Електроните, обикалящи около ядрото на атома, са отговорни за способността на този атом да участва в химични реакции. Всички видове химически вещества могат да реагират помежду си, от единични атоми или йони до сложни съединения. Химическите реакции могат да протичат по множество различни механизми, а единичните реакции на заместване са една група от типовете реакции.
Химична реакция
Химичните реакции са в основата на всички жизнени процеси, а също и на промените в неживите аспекти на различните среди по цялата планета. При химична реакция химическите видове, независимо дали са атоми, молекули или сложни съединения, взаимодействат помежду си и се подлагат на промяна в различни химически видове. Някои реакции могат да възникнат спонтанно, без влагането на енергия, докато други реакции изискват енергийната бариера да бъде преодоляна, преди реакцията да продължи.
Типове реакции
Има многобройни начини, по които химическите видове действително могат да взаимодействат помежду си по време на химическа реакция. При реакциите на синтез две или повече химични вещества реагират, образувайки ново химично съединение. При разлагането, от друга страна, по-сложното съединение всъщност се разпада на две или повече по-прости вещества. Реакциите на единично и двойно заместване включват обмен на химически видове между реагиращите вещества, така че оригиналните реагиращи съединения да станат нови съединения на продукта.
Единична подмяна
Реакциите на единично заместване са прости реакции от формата A + BC дават AC + B. Съединението BC реагира с елемент A и настъпва превключване, като елемент A заема мястото на елемент B в съединението. Тези реакции водят до образуването на ново съединение AC и освобождаването на елемент В. Единична реакция на заместване ще се осъществи само когато елементът, изместен от съединението, е по-слабо реактивен от елемента, който извършва изместването.
Аниони и катиони
Анионите са атоми или молекули, които имат нетен отрицателен заряд, което означава, че атомът или молекулата има придоби един или повече заредени електрони от друг атом или молекула и така сега носи излишък от отрицателни зареждане. Катионите, от друга страна, носят положителен заряд, защото са загубили един или повече електрони и положителният заряд на протоните в ядрото не е противовес. Катионните и анионните видове могат да бъдат привлечени един към друг и да образуват нова молекула чрез йонна връзка.
Анионно и катионно единично заместване
При анионно заместване анионът реагира с друга йонна молекула. Йонната молекула се състои от анион и катион и губи аниона си, замествайки го с новия реагиращ анион, докато реакцията протича. При катионно заместване катионът реагира с йонна молекула, съставена от анион и катион и, отново, мястото се превключва, като новият катион заменя стария катион. И в двата случая резултатът е нова йонна молекула и освобождаването на вида, който е заменен.