جميع الأشياء الطبيعية أو الاصطناعية ، بما في ذلك البشر ، تتكون من ذرات تلتحم مع ذرات أخرى وتشكل جزيئات. لهذا يمكنهم استخدام أنواع مختلفة من الروابط الكيميائية. وفي هذه التقاطعات بالتحديد نجد مفتاح التفاعلات الكيميائية .
تتسبب بعض الظواهر في تكسير الروابط الكيميائية بين الذرات وإعادة تنظيمها ، مما يؤدي إلى ظهور مواد مختلفة. إذا نظرت حولك ، ستلاحظ أن هذه الأنواع من التفاعلات الكيميائية تحدث باستمرار. دون أن نذهب إلى أبعد من ذلك ، عندما نتنفس أو نطعم أنفسنا ، فإننا نزود خلايانا بعناصر كيميائية تتحول إلى طاقة (وعناصر أخرى) من خلال تفاعل كيميائي.
ما هو التفاعل الكيميائي؟
تعريف التفاعل الكيميائي بسيط جدًا. هو تكسر الروابط الكيميائية بين الذرات وتيشكل روابط جديدة. يشارك في هذه العملية نوعان من المواد تلك التي لدينا في البداية ونعرفها كمواد متفاعلة وتلك التي يتم الحصول عليها بعد التفاعل الكيميائي ، وتسمى المنتجات.
الفرق بين التغيير الفيزيائي والكيميائي
إن المواد من حولنا تتغير باستمرار. ومع ذلك ، هذا لا يعني دائمًا حدوث تفاعل كيميائي. هناك أيضًا تغييرات فيزيائية ، عندما تختلف الخواص الفيزيائية للمواد لكن خواصها الكيميائية لا تتغير. بعض الأمثلة على التغيرات الفيزيائية هي التغييرات في حالة المادة ، أو الخلائط ، أو المحاليل ، أو الفصل المادي للمواد.
من ناحية أخرى ، تغير التغيرات الكيميائية طبيعة المواد ، لأنها تغير تركيبها الجزيئي والروابط الكيميائية بين الذرات.
كيف يتم إجراء التفاعل الكيميائي؟
تحاول الذرات باستمرار الوصول إلى الحالة الأكثر استقرارًا الممكنة ، أي تلك التي تتطلب أقل قدر من الطاقة. لتحقيق ذلك ، يتفاعلون مع ذرات أخرى ، ويتبادلون أو يتشاركون الإلكترونات من خلال الروابط الكيميائية. لهذا السبب ، لا تتغير الذرات في تفاعل كيميائي. فقط أنواع الروابط الكيميائية التي تربطهم تتغير.
يجب أن تضع في اعتبارك أيضًا أنه لكي يحدث تفاعل كيميائي ، يجب أن تتصادم المواد المتفاعلة لأن الطاقة ضرورية لكسر الروابط الكيميائية بين الذرات.
أنواع التفاعلات الكيميائية والأمثلة
فيما يلي أنواع مختلفة من التفاعلات الكيميائية وأمثلة لمساعدتك على فهمها بسهولة:
1. التوليف أو تفاعلات الإضافة
في هذه التفاعلات الكيميائية ، تتحد مادتان أو أكثر (متفاعلات) لتشكيل مادة أخرى أكثر تعقيدًا (منتج). من الأمثلة اليومية الأمونيا ، التي تتكون من تفاعل اصطناعي بين النيتروجين والهيدروجين.
2. تفاعلات التحلل
على عكس التفاعلات الكيميائية الاصطناعية ، في تفاعلات التحلل ، ينقسم المركب الكيميائي إلى مواد أبسط. على سبيل المثال ، من خلال التحليل الكهربائي للماء (H O) ، فإنه ينفصل إلى الهيدروجين (H) والأكسجين (O).
3. الإزاحة أو الاستبدال أو تبادل ردود الفعل
في هذا النوع من التفاعل الكيميائي ، يتم استبدال عناصر المركبات. يمكن أن تكون تفاعلات بسيطة (عنصر يحل محل عنصر آخر) أو مزدوج (يتم تبادل العناصر). في كلتا الحالتين تكون النتيجة تكوين مركبات كيميائية جديدة.
4. تفاعلات الأكسدة والاختزال
السمة الرئيسية لتفاعلات الأكسدة والاختزال هي أن هناك تبادل للإلكترونات. يفقد أحد المركبين الإلكترونات بينما يكتسبها الآخر. نقول أن المركب الذي يفقد الإلكترونات يتأكسد والمركب الذي يكتسبها ينخفض. ومن هنا جاء اسم تفاعلات الأكسدة والاختزال: تقليل الأكسدة.
قد يبدو غريباً بالنسبة لك ، لكن هذه الأنواع من التفاعلات الكيميائية تحدث باستمرار في الطبيعة. في الواقع ، لا يتعين علينا البحث بعيدًا عن أمثلة لتفاعلات الأكسدة والاختزال. الآن ، التنفس ، أنت تدير واحدة. من الأكسجين الموجود في الهواء ننتج ثاني أكسيد الكربون وجزيئات الماء.
أيضًا بفضل تفاعلات الأكسدة والاختزال ، تقوم النباتات بعملية التمثيل الضوئي ، لأن هذا يعني أن ثاني أكسيد الكربون يتحول إلى سكريات وأن الماء يتأكسد مكونًا الأكسجين. مثال مرئي آخر هو عندما يتفاعل المعدن مع الأكسجين ، مكونًا أكاسيدًا.
5. تفاعلات الاحتراق
الاحتراق هو في الواقع نوع من تفاعل الأكسدة والاختزال. نحن نفرقها لأنه في حالة تفاعلات الاحتراق ، تحدث الأكسدة بشكل سريع وقوي للغاية. ولكي يحدث هذا ، تتحد مادة قابلة للاحتراق مع الأكسجين ويتم إطلاق الطاقة ، وعادة ما تكون الحرارة والضوء. كمنتج ، يتم إنشاء ثاني أكسيد الكربون والماء.
يمكنك أن ترى أمثلة واضحة على تفاعل الاحتراق عندما تقوم بتسخين نفسك أمام المدفأة. يحترق الخشب ويتحد مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، بينما يولد كميات كبيرة من الطاقة الكيميائية على شكل حرارة وضوء.
6. التفاعلات الحمضية القاعدية
هذا النوع من التفاعل الكيميائي ، وهو مادة أساسية ومادة حمضية ، يبطلان بعضهما البعض. نتيجة لذلك ، يتم تكوين مركب محايد وماء. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، ينتج الملح (كلوريد الصوديوم) والماء.
7. التفاعلات النووية
على عكس سابقاتها ، في التفاعلات النووية ، لا يتم تعديل إلكترونات الذرات ، بل يتم تعديل نواتها. هناك نوعان من التفاعلات الكيميائية النووية: الاندماج ، وفيه تتحد ذرات مختلفة ؛ والانشطار ، حيث تتفتت نواة الذرات.
على سبيل المثال ، تستخدم التفاعلات النووية للحصول على الطاقة. هذا ما يحدث لليورانيوم عندما يقصف بالنيوترونات لتفتيت نواته.
أنواع التفاعلات الكيميائية حسب الطاقة
من ناحية أخرى ، كما ذكرنا سابقًا ، تتدخل الطاقة دائمًا في التفاعلات الكيميائية ، والتي يمكن أن تنبعث أو تمتص.
نسمي التفاعلات الطاردة للحرارة تلك التي تسبب انبعاث الطاقة ، والتي تحدث عادة على الأقل في شكل حرارة. على الرغم من ، على سبيل المثال ، في حالة الانفجارات ، تنبعث الطاقة الحركية أيضًا.
من ناحية أخرى ، عندما يتم امتصاص الطاقة ، يحدث تفاعل ماص للحرارة . نتيجة لذلك ، يكون المنتج النهائي أكثر نشاطًا من الكواشف.
التفاعلات الكيميائية في الحياة اليومية
كما لاحظت بالفعل ، نحن محاطون بتفاعلات كيميائية. بالطبع ، هذه تحدث في المختبرات ولكن أيضًا خارجها. تحدث التفاعلات الكيميائية بجميع أنواعها باستمرار في المصانع وفي الغلاف الجوي وفي مطابخنا وحتى داخل أجسامنا.
- zschimmer
- Image by bdyczewski from Pixabay
