化学反応は、物質を元の化合物または元素とは異なる化学組成を持つ新しい材料に変えます。 単置換または単置換として知られるタイプの反応では、1つの元素が化合物内の別の元素を置換します。 化合物内の別の元素を置き換える元素は、一般に、それが置き換える元素よりも反応性が高くなります。 これらの反応では、1つの元素が常に化合物と反応し、最終的には元素と化合物が生成物になります。
水溶液中の金属
硝酸銀の水溶液に銅線を入れると、銀の金属結晶と硝酸銅の溶液になります。 この反応では、銅元素が硝酸化合物の銀に置き換わります。 同様に、硝酸銅の水溶液に亜鉛を入れると、亜鉛が1回の置換反応で銅に置き換わります。 この化学反応の生成物は、硝酸銅と硝酸亜鉛です。
酸性の金属
一部の金属および酸は、単一の置換反応に関与します。 亜鉛は、塩酸に浸すと、塩酸中の水素を置換して塩化亜鉛を形成し、反応の他の生成物として水素原子を残します。 ジョージア州立大学の超物理学部によると、一般的に金属は酸から水素を置換します。 他の例には、マグネシウムと塩酸との反応が含まれ、マグネシウムを形成します 塩化物と水素、および硫酸カリウムと水素を形成するカリウムと硫酸 ガス。
テルミット反応
酸化鉄とアルミニウムの間のテルミット反応は、発熱性の単置換反応であり、熱を放出することを意味します。 この反応から放出される極度の熱は、鉄製品を溶かすのに十分です。 反応では、アルミニウムが鉄に置き換わるため、製品は鉄と酸化アルミニウムになります。 この反応は、酸化還元反応、またはレドックス反応でもあり、酸化鉄が鉄分子に還元されるときに、アルミニウムが酸化されて酸化アルミニウムを形成します。
非金属反応
多くの単一置換反応では、金属が互いに置換されますが、非金属間で置換が発生する可能性があります。 たとえば、ハロゲンは臭素よりも反応性が高いため、ハロゲン塩素は臭化ナトリウム化合物の臭素を置換します。 得られた生成物は塩化ナトリウムと臭素です。 同様に、臭素とヨウ化カリウムまたはヨウ化カルシウムとの反応において、臭素がヨウ素に置き換わります。 これらの反応は、臭素がヨウ素よりも反応性が高いために発生します。