De elektronen die rond de kern van een atoom draaien, zijn verantwoordelijk voor het vermogen van dat atoom om deel te nemen aan chemische reacties. Allerlei chemische stoffen kunnen met elkaar reageren, van losse atomen of ionen tot complexe verbindingen. Chemische reacties kunnen plaatsvinden door een aantal verschillende mechanismen, en enkele vervangingsreacties zijn één groep reactietypes.
Chemische reacties
Chemische reacties vormen de basis van alle levensprocessen en ook van de veranderingen in de niet-levende aspecten van verschillende omgevingen over de hele planeet. Bij een chemische reactie interageren chemische soorten, of het nu atomen, moleculen of gecompliceerde verbindingen zijn, met elkaar en ondergaan ze een verandering in verschillende chemische soorten. Sommige reacties kunnen spontaan plaatsvinden, zonder de toevoer van energie, terwijl andere reacties vereisen dat een energiebarrière wordt overwonnen voordat de reactie kan plaatsvinden.
Reactietypes
Er zijn talloze manieren waarop chemische soorten daadwerkelijk met elkaar kunnen interageren tijdens een chemische reactie. Bij synthesereacties reageren twee of meer chemische stoffen om een nieuwe chemische verbinding te vormen. Bij ontleding daarentegen valt een complexere verbinding in feite uiteen in twee of meer eenvoudigere stoffen. Enkele en dubbele vervangingsreacties omvatten een uitwisseling van chemische soorten tussen de reagerende stoffen, zodat de oorspronkelijke reagerende verbindingen nieuwe productverbindingen worden.
Enkele vervanging
Enkele vervangingsreacties zijn eenvoudige reacties van de vorm A + BC geeft AC + B. De verbinding BC reageert met element A en er vindt een omschakeling plaats, waarbij element A de plaats inneemt van element B in de verbinding. Deze reacties resulteren in de vorming van een nieuwe verbinding, AC, en het vrijkomen van element B. Een enkele vervangingsreactie zal alleen plaatsvinden wanneer het element dat wordt verdrongen uit de verbinding minder reactief is dan het element dat de verplaatsing uitvoert.
Anionen en kationen
Anionen zijn atomen of moleculen die een netto negatieve lading hebben, wat betekent dat het atoom of molecuul heeft een of meer geladen elektronen van een ander atoom of molecuul overgenomen en draagt nu een overmaat aan negatieve in rekening brengen. Kationen daarentegen dragen een positieve lading omdat ze een of meer elektronen hebben verloren en de positieve lading van de protonen in de kern wordt niet gecompenseerd. Kationische en anionische soorten kunnen tot elkaar worden aangetrokken en een nieuw molecuul vormen door ionische binding.
Anionische en kationische enkele vervanging
Bij anionische vervanging reageert een anion met een ander ionisch molecuul. Het ionische molecuul bestaat uit een anion en een kation en verliest zijn anion en vervangt het door het nieuwe reagerende anion naarmate de reactie vordert. Bij kationische vervanging reageert een kation met een ionisch molecuul dat bestaat uit een anion en een kation en opnieuw vindt er een omschakeling plaats, waarbij het nieuwe kation het oude kation vervangt. In beide gevallen is het resultaat een nieuw ionisch molecuul en het vrijkomen van de soort die werd vervangen.
