رابطة جديدة بسبب زوج الإلكترونات من النيوكليوفيل، ويخضع القديم للانقسام المغاير تليها إزالة الكاتيون. مثال على التفاعل المحب للنواة هو الاستبدال المحب للنواة (الرمز سن SN) عند ذرة الكربون المشبعة، على سبيل المثال التحلل المائي القلوي لمشتقات البرومو.

1. الاستبدال النووي

2. إضافة نيوكليوفيلية

إيثانال سيانوهيدرين

المصدر http://foxford.ru/wiki/himiya

تصنيف التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية وغير العضوية

التفاعلات الكيميائية، أو الظواهر الكيميائية، هي عمليات تتشكل نتيجة لها من بعض المواد مواد أخرى تختلف عنها في التركيب و (أو) البنية.

أثناء التفاعلات الكيميائية، يحدث بالضرورة تغير في المواد، حيث تنكسر الروابط القديمة وتتشكل روابط جديدة بين الذرات.

يجب التمييز بين التفاعلات الكيميائية التفاعلات النووية.ونتيجة للتفاعل الكيميائي، فإن العدد الإجمالي لذرات كل عنصر كيميائي وتركيبه النظائري لا يتغير. التفاعلات النووية مسألة مختلفة - عمليات تحويل النوى الذرية نتيجة لتفاعلها مع النوى الأخرى أو الجزيئات الأولية، على سبيل المثال، تحويل الألومنيوم إلى المغنيسيوم:

$↙(13)↖(27)(آل)+ ()↙(1)↖(1)(H)=()↙(12)↖(24)(ملغ)+()↙(2)↖(4 )(هو)$

تصنيف التفاعلات الكيميائية متعدد الأوجه، أي. يمكن أن يعتمد على ميزات مختلفة. ولكن أي من هذه الخصائص يمكن أن تشمل التفاعلات بين المواد غير العضوية والعضوية.

دعونا نفكر في تصنيف التفاعلات الكيميائية وفقًا لمعايير مختلفة.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب عدد المواد المتفاعلة وتركيبها. التفاعلات التي تحدث دون تغيير في تركيب المادة

في الكيمياء غير العضوية، تشمل هذه التفاعلات عمليات الحصول على تعديلات تآصلية لعنصر كيميائي واحد، على سبيل المثال:

$С_((جرافيت))⇄С_((الماس))$

$S_((المعيني))⇄S_((أحادي الميل))$

$Р_((أبيض))⇄Р_((أحمر))$

$Sn_((قصدير أبيض))⇄Sn_((قصدير رمادي))$

$3О_(2(أكسجين))⇄2О_(3(أوزون))$.

في الكيمياء العضوية، يمكن أن يشمل هذا النوع من التفاعل تفاعلات الأيزومرة، التي تحدث دون تغيير ليس فقط في التركيب النوعي، ولكن أيضًا في التركيب الكمي لجزيئات المواد، على سبيل المثال:

1. ايزومرة الألكانات.

إن تفاعل الأيزومرة للألكانات له أهمية عملية كبيرة، لأنه الهيدروكربونات ذات البنية المتساوية لديها قدرة أقل على الانفجار.

2. ايزومرة الألكينات.

3. إيزومرة الألكين(رد فعل أ. إي. فافورسكي).

4. ايزومرة الهالوكانات(إي فافورسكي).

5. إيزومرة سيانات الأمونيوم بالتسخين.

تم تصنيع اليوريا لأول مرة بواسطة F. Wöhler في عام 1882 عن طريق أيزومرة سيانات الأمونيوم عند تسخينها.

التفاعلات التي تحدث مع تغير في تركيب المادة

يمكن تمييز أربعة أنواع من هذه التفاعلات: التركيب والتحلل والاستبدال والتبادل.

1. التفاعلات المركبة- هي التفاعلات التي تتشكل فيها مادة معقدة واحدة من مادتين أو أكثر.

في الكيمياء غير العضوية، يمكن النظر في المجموعة الكاملة للتفاعلات المركبة باستخدام مثال تفاعلات إنتاج حمض الكبريتيك من الكبريت:

1) الحصول على أكسيد الكبريت (IV):

$S+O_2=SO_2$ - تتكون المادة المعقدة من مادتين بسيطتين؛

2) الحصول على أكسيد الكبريت (VI):

$2SO_2+O_2(⇄)↖(t,p,cat.)2SO_3$ - تتكون مادة معقدة واحدة من مواد بسيطة ومعقدة؛

3) الحصول على حامض الكبريتيك:

$SO_3+H_2O=H_2SO_4$ - مادتان معقدتان تشكلان مادة معقدة واحدة.

مثال على التفاعل المركب الذي تتشكل فيه مادة معقدة واحدة من أكثر من مادتين أوليتين هو المرحلة النهائية لإنتاج حمض النيتريك:

$4NO_2+O_2+2H_2O=4HNO_3$.

في الكيمياء العضوية، تسمى تفاعلات الانضمام عادةً تفاعلات الإضافة. يمكن النظر في مجموعة كاملة من هذه التفاعلات باستخدام مثال كتلة من التفاعلات التي تميز خصائص المواد غير المشبعة، على سبيل المثال الإيثيلين:

1) تفاعل الهدرجة - إضافة الهيدروجين:

$CH_2(=)↙(الإيثين)CH_2+H_2(→)↖(ني,t°)CH_3(-)↙(الإيثان)CH_3;$

2) تفاعل الماء - إضافة الماء:

$CH_2(=)↙(إيثين)CH_2+H_2O(→)↖(H_3PO_4,t°)(C_2H_5OH)↙(إيثانول);$

3) تفاعل البلمرة:

$(nCH_2=CH_2)↙(إيثيلين)(→)↖(p,cat.,t°)((-CH_2-CH_2-)_n)↙(بولي إيثيلين)$

2. تفاعلات التحلل- هي تفاعلات تتكون فيها عدة مواد جديدة من مادة معقدة واحدة.

في الكيمياء غير العضوية، يمكن النظر في مجموعة كاملة من هذه التفاعلات باستخدام مثال كتلة من التفاعلات لإنتاج الأكسجين بالطرق المخبرية:

1) تحلل أكسيد الزئبق (II):

$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$ - يتكون اثنان من العناصر البسيطة من مادة واحدة معقدة؛

2) تحلل نترات البوتاسيوم :

$2KNO_3(→)↖(t°)2KNO_2+O_2$ - من مادة معقدة واحدة تتشكل مادة بسيطة ومركبة واحدة؛

3) تحلل برمنجنات البوتاسيوم:

$2KMnO_4(→)↖(t°)K_2MnO_4+MnO_2+O_2$ - من مادة معقدة واحدة يتم تشكيل اثنتين معقدتين وواحدة بسيطة، أي. ثلاث مواد جديدة.

في الكيمياء العضوية، يمكن اعتبار تفاعلات التحلل باستخدام مثال كتلة من التفاعلات لإنتاج الإيثيلين في المختبر والصناعة:

1) تفاعل الجفاف (إزالة الماء) من الإيثانول:

$C_2H_5OH(→)↖(H_2SO_4,t°)CH_2=CH_2+H_2O;$

2) تفاعل نزع الهيدروجين (إزالة الهيدروجين) للإيثان:

$CH_3—CH_3(→)↖(Cr_2O_3,500 درجة مئوية)CH_2=CH_2+H_2;$

3) تفاعل تكسير البروبان:

$CH_3-CH_2CH_3(→)↖(t°)CH_2=CH_2+CH_4.$

3. ردود الفعل الاستبدال- هي تفاعلات تحل فيها ذرات مادة بسيطة محل ذرات عنصر في مادة معقدة.

في الكيمياء غير العضوية، مثال على هذه العمليات هو كتلة من التفاعلات التي تميز خصائص المعادن، على سبيل المثال:

1) تفاعل الفلزات القلوية والقلوية الأرضية مع الماء:

$2Na+2H_2O=2NaOH+H_2$

2) تفاعل المعادن مع الأحماض في المحلول:

$Zn+2HCl=ZnCl_2+H_2$;

3) تفاعل المعادن مع الأملاح في المحلول :

$Fe+CuSO_4=FeSO_4+Cu;$

4) الحرارة المعدنية:

$2Al+Cr_2O_3(→)↖(t°)Al_2O_3+2Cr$.

إن موضوع دراسة الكيمياء العضوية ليس مواد بسيطة، بل مركبات فقط. لذلك، كمثال على تفاعل الاستبدال، نقدم الخاصية الأكثر تميزًا للمركبات المشبعة، وخاصة الميثان، وهي قدرة ذرات الهيدروجين الموجودة فيه على استبدال ذرات الهالوجين:

$CH_4+Cl_2(→)↖(hν)(CH_3Cl)↙(كلوروميثان)+HCl$,

$CH_3Cl+Cl_2→(CH_2Cl_2)↙(ثنائي كلورو ميثان)+HCl$,

$CH_2Cl_2+Cl_2→(CHCl_3)↙(ثلاثي كلورو ميثان)+HCl$,

$CHCl_3+Cl_2→(CCl_4)↙(رابع كلوريد الكربون)+HCl$.

مثال آخر هو معالجة المركب العطري بالبروم (البنزين والتولوين والأنيلين):

دعونا ننتبه إلى خصوصية تفاعلات الاستبدال في المواد العضوية: نتيجة لمثل هذه التفاعلات، لا تتشكل مادة بسيطة ومعقدة، كما هو الحال في الكيمياء غير العضوية، ولكن مادتين معقدتين.

في الكيمياء العضوية، تتضمن تفاعلات الاستبدال أيضًا بعض التفاعلات بين مادتين معقدتين، على سبيل المثال، نترات البنزين:

$C_6H_6+(HNO_3)↙(البنزين)(→)↖(H_2SO_4(conc.),t°)(C_6H_5NO_2)↙(النيتروبنزين)+H_2O$

إنه رد فعل تبادلي رسميًا. حقيقة أن هذا رد فعل استبدالي تصبح واضحة فقط عند النظر في آليته.

4. تبادل ردود الفعل- هذه هي التفاعلات التي يتم فيها تبادل مادتين معقدتين الأجزاء المكونة لهما.

تميز هذه التفاعلات خصائص الشوارد، وفي المحاليل تتم وفقًا لقاعدة بيرثوليت، أي. فقط إذا كانت النتيجة هي تكوين راسب أو غاز أو مادة متفككة قليلاً (على سبيل المثال، $H_2O$).

في الكيمياء غير العضوية، يمكن أن يكون هذا عبارة عن كتلة من التفاعلات التي تميز، على سبيل المثال، خصائص القلويات:

1) تفاعل التعادل الذي يحدث مع تكوين الملح والماء:

$NaOH+HNO_3=NaNO_3+H_2O$

أو في الشكل الأيوني:

$OH^(-)+H^(+)=H_2O$;

2) التفاعل بين القلويات والملح الذي يحدث مع تكوين الغاز:

$2NH_4Cl+Ca(OH)_2=CaCl_2+2NH_3+2H_2O$

أو في الشكل الأيوني:

$NH_4^(+)+OH^(-)=NH_3+H_2O$;

3) التفاعل بين القلويات والملح الذي يحدث مع تكوين راسب:

$CuSO_4+2KOH=Cu(OH)_2↓+K_2SO_4$

أو في الشكل الأيوني:

$Cu^(2+)+2OH^(-)=Cu(OH)_2↓$

في الكيمياء العضوية، يمكننا أن نعتبر مجموعة من التفاعلات التي تميز، على سبيل المثال، خصائص حمض الأسيتيك:

1) التفاعل الذي يحدث مع تكوين إلكتروليت ضعيف - $H_2O$:

$CH_3COOH+NaOH⇄NaCH_3COO+H_2O$

$CH_3COOH+OH^(-)⇄CH_3COO^(-)+H_2O$;

2) التفاعل الذي يحدث مع تكوين الغاز:

$2CH_3COOH+CaCO_3=2CH_3COO^(-)+Ca^(2+)+CO_2+H_2O$;

3) التفاعل الذي يحدث مع تكوين الراسب:

$2CH_3COOH+K_2SiO_3=2KCH_3COO+H_2SiO_3↓$

$2CH_3COOH+SiO_3^(−)=2CH_3COO^(−)+H_2SiO_3↓$.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب التغيرات في حالات أكسدة العناصر الكيميائية المكونة للمواد

التفاعلات التي تحدث مع تغير حالات أكسدة العناصر، أو تفاعلات الأكسدة والاختزال.

وتشمل هذه العديد من التفاعلات، بما في ذلك جميع تفاعلات الاستبدال، بالإضافة إلى تفاعلات التجميع والتحلل التي تحتوي على مادة بسيطة واحدة على الأقل، على سبيل المثال:

1.$(ملغ)↖(0)+(2H)↖(+1)+SO_4^(-2)=(ملغ)↖(+2)SO_4+(H_2)↖(0)$

$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(عامل اختزال)(→)↖(أكسدة)(Mg)↖(+2)$

$((2H)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(المؤكسد)(→)↖(تقليل)(H_2)↖(0)$

2.$(2 ملغ)↖(0)+(O_2)↖(0)=(2 ملغ)↖(+2)(O)↖(-2)$

$((Mg)↖(0)-2(e)↖(-))↙(عامل اختزال)(→)↖(أكسدة)(Mg)↖(+2)|4|2$

$((O_2)↖(0)+4(e)↖(-))↙(المؤكسد)(→)↖(تقليل)(2O)↖(-2)|2|1$

كما تتذكر، يتم تجميع تفاعلات الأكسدة والاختزال المعقدة باستخدام طريقة توازن الإلكترون:

$(2Fe)↖(0)+6H_2(S)↖(+6)O_(4(k))=(Fe_2)↖(+3)(SO_4)_3+3(S)↖(+4)O_2+ 6H_2O $

$((Fe)↖(0)-3(e)↖(-))↙(عامل اختزال)(→)↖(أكسدة)(Fe)↖(+3)|2$

$((S)↖(+6)+2(e)↖(-))↙(مؤكسد)(→)↖(تقليل)(S)↖(+4)|3$

في الكيمياء العضوية، من الأمثلة الصارخة على تفاعلات الأكسدة والاختزال خصائص الألدهيدات:

1. يتم اختزال الألدهيدات إلى الكحولات المقابلة:

$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(H_2)↖(0))↙(\text"اسيتيكالديهايد") ( →)↖(ني،t°)(CH_3-(C)↖(-1)(H_2)↖(+1)(O)↖(-2)(H)↖(+1))↙(\text " الكحول الإيثيلي")$

$((C)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(المؤكسد)(→)↖(تقليل)(C)↖(-1)|1$

$((H_2)↖(0)-2(e)↖(-))↙(عامل اختزال)(→)↖(أكسدة)2(H)↖(+1)|1$

2. تتأكسد الألدهيدات إلى الأحماض المقابلة:

$(CH_3-(C)↖(+1) ()↖(O↖(-2))↙(H↖(+1))+(Ag_2)↖(+1)(O)↖(-2)) ↙(\نص "اسيتيكالديهايد"))(→)↖(t°)(CH_3-(Ag)↖(0)(C)↖(+3)(O)↖(-2)(OH)↖(-2 +1)+2(Ag)↖(0)↓)↙(\text"الكحول الإيثيلي")$

$((C)↖(+1)-2(e)↖(-))↙(عامل اختزال)(→)↖(أكسدة)(C)↖(+3)|1$

$(2(Ag)↖(+1)+2(e)↖(-))↙(المؤكسد)(→)↖(تقليل)2(Ag)↖(0)|1$

التفاعلات التي تحدث دون تغيير حالات الأكسدة للعناصر الكيميائية.

وتشمل هذه، على سبيل المثال، جميع تفاعلات التبادل الأيوني، وكذلك:

• العديد من التفاعلات المركبة:

$Li_2O+H_2O=2LiOH;$

• العديد من تفاعلات التحلل:

$2Fe(OH)_3(→)↖(t°)Fe_2O_3+3H_2O;$

• تفاعلات الأسترة:

$HCOOH+CH_3OH⇄HCOOCH_3+H_2O$.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب التأثير الحراري

بناءً على التأثير الحراري، تنقسم التفاعلات إلى طاردة للحرارة وماصة للحرارة.

التفاعلات الطاردة للحرارة.

تحدث هذه التفاعلات مع إطلاق الطاقة.

وتشمل هذه جميع التفاعلات المركبة تقريبًا. الاستثناء النادر هو التفاعل الماص للحرارة لتخليق أكسيد النيتريك (II) من النيتروجين والأكسجين وتفاعل غاز الهيدروجين مع اليود الصلب:

$N_2+O_2=2NO - س$،

$H_(2(g))+I(2(t))=2HI - Q$.

تصنف التفاعلات الطاردة للحرارة التي تحدث مع إطلاق الضوء على أنها تفاعلات احتراق، على سبيل المثال:

$4P+5O_2=2P_2O_5+Q,$

$CH_4+2O_2=CO_2+2H_2O+Q$.

تعتبر هدرجة الإيثيلين مثالاً على التفاعل الطارد للحرارة:

$CH_2=CH_2+H_2(→)↖(حزب العمال)CH_3-CH_3+Q$

يعمل في درجة حرارة الغرفة.

ردود الفعل الماصة للحرارة

تحدث هذه التفاعلات مع امتصاص الطاقة.

ومن الواضح أن هذه تشمل جميع تفاعلات التحلل تقريبًا، على سبيل المثال:

أ) تكليس الحجر الجيري:

$CaCO_3(→)↖(t°)CaO+CO_2-Q;$

ب) تكسير البوتان:

تسمى كمية الطاقة المنطلقة أو الممتصة نتيجة للتفاعل التأثير الحراري للتفاعل، وتسمى معادلة التفاعل الكيميائي الدالة على هذا التأثير المعادلة الكيميائية الحرارية، على سبيل المثال:

$H_(2(g))+Cl_(2(g))=2HCl_((g))+92.3 كيلوجول,$

$N_(2(g))+O_(2(g))=2NO_((g)) - 90.4 كيلوجول$.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب حالة تجمع المواد المتفاعلة (تكوين الطور)

ردود الفعل غير المتجانسة.

هذه هي التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل في حالات تجميع مختلفة (في مراحل مختلفة):

$2Al_((t))+3CuCl_(2(sol))=3Cu_((t))+2AlCl_(3(sol))$,

$CaC_(2(t))+2H_2O_((l))=C_2H_2+Ca(OH)_(2(حل))$.

ردود فعل متجانسة.

هذه هي التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة ومنتجات التفاعل في نفس حالة التجميع (في نفس المرحلة):

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب مشاركة المحفز

التفاعلات غير التحفيزية.

تحدث تفاعلات غير محفزة دون مشاركة محفز:

$2HgO(→)↖(t°)2Hg+O_2$,

$C_2H_4+3O_2(→)↖(t°)2CO_2+2H_2O$.

ردود الفعل المحفزة.

التفاعلات التحفيزية جارية بمشاركة محفز:

$2KClO_3(→)↖(MnO_2,t°)2KCl+3O_2,$

$(C_2H_5OH)↙(الإيثانول)(→)↖(H_2SO-4,t°)(CH_2=CH_2)↙(الإيثين)+H_2O$

نظرًا لأن جميع التفاعلات البيولوجية التي تحدث في خلايا الكائنات الحية تحدث بمشاركة محفزات بيولوجية خاصة ذات طبيعة بروتينية - الإنزيمات، فهي جميعها محفزة أو، بشكل أكثر دقة، الأنزيمية.

وتجدر الإشارة إلى أن أكثر من 70% من الصناعات الكيميائية تستخدم المواد الحفازة.

تصنيف التفاعلات الكيميائية حسب الاتجاه

ردود فعل لا رجعة فيها.

ردود فعل لا رجعة فيها تتدفق في ظل هذه الظروف في اتجاه واحد فقط.

وتشمل هذه جميع تفاعلات التبادل المصحوبة بتكوين راسب أو غاز أو مادة متفككة قليلاً (الماء)، وجميع تفاعلات الاحتراق.

ردود فعل عكسية.

تتم التفاعلات العكسية في ظل هذه الظروف في وقت واحد في اتجاهين متعاكسين.

الغالبية العظمى من ردود الفعل هذه هي.

في الكيمياء العضوية، تنعكس علامة الانعكاس من خلال متضادات العمليات:

• الهدرجة - نزع الهيدروجين.
• الماء - الجفاف.
• البلمرة - إزالة البلمرة.

جميع تفاعلات الأسترة (العملية المعاكسة، كما تعلمون، تسمى التحلل المائي) والتحلل المائي للبروتينات والاسترات والكربوهيدرات والنيوكليوتيدات قابلة للعكس. إن القابلية للانعكاس تكمن وراء أهم عملية في الكائن الحي - عملية التمثيل الغذائي.

>> الكيمياء: أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية

يمكن تقسيم تفاعلات المواد العضوية رسميًا إلى أربعة أنواع رئيسية: الاستبدال، والإضافة، والإزالة (الإزالة)، وإعادة الترتيب (الأيزومرة). ومن الواضح أن المجموعة الكاملة لتفاعلات المركبات العضوية لا يمكن اختزالها في إطار التصنيف المقترح (على سبيل المثال، تفاعلات الاحتراق). ومع ذلك، فإن هذا التصنيف سيساعد في إنشاء تشبيهات مع تصنيفات التفاعلات التي تحدث بين المواد غير العضوية، والتي هي مألوفة لك بالفعل من مسار الكيمياء غير العضوية.

عادة، يُطلق على المركب العضوي الرئيسي المشارك في التفاعل اسم الركيزة، ويعتبر المكون الآخر للتفاعل تقليديًا هو المادة المتفاعلة.

ردود الفعل الاستبدال

التفاعلات التي تؤدي إلى استبدال ذرة واحدة أو مجموعة ذرات في الجزيء الأصلي (الركيزة) بذرات أو مجموعات ذرات أخرى تسمى تفاعلات الاستبدال.

تشتمل تفاعلات الاستبدال على مركبات مشبعة وعطرية، مثل الألكانات أو الألكانات الحلقية أو الأرينات.

دعونا نعطي أمثلة على ردود الفعل هذه.

يمكن تقسيم تفاعلات المواد العضوية رسميًا إلى أربعة أنواع رئيسية: الاستبدال، والإضافة، والإزالة (الإزالة)، وإعادة الترتيب (الأيزومرة). ومن الواضح أن المجموعة الكاملة لتفاعلات المركبات العضوية لا يمكن اختزالها في إطار التصنيف المقترح (على سبيل المثال، تفاعلات الاحتراق). ومع ذلك، فإن هذا التصنيف سيساعد في إنشاء تشبيهات مع تصنيفات التفاعلات التي تحدث بين المواد غير العضوية، والتي هي مألوفة لك بالفعل من مسار الكيمياء غير العضوية.

عادة، يُطلق على المركب العضوي الرئيسي المشارك في التفاعل اسم الركيزة، ويعتبر المكون الآخر للتفاعل تقليديًا هو المادة المتفاعلة.

ردود الفعل الاستبدال

التفاعلات التي تؤدي إلى استبدال ذرة واحدة أو مجموعة ذرات في الجزيء الأصلي (الركيزة) بذرات أو مجموعات ذرات أخرى تسمى تفاعلات الاستبدال.

تشتمل تفاعلات الاستبدال على مركبات مشبعة وعطرية، مثل الألكانات أو الألكانات الحلقية أو الأرينات.

دعونا نعطي أمثلة على ردود الفعل هذه.

تحت تأثير الضوء يمكن استبدال ذرات الهيدروجين الموجودة في جزيء الميثان بذرات الهالوجين، مثل ذرات الكلور:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + حمض الهيدروكلوريك

مثال آخر على استبدال الهيدروجين بالهالوجين هو تحويل البنزين إلى بروموبنزين:

بهذا الشكل من الكتابة، تُكتب الكواشف والمحفزات وظروف التفاعل فوق السهم، وتُكتب نواتج التفاعل غير العضوية أسفله.

تفاعلات الإضافة

التفاعلات التي يتم فيها دمج جزيئين أو أكثر من المواد المتفاعلة في واحد تسمى تفاعلات الإضافة.

تخضع المركبات غير المشبعة، مثل الألكينات أو الألكاينات، لتفاعلات إضافة. اعتمادًا على الجزيء الذي يعمل ككاشف، يتم التمييز بين تفاعلات الهدرجة (أو الاختزال)، والهلجنة، والهدرجة الهيدروجينية، والترطيب وتفاعلات الإضافة الأخرى. كل واحد منهم يتطلب شروط معينة.

1 . الهدرجة - تفاعل إضافة جزيء الهيدروجين من خلال رابطة متعددة:

CH3-CH = CH2 + H2 → CH3-CH2-CH3

البروبان البروبان

2 . الهلجنة الهيدروجينية - تفاعل إضافة هاليد الهيدروجين (على سبيل المثال، الكلورة الهيدروجينية):

CH2=CH2 + حمض الهيدروكلوريك → CH3-CH2-Cl

إيثين كلورو إيثان

3 . الهلجنة - تفاعل إضافة الهالوجين (على سبيل المثال، الكلورة):

CH2=CH2 + Cl2 → CH2Cl-CH2Cl

الإيثين 1،2 ثنائي كلورو إيثان

4 . البلمرة - نوع خاص من تفاعل الإضافة حيث تتحد جزيئات المادة ذات الوزن الجزيئي الصغير مع بعضها البعض لتكوين جزيئات مادة ذات وزن جزيئي مرتفع جدًا - الجزيئات الكبيرة.

تفاعلات البلمرة - هذه هي عمليات دمج العديد من جزيئات مادة منخفضة الجزيئية (مونومر) في جزيئات كبيرة (جزيئات كبيرة) من البوليمر.

مثال على تفاعل البلمرة هو إنتاج البولي إيثيلين من الإيثيلين (الإيثين) تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية وبادئ البلمرة الجذري R.

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية

ردود الفعل الإزالة

التفاعلات التي تؤدي إلى تكوين جزيئات عدة مواد جديدة من جزيء من المركب الأصلي تسمى تفاعلات الإزالة أو الإزالة.

ومن أمثلة هذه التفاعلات إنتاج الإيثيلين من مواد عضوية مختلفة.

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية

من بين تفاعلات الإزالة أهمية خاصة هو تفاعل الانقسام الحراري للهيدروكربونات، والذي يعتمد عليه تكسير الألكانات - وهي العملية التكنولوجية الأكثر أهمية:

في معظم الحالات، يؤدي انقسام جزيء صغير من جزيء المادة الأم إلى تكوين رابطة n إضافية بين الذرات. تحدث تفاعلات الإزالة في ظل ظروف معينة ومع كواشف معينة. المعادلات المعطاة تعكس فقط النتيجة النهائية لهذه التحولات.

تفاعلات الأيزومرة

التفاعلات الناتجة عن تكوين جزيئات مادة واحدة من جزيئات مواد أخرى لها نفس التركيب النوعي والكمي، أي بنفس الصيغة الجزيئية، تسمى تفاعلات الأيزومرة.

مثال على هذا التفاعل هو أيزومرة الهيكل الكربوني للألكانات الخطية إلى ألكانات متفرعة، والتي تحدث على كلوريد الألومنيوم عند درجة حرارة عالية:

أنواع التفاعلات الكيميائية في الكيمياء العضوية

1 . ما هو نوع ردة الفعل هذه:

أ) الحصول على الكلوروميثان من الميثان؛

ب) الحصول على البروموبنزين من البنزين؛

ج) إنتاج كلورو الإيثان من الإيثيلين؛

د) إنتاج الإيثيلين من الإيثانول.

ه) تحويل البيوتان إلى الأيزوبيوتان؛

و) نزع الهيدروجين من الإيثان؛

ز) تحويل البروموثان إلى إيثانول؟

2 . ما هي التفاعلات النموذجية لـ: أ) الألكانات؛ ب) الألكينات؟ أعط أمثلة على ردود الفعل.

3 . ما هي ملامح تفاعلات الأيزومرة؟ ما الذي تشترك فيه مع التفاعلات التي تنتج تعديلات تآصلية لعنصر كيميائي واحد؟ أعط أمثلة.

4. في أي تفاعلات (الإضافة، الاستبدال، الإزالة، الأيزومرة) يكون الوزن الجزيئي للمركب البادئ:

أ) يزيد؛

ب) يتناقص.

ج) لا يتغير؛

د) هل يزيد أم ينقص حسب الكاشف؟