chemické reakce

• Chemické reakce

  = děj, při kterém výchozí látky zanikají a tvoří se jiné látky, atomy nevznikají, ani nezanikají, pouze se přeskupují. REAKTANTY = výchozí látky, které vstupují do reakce. PRODUKTY = látky nově vzniklé, vystupující z CHR 
• Chemická rovnice – popisuje CHR, která vyjadřuje počáteční a konečný stav reakční soustavy

   

  • Zvratná reakce –r., při níž současně s přímou CHR probíhá i reakce zpětná
  • Přímá reakce - směřuje ke vzniku produktů
  • Zpětná reakce – produkty reagují za vzniku výchozích látek
• Význam chemické rovnice

  1. Specifikuje výchozí látky a produkty
  2. Určuje počty molekul reagujících částic
  3. Určuje látková množství reagujících částic
• Typy chemických reakcí Podle jevového popisu (vnějších změn při reakci)

  1. Podle jevového popisu (vnějších změn při reakci)
  2. SYNTÉZA (skladná, syntetická r.) - jednodušší látky se slučují a vnikají složitější

  2 Na + Cl2 → 2 NaCl

  N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
• 1. Typy chemických reakcí Podle jevového popisu (vnějších změn při reakci)

  ANALÝZA (rozkladná reakce) - složitější látky se štěpí na jednodušší

  CaCO3 (s) → CO2 (g) + CaO (s)  2 HgO (s) → O2 (g) + 2 Hg (l)
• 1. Typy chemických reakcí Podle jevového popisu (vnějších změn při reakci)

  VYTĚSŇOVÁNÍ (substituční, záměnná reakce) - jeden reaktant vytěsňuje z druhého reaktantu (sloučeniny) atom nebo funkční skupinu

   2 HCl (aq) + Zn (s) → H2 (g) + ZnCl2 (aq) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
• 1. Typy chemických reakcí Podle jevového popisu (vnějších změn při reakci)

  PODVOJNÁ ZÁMĚNA (konverze) - spojení dvou vytěsňovacích (substitučních) reakcí

  H2SO4 (aq) + 2 KOH (aq) → 2 H2O (l) + K2SO4 (aq)    

  2 NaCl (aq) + H2SO4 (aq) → 2 HCl (aq) + Na2SO4 (aq)
• 1. Podle chemického děje (druhu přenášených částic)
  2. ACIDOBAZICKÉ (protolytické) - dochází k přenosu H+, odštěpuje kyselina a přijímá zásada

     2 KOH (aq) + H2SO4 (aq) → K2SO4 (aq) + 2 H2O (l) 

    HNO3 (aq) + KOH (aq) → H2O (l) + KNO3 (aq)
• Podle chemického děje (druhu přenášených částic

  OXIDAČNĚ-REDUKČNÍ (redoxní) - dochází k přenosu elektronů mezi reakčními složkami, určité atomy elektrony odevzdají – tím se oxidují, a současně jiné elektrony přijmou – redukují se

  Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu

  CuII + 2 e- → Cu0 (redukce) -oxidační číslo se snižuje

  Zn0 - 2 e- → ZnII (oxidace) -oxidační číslo se zvyšuje
• 1. Podle chemického děje (druhu přenášených částic)
  2. KOORDINAČNÍ (komplexotvorné) - dochází k přenosu celých skupin atomů a vzniku koordinačních (komplexních) skupin

  CuSO4 +  5 H2O → [Cu(H2O)4]SO4 *H2O
• 1. Podle chemického děje (druhu přenášených částic)
  2. SRÁŽECÍ

  AgNO3 + KI → AgI ↓ + KNO3
• 1. Podle fáze VL a P (fází v reakční směsi)
  2. Homogenní -jedna fáze (většinou plynné nebo kapalné; redoxní, acidobazické, koordinační)

  N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)

  1. Heterogenní -rúzné fáze (srážecí)

  BaCl2 (aq) + H2SO4 (aq) → 2 HCl (aq) + BaSO4 ↓ (s)
• 1. Typy chemických reakcí v organické chemii
  2. Podle vnějších změn
  3. SUBSTITUCE - nahrazení, záměna (S)

  CH3CH3 (g) + Cl2 (g) → CH3CH2Cl (g) + HCl (g)
• 1. Typy chemických reakcí v organické chemii
  2. Podle vnějších změnADICE - snižování násobných vazeb přidáním molekuly jiné látky (A)
  3. Markovníkovo pravidlo
• 1. Typy chemických reakcí v organické chemii
  2. Podle vnějších změn - ELIMINACE - zvětšování násobnosti vazeb, opak adice(E)
  3. Zajecovovo pravidlo
• 1. Typy chemických reakcí v organické chemii
  2. Podle vnějších změn - PŘESMYK - dochází k přeskupení atomu nebo přesunu vazeb uvnitř molekuly
• vznik chemických reakcí Podle vazebných změn

  1. Štěpení

  • Homolytické (souměrné) - radikály
  • Heterolytické (nesouměrné) -ionty

  1. Vznik vazeb

  • Koligace
  • Koordinace
  • Současný vnik a zánik vazeb
• vznik ch rea

  1. Podle typu reagujících částic
  2. Radikály: čístice s volným elektronem  R  , jsou nestálé -> značené reaktivní
  3. Ionty: E+ = elektrofil,  Nu-  = nukleofil; vznikají v polárních rozpouštědlech
• Činidla v organické chemii

  1. Radikál: H , Cl , OH , R , (alkyl)
  2. Ionty
  3. E+ (H+, Cl+, CH3+, NH2+)-> místa s nejvyšší elektronovou hustotou (má elektronový deficit), reagují s můstky v molekule
  4. Nu- (OH-, NH2-), Nu (H2O, R-NH-R) - částice s nadbytkem elektronů (anionty nebo neutrální molekuly), nejmenší elektronová hustota

  Mechanismy 

  • Radikálový (Sr)
  • Elektrofilní (Ae, Se)
  • Nukleofilní (Sn)
• Mechanismus reakce

  1. Sr u alkanů

  • C-C, C-H : nepolární vazby, mají velikou energii
  • Štěpení vazeb: vysoké teploty, UV záření, případně vazby, peroxidového charakteru => vznik radikálů
• 1. INICIACE = zahájení

  X – X --> X  +  X

  Radikály činidla (vazba C-C, C-H se neštěpí -> má vysokou teplotu)

  1. PROPAGACE = šíření

   X +   C – H   --> HX +  C     ...organický radikál

    C  +  X – X -->   C – X  +  X 

  1. TERMINACE = ukončení (snížení teploty, inhibitory)

   C  +  X -->   C – X

  X  +  X --> X – X

   C  +  C   -->   C – X 

  • Halogenace, nitrace, sulfonace (  SO3H), sulfochlorace (  SO2Cl)

  1. Se u arenů

  • Reakce na aromatickém jádře
• • Nitrace (HNO3 + H2SO4) - introniový iont NO2+
  • Sulfonace (2H2SO4, SO3, oleum) - SO3H+
  • Halogenace (I2, Br2. Cl2, ne F2; katalyzátorem Lewisovská kapalina)
  • Friefel-Craftsovy alkylace (alken, halogenuklovodík, alkohol; katalyzátorem Lewinsovksá kapalina)
  • Friedel-Craftsovy acylace (acyl z halogenidů karboxyl. Kyselin nebo anhydridů; vznikají ketony)