ما هو تصنيف التفاعلات الكيميائية
ما هو تصنيف التفاعلات الكيميائية
ما هو تصنيف التفاعلات الكيميائية
المناهج السعوديةما هو تصنيف التفاعلات الكيميائية
التصنيف حسب النوع
يمكن تصنيف التفاعلات الكيميائيّة تبعاً لنوع المركبات الناتجة كالآتي:[١]
تفاعلات إنتاج الغاز: تتعدّد التفاعلات التي تؤدي إلى إنتاج الغاز عند نهاية التّفاعل، كما تتنوّع الغازات الناتجة بحسب المواد المتفاعلة، ومن الغازات التي تنتج: غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وغاز كبريتيد الهيدروجين (H2S)، وغاز الأمونيا (NH3)، وغاز ثاني أكسيد الكبريت (SO2)، وغيرها من الغازات.
تفاعلات الترسيب: تحدث تفاعلات الترسيب عند تفاعل محلول كيميائي يحتوي على أيون موجب (كاتيون) مع محلول كيميائي يحتوي على أيون سالب (أنيون) وبالتالي ينتج مركب صلب غير قابل للذوبان، ويسمّى هذا المركّب (راسب).
التفاعلات حسب المُتفاعلات
يُمكن تصنيف التفاعلات الكيميائيّة بحسب المواد المتفاعلة كالآتي:[٢]
تفاعلات البلمرة: تنتج تفاعلات البلمرة مركب عالي الوزن الجزيئي عن طريق اتحاد الجزيئات الصّغيرة معاً والتي تسمى المونومرات (بالإنجليزية:monomers)، أو اتحاد جزيئين صغيرين من النوع نفسه أو من نوعين مختلفين مع حذف جزيء مُستقرّ، وبذلك يكون هذا التفاعل قد جمع بين تفاعلي الحذف والإضافة فيُطلق عليه اسم تفاعل التّكثيف” (بالإنجليزية:condensation reaction)، ومن الأمثلة على نواتج هذه التّفاعلات: البلاستيك، والألياف الطبيعية كالّصوف والحرير وغيرها.
تفاعلات الانحلال: يُطلق مصطلح “تفاعلات الانحلال” (بالإنجليزية: Solvolysis) على تلك التفاعلات التي يكون أحد المواد المتفاعلة فيها عبارة عن مُذيب، ويتم اختيار اسم التفاعل وفقاً لاسم المذيب فمثلاً “تفاعل التحلّل المائي” (بالإنجليزية: hydrolysis) يكون الماء هو المُذيب فيه، وعند تفاعل الماء مع الإسترات (بالإنجليزية: Esters) في المركبات العضويّة ينتج عادةً مركب يتكون من حمض وكحول، ومن الجدير بالذكر أن لهذه التفاعلات دور كبير في العمليّات الكيميائيّة التي تحدث في الكائنات الحيّة.
تفاعلات الاحتراق: يتطلّب إتمام تفاعلات الاحتراق (بالإنجليزية:Combustion Reactions) وجود جزيء الأكسجين (O2) إلى جانب المواد المُتفاعلة الأخرى، فعند احتراق المواد العضويّة يكون ناتج التفاعل عبارةً عن ثاني أكسيد الكربون، والماء، والحرارة، ولكن لا يُشترط أن يكون الناتج عن كل التفاعلات مُتشابهاً.[٣]
التصنيف حسب المخرجات
تُصنَّف العديد من التفاعلات الكيميائيّة تبعاً لمخرجات التفاعل كالآتي:[٤]
تفاعل التكوين: في تفاعل التكوين (بالإنجليزية: Synthesis Reaction) يتّحد مركبان كيميائيان أو أكثر لتكوين مركب جديد أكثر تعقيداً، ومن أمثلته تفاعل الحديد مع الكبريت لتكوين كبريتيد الحديد (FeS).
تفاعل التحلّل:على عكس تفاعل التكوين، فإنّ تفاعل التحلّل (بالإنجليزية: Analysis Reaction) عبارة عن تقسيم مركب كيميائي واحد إلى عدّة مركبات أصغر، كتفاعل التحليل الكهربائي للماء إلى غازيّ الأكسجين والهيدروجين.
تفاعل الإحلال البسيط: يحدث تفاعل الإحلال البسيط (بالإنجليزية: Substitution Reaction) عند تفاعل أحد المركبات مع عنصر ما، ثُم إحلال هذا العنصر مكان أحد عناصر المركب الذي تفاعل معه لإنتاج مركّب جديد، ومن أمثلته تفاعل الزنك مع حمض الهيدروكلوريك، وإحلال الزنك محل الهيدروجين في المركب لينتج كلوريد الزنك.
تفاعل الإحلال المزدوج: في تفاعل الإحلال المزدوج (بالإنجليزية: Double Displacement Reaction) يتبادل مركبان كيميائيا الروابط أو الأيونات فيما بينهما لإنتاج مركبات جديدة كتفاعل كلوريد الصوديوم مع نترات الفضّة لإنتاج نترات الصوديوم وكلوريد الفضّة كل على حدة.
تفاعل الأكسدة والاختزال
تفاعلات الاختزال: تفاعلات الاختزال (بالإنجليزية: Reduction) هي التفاعلات الكيميائيّة التي تكتسب فيها الذرة إلكترون أثناء التفاعل ليصبح العنصر مُختَزلاً، بمعنى أنّ عدد التأكسد الخاص به يقلّ، وبالتالي تقل القيمة الموجبة له.[٥] تفاعلات الأكسدة: تفاعلات الأكسدة (بالإنجليزية: Oxidation) هي التفاعلات التي تفقد فيها الذرة أحد الإلكترونات من مدارها ليُصبح العنصر مُؤكسَداً، بمعنى أنّ عدد التأكسد الخاص به قد ازداد، وبالتالي القيمة الموجبة هنا تقل، وتُستخدّم هذه التفاعلات في العديد من التطبيقات كالبطّاريّات ومجال التصوير الفوتوغرافي، إلى جانب حدوثها في العديد من الأنظمة الحيّة لإنتاج الطّاقة واستخدامها.[٥]
نظريات تفاعل الأحماض والقواعد
نظريّة أرهينيوس
سُميت هذه النظرية نسبةً إلى واضعها العالم السويدي سفانت أرهنيوس (Svante Arrhenius)، وتنص على أن الحمض هو مادة يزيد فيها تركيز أيونات الهيدرونيوم (بالإنجليزية: +hydronium ion H3O) في المحلول المائي، كما أنها تنص على أنّ القاعدة هي مادة يزيد فيها تركيز أيونات الهيدروكسيد (بالإنجليزية: −hydroxide ion OH)، ووفقاً لذلك فإن تفاعلات الحموض والقواعد تنطوي على إنتاج جزيء الماء نتيجة اندماج أيون الهيدروكسيد مع أيون الهيدروجين مثل تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع مركب هيدروكسيد الصوديوم.[٦]
نظريّة برونستد لوري
سميّت نظريّة برونستد لوري نسبةً إلى واضعيها العالم الدينماركي يوهانس نيكولاوس برونستد (Johannes Nicolaus Brønsted) والعالم الإنجليزي توماس لوري (Martin Lowry) اللّذان عرّفا الحمض على أنه مركب مُتبرع بالبروتون، والقاعدة كمركب مُستقبل للبروتون، ويتم تمثيل معادلة هذه النظرية باستخدام أسهم مزدوجة متعاكسة الاتجاه فوق بعضها البعض؛ كإشارة إلى إمكانيّة عكس التفاعل بصورة ديناميكيّة، وطبقاً لما تنص عليه النظريّة فإنّ الأحماض يتم تقسيمها إلى مركبات قويّة أو ضعيفة بحسب ما إذا كانت حالة التوازن تفضل المتفاعلات (بالإنجليزية: reactants) أم النواتج (بالإنجليزية: products).[٦]
نظريّة لويس
اقترح العالم الأمريكي لويس هذه النظريّة بناءً على فكرة أن القواعد هي مركبات متبرّعة بزوج من الإلكترونات، بينما الأحماض هي مركبات مُستقبلة لزوج من الإلكترونات، وتبعاً لهذه النظريّة فإنّ الأمونيا والماء والعديد من مركبات لويس القاعديّة الأخرى، تتفاعل مع أيونات المعادن لتشكيل تلك المركبات المعروفة بالمركبات التناسقية (بالإنجليزية: coordination compounds).[٦]
التّفاعلات الماصّة والطّاردة للحرارة
يُعبّر مُصطلح التفاعلات الطاردة والماصّة للحرارة عن تلك التفاعلات التي تكون فيها الطاقة جزءاً من مُخرجات التفاعل، أو من مُتطلّبات حدوثه، ففي حالة التفاعلات الطّاردة تنتج الطاقة كرد فعل لحدوث التفاعل، إذ تحدث بشكل تلقائي وتزيد من كميّة الحرارة الخاصّة بنظام التفاعل، بينما تحتاج التّفاعلات الماصّة للحرارة إلى تزويدها بكميّة من الطاقة حتّى يتم التّفاعل، وعند حدوثه يتم التماس انخفاض ملحوظ في درجة حرارة نظام التّفاعل.[٧]
