Kémiai reakciók akkor következnek be, amikor két vagy több anyag atomjai kicserélik vagy megosztják egymással az elektronokat. A reakció során atomok és molekulák keletkeznek az elektronok eltérő elrendezésével. Az atomok megváltozott konfigurációja megváltoztatja az energiát, vagyis a kémiai reakció fényt, hőt vagy villamos energiát bocsát ki, vagy abszorbeál. Viszont az atomok eredeti állapotukba történő szétválasztásához energiát kell eltávolítani vagy biztosítani.
A kémiai reakciók a mindennapi élet számos folyamatát szabályozzák, és rendkívül bonyolultak lehetnek, atomokkal és atomokkal egyaránt a reakcióba belépő molekulák, amelyek az atomok és molekulák teljesen különböző kombinációit termelik a reakció. A különböző típusú reakciók és az elektronok cseréje vagy megosztása olyan különböző termékeket állíthat elő, mint a műanyagok, gyógyszerek és mosószerek.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Kémiai reakció során az eredeti anyagok atomjai nyerik, elveszítik vagy megosztják elektronjaikat azokkal az anyagokkal, amelyekkel reagálnak. A reakció új anyagokat hoz létre, amelyek az atomok új kombinációjából és az elektronok eltérő konfigurációjából állnak.
Atomok kémiai reakcióban
Az atomok egy magból és a környező elektronokból állnak. Az elektronok héjakba rendeződnek a mag körül, és mindegyik héjban van hely rögzített számú elektron számára. Például az atom legbelső héjában két elektron is helyet foglal. A következő héjban nyolc férőhely van. A harmadik héjnak három alhéja van, amelyekben két, hat és 10 elektron fér el. Csak a legkülső héjban lévő elektronok vagy a vegyértékű héj vesznek részt a kémiai reakciókban.
Az atom mindig egy rögzített számú elektronból indul ki, amelyet az atomszám ad meg. Az atomszámú elektronok belülről kifelé töltik meg az elektronhéjakat, a fennmaradó elektronokat a külső héjban hagyva. A külső vegyértékhéjban lévő elektronok meghatározzák, hogy az atom hogyan viselkedik, akár vesz, akár ad elektronok megosztása a kémiai reakciókban való részvételhez és kétféle kémiai kötés kialakításához: ionos és kovalens.
Ionic Bonds
Az atomok akkor a legstabilabbak, ha valens elektronhéjuk tele van. Az atom atomszámától függően ez azt jelentheti, hogy kettő, nyolc vagy több elektron van a külső héjban. A héjak kiteljesítésének egyik módja az, ha azok az atomok, amelyek vegyértékű héjában egy vagy két elektron van, felajánlják azokat olyan atomoknak, amelyeknek egy vagy kettő hiányzik a legkülső héjból. Az ilyen kémiai reakciók magukban foglalják az elektroncserét két vagy több atom között a kapott anyaggal, amely két vagy több ionból áll.
Például a nátrium atomszáma 11, vagyis a legbelső héjnak két elektronja van; a következő héjnak nyolc, a legkülső héjának pedig egy van. A nátriumnak teljes külső héja lehet, ha felajánlja extra elektronját. A klór atomszáma viszont 17. Ez azt jelenti, hogy a belső héjában két elektron van, a következő héjon nyolc, a következő alhéjban kettő és öt a legkülső aljzatban van, ahol hat fér el. A klór kiegészítheti legkülső héját egy extra elektron befogadásával.
Valójában a nátrium és a klór élénk sárga lánggal reagálva új vegyületet, nátrium-kloridot vagy asztali sót képez. Ebben a kémiai reakcióban minden nátriumatom egyetlen külső elektront ad a klóratomnak. A nátriumatom pozitív töltésű iongá, a klóratom negatív töltésűvé válik. A két különböző töltésű ion ionkötéssel stabil nátrium-klorid molekulát képez.
Kovalens kötések
Sok atom vegyértékhéjában egynél több vagy több elektron van, de három vagy négy elektron feladása instabillá teheti a maradék atomot. Ehelyett az ilyen atomok megosztási megállapodást kötnek más atomokkal, hogy kovalens kötést alkossanak.
Például a szénatomnak hat atomszáma van, ami azt jelenti, hogy a belső héjában két elektron van, a második héjban pedig négy, és nyolcnak van helye. Elméletileg egy szénatom feladhatja négy legkülső elektronját, vagy négy elektront befogadhat a legkülső héj kiteljesítéséhez és egy ionos kötés kialakításához. A gyakorlatban egy szénatom kovalens kötést képez más atomokkal, amelyek megoszthatják az elektronokat, például a hidrogénatomot.
A metánban egyetlen szénatom négy elektronját négy hidrogénatommal osztja meg, mindegyiknek egyetlen közös elektronja van. A megosztás azt jelenti, hogy nyolc elektron oszlik meg a szén- és hidrogénatomokon úgy, hogy a különböző héjak különböző időpontokban tele vannak. A metán a stabil kovalens kötés egyik példája.
Az érintett atomoktól függően a kémiai reakciók sok kötéskombinációt eredményezhetnek, mivel az elektronok különböző stabil elrendezésekben kerülnek átadásra és megosztásra. A kémiai reakció két legfontosabb jellemzője a megváltozott elektronkonfiguráció és a reakciótermékek stabilitása.