Reacțiile chimice au loc atunci când atomii a două sau mai multe substanțe schimbă sau împart electroni. Reacția produce atomi și molecule cu electronii aranjați diferit. Configurația modificată a atomilor implică o schimbare a energiei, ceea ce înseamnă că reacția chimică fie degajă, fie absoarbe lumină, căldură sau electricitate. La rândul său, pentru a separa atomii în starea lor inițială, energia trebuie îndepărtată sau furnizată.
Reacțiile chimice guvernează multe dintre procesele vieții de zi cu zi și pot fi extrem de complicate, atât cu atomi, cât și molecule care intră într-o reacție și produc combinații complet diferite de atomi și molecule ca produse ale reacţie. Diferitele tipuri de reacții și modul în care electronii sunt schimbați sau împărțiți pot produce astfel de produse diferite, cum ar fi materialele plastice, medicamentele și detergenții.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
În timpul unei reacții chimice, atomii substanțelor originale câștigă, își pierd sau își împart electronii cu cei ai substanțelor cu care reacționează. Reacția creează substanțe noi formate dintr-o nouă combinație de atomi și o configurație diferită de electroni.
Atomi într-o reacție chimică
Atomii constau dintr-un nucleu și electroni din jur. Electronii se aranjează în cochilii din jurul nucleului și fiecare cochilie are loc pentru un număr fix de electroni. De exemplu, învelișul cel mai interior al unui atom are loc pentru doi electroni. Următoarea coajă are loc pentru opt. Cea de-a treia coajă are trei coajă secundară care au loc pentru doi, șase și 10 electroni. Doar electronii din învelișul exterior sau învelișul de valență participă la reacțiile chimice.
Un atom începe întotdeauna cu un număr fix de electroni, dat de numărul atomic. Electronii numărului atomic umple cochilii electronilor din interior spre exterior, lăsând electronii rămași în cochilia exterioară. Electronii din învelișul exterior de valență determină modul în care se comportă un atom, indiferent dacă ia, dă sau dă împărtășind electroni pentru a participa la reacțiile chimice și pentru a forma două tipuri de legături chimice: ionică și covalent.
Legături ionice
Atomii sunt cei mai stabili atunci când cojile lor de electroni de valență sunt pline. În funcție de numărul atomic al atomului, aceasta poate însemna a avea doi, opt sau mai mulți electroni în învelișul exterior. O modalitate de a completa cochilii este ca atomii care au unul sau doi electroni în cochilia lor de valență să îi doneze atomilor cărora le lipsește unul sau doi în cochilia lor exterioară. Astfel de reacții chimice implică schimbul de electroni între doi sau mai mulți atomi cu substanța rezultată formată din doi sau mai mulți ioni.
De exemplu, sodiul are un număr atomic de 11, ceea ce înseamnă că învelișul cel mai interior are doi electroni; următorul înveliș are opt, iar învelișul de valență exterior are unul. Sodiul ar putea avea o coajă exterioară completă dacă și-ar dona electronul suplimentar. Clorul, pe de altă parte, are un număr atomic de 17. Aceasta înseamnă că are doi electroni în învelișul său interior, opt în învelișul următor, doi în învelișul următor și cinci în învelișul inferior în care este loc pentru șase. Clorul își poate completa coaja exterioară acceptând un electron suplimentar.
De fapt, sodiul și clorul reacționează cu o flacără galben strălucitor pentru a forma un nou compus, clorură de sodiu sau sare de masă. În acea reacție chimică, fiecare atom de sodiu dă un singur electron exterior unui atom de clor. Atomul de sodiu devine un ion încărcat pozitiv, iar atomul de clor devine încărcat negativ. Cei doi ioni încărcați diferit atrag pentru a forma molecula stabilă de clorură de sodiu cu o legătură ionică.
Legaturi covalente
Mulți atomi au mai mult de unul sau doi electroni în coaja lor de valență, dar renunțarea la trei sau patru electroni ar putea face ca atomul rămas să fie instabil. În schimb, astfel de atomi intră într-un aranjament de partajare cu alți atomi pentru a forma o legătură covalentă.
De exemplu, carbonul are numărul atomic șase, ceea ce înseamnă că are doi electroni în carcasa interioară și patru în carcasa a doua, cu loc pentru opt. În teorie, un atom de carbon ar putea renunța la cei patru electroni ai săi sau ar putea primi patru electroni pentru a-și completa coaja exterioară și a forma o legătură ionică. În practică, un atom de carbon formează o legătură covalentă cu alți atomi care pot împărți electroni, cum ar fi atomul de hidrogen.
În metan, un singur atom de carbon împarte cei patru electroni ai săi cu patru atomi de hidrogen, fiecare cu un singur electron comun. Partajarea înseamnă că opt electroni sunt distribuiți peste atomii de carbon și hidrogen, astfel încât cojile diferite să fie pline în momente diferite. Metanul este un exemplu de legătură covalentă stabilă.
În funcție de atomii implicați, reacțiile chimice pot duce la numeroase combinații de legături, deoarece electronii sunt transferați și împărțiți în diferite aranjamente stabile. Două dintre cele mai importante caracteristici ale unei reacții chimice sunt configurațiile electronice modificate și stabilitatea produselor reacției.