Obsah
Elektróny obiehajúce okolo jadra atómu sú zodpovedné za schopnosť týchto atómov zúčastňovať sa chemických reakcií. Všetky druhy chemických látok môžu navzájom reagovať, od jednoduchých atómov alebo iónov až po komplexné zlúčeniny. Chemické reakcie sa môžu uskutočňovať radom rôznych mechanizmov a jednorazové substitučné reakcie sú jednou zo skupín reakčných typov.
Chemické reakcie
Chemické reakcie sú základom všetkých životných procesov a tiež zmien v neživých aspektoch rôznych prostredí na celej planéte. Pri chemickej reakcii chemické látky, či už atómy, molekuly alebo komplikované zlúčeniny, vzájomne interagujú a podliehajú zmene na rôzne chemické druhy. Niektoré reakcie sa môžu vyskytnúť spontánne, bez prívodu energie, zatiaľ čo iné reakcie vyžadujú prekonanie energetickej bariéry skôr, ako reakcia môže pokračovať.
Typy reakcií
Existuje mnoho spôsobov, ako môžu chemické látky skutočne vzájomne interagovať počas chemickej reakcie. Pri syntéznych reakciách reagujú dve alebo viac chemických látok za vzniku novej chemickej zlúčeniny. Na druhej strane zložitejšia zlúčenina sa v skutočnosti rozkladá na dve alebo viac jednoduchších látok. Reakcie s jednoduchou a dvojitou substitúciou zahŕňajú výmenu chemických látok medzi reagujúcimi látkami, takže pôvodné reagujúce zlúčeniny sa stanú novými produktmi.
Jednorazová výmena
Jednorazové substitučné reakcie sú jednoduché reakcie formy A + BC poskytujú AC + B. Zlúčenina BC reaguje s prvkom A a dôjde k zmene, pričom prvok A nahradí prvok B v zlúčenine. Tieto reakcie vedú k vytvoreniu novej zlúčeniny, AC a k uvoľňovaniu prvku B. K jedinej substitučnej reakcii dôjde iba vtedy, keď je prvok, ktorý sa vytesňuje zo zlúčeniny, menej reaktívny ako prvok, ktorý vykonáva vytesnenie.
Anióny a katióny
Anióny sú atómy alebo molekuly, ktoré majú čistý záporný náboj, čo znamená, že atóm alebo molekula získala jeden alebo viac nabitých elektrónov od iného atómu alebo molekuly, takže teraz nesie prebytok záporného náboja. Na druhej strane katióny nesú kladný náboj, pretože stratili jeden alebo viac elektrónov a kladný náboj protónov v jadre nie je vyvážený. Katiónové a aniónové druhy môžu byť navzájom priťahované a pomocou iónovej väzby môžu tvoriť novú molekulu.
Jedna aniónová a katiónová náhrada
Pri aniónovej substitúcii anión reaguje s inou iónovou molekulou. Iónová molekula pozostáva z aniónu a katiónu a stráca svoj anión, pričom v priebehu reakcie je nahradená novým reagujúcim aniónom. Pri katiónovej substitúcii katión reaguje s iónovou molekulou zloženou z aniónu a katiónu a opäť dôjde k zmene, pričom nový katión nahradí starý katión. V oboch prípadoch je výsledkom nová iónová molekula a uvoľnenie druhu, ktorý bol nahradený.