Aatomi tuuma ümber tiirlevad elektronid vastutavad selle aatomi võime eest osaleda keemilistes reaktsioonides. Igasugused keemilised ained võivad üksteisega reageerida, alates üksikutest aatomitest või ioonidest kuni keeruliste ühenditeni. Keemilised reaktsioonid võivad toimuda mitmete erinevate mehhanismide abil ja üksikud asendusreaktsioonid on üks reaktsioonitüüpide rühm.
Keemilised reaktsioonid
Keemilised reaktsioonid on kõigi eluprotsesside ja ka kogu planeedi erinevate keskkondade eluta aspektide muutuste aluseks. Keemilises reaktsioonis toimivad keemilised liigid, olgu need aatomid, molekulid või keerulised ühendid, üksteisega vastastikku ja muutuvad erinevateks keemilisteks liikideks. Mõned reaktsioonid võivad toimuda spontaanselt, ilma energia sisestamiseta, samas kui teised reaktsioonid nõuavad enne reaktsiooni jätkumist energiabarjääri ületamist.
Reaktsioonitüübid
On mitmeid viise, kuidas keemilised liigid saavad keemilise reaktsiooni käigus üksteisega reaalselt suhelda. Sünteesireaktsioonides reageerivad kaks või enam keemilist ainet, moodustades uue keemilise ühendi. Lagunemisel seevastu laguneb keerulisem ühend kaheks või enamaks lihtsamaks aineks. Ühe- ja kahekordsed asendusreaktsioonid hõlmavad reageerivate ainete keemiliste osade vahetust, nii et algsetest reageerivatest ühenditest saavad uued tooteühendid.
Üksik asendamine
Üksikud asendusreaktsioonid on vormi A + BC lihtsad reaktsioonid, mille tulemuseks on AC + B. Ühend BC reageerib elemendiga A ja toimub lüliti, kus element A võtab ühendis elemendi B koha. Need reaktsioonid põhjustavad uue ühendi AC moodustumist ja elemendi B vabanemist. Üks asendusreaktsioon toimub ainult siis, kui ühendist välja tõrjutav element on vähem reageeriv kui asendava elemendi.
Anioonid ja katioonid
Anioonid on aatomid või molekulid, millel on negatiivne netolaeng, mis tähendab, et aatomil või molekulil on omandas ühe või mitu laetud elektroni teiselt aatomilt või molekulilt ja kannab nüüd liigset negatiivset tasuta. Katioonid kannavad seevastu positiivset laengut, kuna nad on kaotanud ühe või mitu elektroni ja tuumas olevate prootonite positiivne laeng ei ole tasakaalus. Katioonsed ja anioonsed liigid võivad ioonse sideme abil üksteisele ligi tõmmata ja moodustada uue molekuli.
Anioonne ja katioonne ühekordne asendus
Anioonse asenduse korral reageerib anioon teise ioonse molekuliga. Ioonmolekul koosneb anioonist ja katioonist ning kaotab aniooni, asendades selle reaktsiooni jätkudes uue reageeriva aniooniga. Katioonse asenduse korral reageerib katioon ioonmolekuliga, mis koosneb anioonist ja katioonist, ning jällegi toimub lüliti, kusjuures uus katioon asendab vana katiooni. Mõlemal juhul on tulemuseks uus ioonmolekul ja asendatud liigi vabanemine.