Electronii care orbitează în jurul nucleului unui atom sunt responsabili pentru capacitatea acelui atom de a participa la reacțiile chimice. Toate tipurile de substanțe chimice pot reacționa între ele, de la atomi sau ioni singuri la compuși complecși. Reacțiile chimice pot avea loc printr-un număr de mecanisme diferite, iar reacțiile de înlocuire unice sunt un grup de tipuri de reacții.
Reacții chimice
Reacțiile chimice stau la baza tuturor proceselor vieții și, de asemenea, a schimbărilor în aspectele nevie ale diferitelor medii de pe planetă. Într-o reacție chimică, speciile chimice, fie că sunt atomi, molecule sau compuși complicați, interacționează între ele și suferă o schimbare în diferite specii chimice. Unele reacții pot apărea spontan, fără aportul de energie, în timp ce alte reacții necesită depășirea unei bariere energetice înainte ca reacția să poată continua.
Tipuri de reacție
Există numeroase moduri în care speciile chimice pot interacționa între ele în timpul unei reacții chimice. În reacțiile de sinteză, două sau mai multe substanțe chimice reacționează pentru a forma un nou compus chimic. Pe de altă parte, în descompunere, un compus mai complex se descompune în două sau mai multe substanțe mai simple. Reacțiile de înlocuire unice și duble implică un schimb de specii chimice între substanțele care reacționează, astfel încât compușii originali care reacționează devin compuși noi ai produsului.
Înlocuire simplă
Reacțiile de înlocuire unice sunt reacții simple de forma A + BC dă AC + B. Compusul BC reacționează cu elementul A și apare un comutator, elementul A înlocuind elementul B din compus. Aceste reacții au ca rezultat formarea unui nou compus, AC, și eliberarea elementului B. O singură reacție de înlocuire va avea loc numai atunci când elementul deplasat din compus este mai puțin reactiv decât elementul care face deplasarea.
Anioni și cationi
Anionii sunt atomi sau molecule care au o sarcină negativă netă, ceea ce înseamnă că atomul sau molecula are a achiziționat unul sau mai mulți electroni încărcați de la un alt atom sau moleculă și astfel poartă acum un exces de negative încărca. Cationii, pe de altă parte, poartă o sarcină pozitivă, deoarece au pierdut unul sau mai mulți electroni, iar sarcina pozitivă a protonilor din nucleu nu este contrabalansată. Speciile cationice și anionice pot fi atrase una de cealaltă și formează o nouă moleculă prin legarea ionică.
Înlocuire simplă anionică și cationică
În înlocuirea anionică, un anion reacționează cu o altă moleculă ionică. Molecula ionică constă dintr-un anion și cation și își pierde anionul, înlocuindu-l cu noul anion care reacționează pe măsură ce reacția se desfășoară. În înlocuirea cationică, un cation reacționează cu o moleculă ionică compusă dintr-un anion și cation și, din nou, are loc un comutator, noul cation înlocuind vechiul cation. În ambele cazuri, rezultatul este o nouă moleculă ionică și eliberarea speciei care a fost înlocuită.