4. Chemické reakce copy

4.Chemické reakce

• chemický děj, reaktanty, meziprodukty, produkty

• rozdělení reakcí podle různých hledisek, reakční schéma x chemická rovnice, stechiometrické koeficienty

• srážková teorie, aktivovaný komplex, aktivační energie

• faktory ovlivňující rychlost reakce (katalýza)

• reakční teplo Qm, rozdělení termochemických reakcí, termochemické zákony

• Guldberg-Waageův zákon, dynamická rovnováha, rovnovážná konstanta, Le Chatelier – Brownův princip akce a reakce

• disociace, disociační konstanta

Chemický děj

• chemická reakce = děj, při kterém zanikají chemické vazby mezi výchozími látkami a vznikají mezi produkty

• reaktanty (substrát, výchozí látky) = látky, které do reakce vstupují

• meziprodukty = látky, které vznikají při reakci, a poté zase zanikají při vstupu do další části reakce

• produkty = látky, které z reakce vystupují

Rozdělení reakcí podle různých hledisek

1. Podle reakčního mechanismu

   ADICE

   • reakce, při níž dochází k snižování násobnosti vazeb

     • dvojná na jednoduchou

     • trojná na dvojnou nebo jednoduchou

   • Elektrofilní adice

     • elektrofil reaguje s π-elektrony násobných vazeb

     • elektrofil = částice s nedostatkem elektronů (fil – miluje elektrony)

       • má kladný/částečně kladný náboj (např. Na+, H+ - má vakantní orbital)

     • př. reakce: adice halogenvodíků na alkeny nebo alkyny (CH2CH2 + HBr → CH3CH2Br)

   • Nukleofilní adice

     • nukleofil reaguje s vodíkem ve vazbě, který má částečně kladný náboj

     • nukleofil = částice s přebytkem elektronů

       • má záporný/částečně záporný náboj (např. Cl-, H2O – má 2 volné el. páry)

       • H2O – má právě částečně záporný náboj na kyslíku

     • typické pro karbonylové sloučeniny

     • př. reakce: oxidace aldehydu na karboxylovou kyselinu (CH2O HCOOH)

       ELIMINACE

   • opak adice

   • reakce, při níž dochází ke vzniku násobné vazby

   • př. dehydratace, dehydrogenace, dehydrohalogenace

     SUBSTITUCE

   • atom nebo skupina atomů zaměněna za jiný atom nebo skupinu atomů

   • násobnost vazby se nemění

   • Radikálová substituce

     • dochází k nahrazení (substituci) vodíku za radikál jiného prvku

     • př. chlorace uhlovodíku

   • Elektrofilní substituce (SE)

     • elektrofil nahrazuje jinou elektrofilní funkční skupinu

     • př. nitrace arenů (NO2 nahrazuje H) (vodík má trochu nižší elektronegativitu než uhlík, proto elektrofilní)

   • Nukleofilní substituce (SN)

     • nukleofil nahrazuje jinou nukleofilní funkční skupinu

     • př. halogenderivát + hydroxid

     • CH3CH2Br + NaOH -> CH3CH2OH + NaBr

PŘESMYK

• izomerační reakce, změna struktury, bez změny složení

Podle fáze (skupenství) reaktantů

• HOMOGENNÍ REAKCE

  • reaktanty mají stejnou fázi: jsou ve stejném skupenství

  • H2 (g) + I2 (g) → 2 HI (g)

• HETEROGENNÍ REAKCE

  • reaktanty mají odlišné fáze: jsou v jiných skupenstvích

  • reakce probíhá na jejich fázovém rozhraní

  • 2 HCl (aq) + Zn (s) → ZnCl2 (aq) + H2 (g)

Podle vnějších změn při reakci

1. syntéza (skladná reakce)

   • jednodušší látky -> složitější látky

   • N2 + 3H2 → 2 NH3

2. analýza (rozkladná reakce)

   • složitější látky -> jednodušší látky

   • CaCO3 → CaO + CO2

3. vytěsňovací reakce (substituční reakce)

   • část molekuly je nahrazena za jiný atom nebo skupinu atomů

   • CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu

4. konverze (podvojná záměna)

   • dvě látky si vymění atomy/funkční skupiny (jakoby dvě substituce)

   • NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl