Elektronene som kretser rundt kjernen til et atom er ansvarlige for atoms evne til å delta i kjemiske reaksjoner. Alle slags kjemiske stoffer kan reagere med hverandre, fra enkeltatomer eller ioner til komplekse forbindelser. Kjemiske reaksjoner kan finne sted ved en rekke forskjellige mekanismer, og enkelterstatningsreaksjoner er en gruppe reaksjonstyper.
Kjemiske reaksjoner
Kjemiske reaksjoner er grunnlaget for alle livsprosesser og også for endringene i ikke-levende aspekter av forskjellige miljøer over hele planeten. I en kjemisk reaksjon samhandler kjemiske arter, enten det er atomer, molekyler eller kompliserte forbindelser, med hverandre og gjennomgår en forandring til forskjellige kjemiske arter. Noen reaksjoner kan oppstå spontant uten tilførsel av energi, mens andre reaksjoner krever at en energibarriere overvinnes før reaksjonen kan fortsette.
Reaksjonstyper
Det er mange måter kjemiske arter faktisk kan samhandle med hverandre under en kjemisk reaksjon. I syntesereaksjoner reagerer to eller flere kjemiske stoffer for å danne en ny kjemisk forbindelse. I nedbrytning, derimot, bryter en mer kompleks forbindelse faktisk ned i to eller flere enklere stoffer. Enkel- og dobbelterstatningsreaksjoner innebærer en utveksling av kjemiske arter mellom de reagerende stoffene, slik at de opprinnelige reagerende forbindelsene blir nye produktforbindelser.
Enkelt erstatning
Enkelterstatningsreaksjoner er enkle reaksjoner i form A + BC gir AC + B. Forbindelsen BC reagerer med element A og en bryter oppstår, med element A som tar plass for element B i forbindelsen. Disse reaksjonene resulterer i dannelsen av en ny forbindelse, AC, og frigjøring av element B. En enkelt erstatningsreaksjon vil bare finne sted når elementet som fortrenges fra forbindelsen, er mindre reaktivt enn elementet som gjør det fortrengt.
Anioner og kationer
Anioner er atomer eller molekyler som har en netto negativ ladning, noe som betyr at atomet eller molekylet har anskaffet en eller flere ladede elektroner fra et annet atom eller molekyl og bærer nå et overskudd av negativt lade. Kationer, derimot, har en positiv ladning fordi de har mistet en eller flere elektroner, og den positive ladningen til protonene i kjernen er ikke motvektet. Kationiske og anioniske arter kan tiltrekkes av hverandre og danne et nytt molekyl gjennom ionisk binding.
Anionisk og kationisk erstatning
Ved anionisk erstatning reagerer et anion med et annet ionisk molekyl. Det ioniske molekylet består av et anion og en kation og mister anionet, og erstatter det med det nye reagerende anionet når reaksjonen fortsetter. Ved kationisk erstatning reagerer en kation med et ionisk molekyl sammensatt av et anion og kation, og igjen tar en bryter plass, med den nye kationen som erstatter den gamle kationen. I begge tilfeller er resultatet et nytt ionisk molekyl og frigjøring av arten som ble erstattet.