A kémiai reakciók az anyagokat új anyagokká változtatják, amelyek eltérő kémiai összetételűek, mint az eredeti vegyületek vagy elemek. Az egyszeres helyettesítés vagy egyszeri helyettesítés néven ismert reakciótípusban az egyik elem helyettesíti a vegyület másik elemét. Az az elem, amely egy vegyületben másikat helyettesít, általában reaktívabb, mint az az elem, amelyet kiszorít. Ezekben a reakciókban egy elem mindig reagál egy vegyülettel, és végül egy elem és vegyület képződik termékként.
Fémek vizes oldatban
Ha rézdrótot tesz az ezüst-nitrát vizes oldatába, ezüst fémkristályokkal és réz-nitrát oldattal rendelkezik. Ebben a reakcióban a rézelem helyettesíti az ezüstöt a nitrátvegyületben. Hasonlóképpen, ha a cinket réz-nitrát vizes oldatába töltjük, a cink egyetlen pótlási reakcióval helyettesíti a rézt. Ennek a kémiai reakciónak a termékei a réz és a cink-nitrát.
Fémek savban
Néhány fém és sav egyszeres helyettesítési reakcióba lép. A cink sósavba mártva kiszorítja a sósavban lévő hidrogént és cink-kloridot képez, így a hidrogénatomok maradnak a reakció másik terméke. A Georgia Állami Egyetem HyperPhysics Tanszékének adatai szerint a fémek általában kiszorítják a hidrogént egy savból. További példák a magnézium és a sósav reakciója, amely magnéziumot képez klorid és hidrogén, valamint kálium és kénsav, amely kálium-szulfátot és hidrogént képez gáz.
Termikus reakció
A vas-oxid és az alumínium közötti termikus reakció egyetlen helyettesítő reakció, amely exoterm, vagyis hőt ad le. Az ebből a reakcióból felszabaduló extrém hő elegendő a vastermék megolvadásához. A reakció során az alumínium helyettesíti a vasat, így a termékek vas és alumínium-oxidok. Ez a reakció egyben oxidációs-redukciós reakció vagy redox-reakció is, amelyben az alumíniumot oxidálva alumínium-oxid képződik, mivel a vas-oxid vas molekulákká redukálódik.
Nemfém reakciók
Míg sok egyedi helyettesítési reakció során a fémek helyettesítik egymást, a nemfémek között helyettesítések történhetnek. Például a halogén-klór kiszorítja a brómot egy nátrium-bromid-vegyületben, mivel a halogén reaktívabb, mint a bróm. A kapott termékek nátrium-klorid és bróm. Hasonlóképpen, a bróm a jódot helyettesíti a bróm és a kálium-jodid vagy a kalcium-jodid reakciójában. Ezek a reakciók azért fordulnak elő, mert a bróm reaktívabb, mint a jód.