Elektronit, jotka kiertävät atomin ytimen ympärillä, ovat vastuussa kyseisen atomin kyvystä osallistua kemiallisiin reaktioihin. Kaikenlaiset kemialliset aineet voivat reagoida keskenään yksittäisistä atomeista tai ioneista monimutkaisiin yhdisteisiin. Kemialliset reaktiot voivat tapahtua useilla eri mekanismeilla, ja yksittäiset korvausreaktiot ovat yksi reaktiotyyppien ryhmä.
Kemialliset reaktiot
Kemialliset reaktiot ovat perustana kaikille elämänprosesseille ja myös muutoksille eri ympäristöjen elottomissa näkökohdissa ympäri maapalloa. Kemiallisessa reaktiossa kemialliset lajit, olivatpa ne atomeja, molekyylejä tai monimutkaisia yhdisteitä, ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja muuttuvat eri kemiallisiksi lajeiksi. Jotkut reaktiot voivat tapahtua spontaanisti ilman energian syöttämistä, kun taas toiset reaktiot edellyttävät energianesteen voittamista ennen kuin reaktio voi edetä.
Reaktiotyypit
On olemassa lukuisia tapoja, joilla kemialliset lajit voivat todella olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa kemiallisen reaktion aikana. Synteesireaktioissa kaksi tai useampi kemiallinen aine reagoi muodostaen uuden kemiallisen yhdisteen. Hajotuksessa monimutkaisempi yhdiste sen sijaan hajoaa kahdeksi tai useammaksi yksinkertaisemmaksi aineeksi. Yksi- ja kaksinkertaiset korvausreaktiot sisältävät kemiallisten aineiden vaihtumisen reagoivien aineiden välillä niin, että alkuperäisistä reagoivista yhdisteistä tulee uusia tuoteyhdisteitä.
Yksi vaihto
Yksittäiset korvausreaktiot ovat yksinkertaisia reaktioita muodossa A + BC, joka antaa AC + B: n. Yhdiste BC reagoi elementin A kanssa ja tapahtuu kytkin, jolloin elementti A ottaa elementin B paikan yhdisteessä. Nämä reaktiot johtavat uuden yhdisteen, AC: n, muodostumiseen ja elementin B vapautumiseen. Yksittäinen korvausreaktio tapahtuu vain, kun yhdisteestä syrjäytettävä elementti on vähemmän reaktiivinen kuin syrjäyttävän elementin.
Anionit ja kationit
Anionit ovat atomeja tai molekyylejä, joilla on negatiivinen nettovaraus, mikä tarkoittaa, että atomilla tai molekyylillä on hankkinut yhden tai useampia varautuneita elektroneja toisesta atomista tai molekyylistä, joten nyt siinä on ylimääräinen negatiivinen veloittaa. Kationeilla on toisaalta positiivinen varaus, koska ne ovat menettäneet yhden tai useamman elektronin, eikä ytimen protonien positiivista varausta ole tasapainossa. Kationiset ja anioniset lajit voivat vetää puoleensa toisiaan ja muodostaa uuden molekyylin ionisidoksen kautta.
Anioninen ja kationinen kertakorvaus
Anionisessa korvauksessa anioni reagoi toisen ionimolekyylin kanssa. Ionimolekyyli koostuu anionista ja kationista ja menettää anioninsa korvaamalla sen uudella reagoivalla anionilla reaktion edetessä. Kationisessa korvauksessa kationi reagoi anionista ja kationista koostuvan ionimolekyylin kanssa, ja jälleen tapahtuu kytkin, jolloin uusi kationi korvaa vanhan kationin. Molemmissa tapauksissa tuloksena on uusi ionimolekyyli ja korvatun lajin vapautuminen.