Chemické reakcie prebiehajú, keď si atómy dvoch alebo viacerých látok vymieňajú alebo zdieľajú elektróny. Reakcia produkuje atómy a molekuly s rozdielne usporiadanými elektrónmi. Zmenená konfigurácia atómov zahŕňa zmenu energie, čo znamená, že chemická reakcia vydáva alebo absorbuje svetlo, teplo alebo elektrinu. Na druhej strane, aby sa atómy oddelili do pôvodného stavu, musí sa z nich odstrániť alebo poskytnúť energia.
Chemické reakcie riadia mnohé procesy každodenného života a môžu byť mimoriadne komplikované, pokiaľ ide o atómy aj molekuly vstupujúce do reakcie a produkujúce úplne odlišné kombinácie atómov a molekúl ako produktov z reakcia. Rôzne typy reakcií a spôsob výmeny alebo zdieľania elektrónov môžu produkovať také rôzne produkty, ako sú plasty, lieky a čistiace prostriedky.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Počas chemickej reakcie atómy pôvodných látok získavajú, strácajú alebo zdieľajú svoje elektróny s elektrónmi látok, s ktorými reagujú. Reakcia vytvára nové látky zložené z novej kombinácie atómov a odlišnej konfigurácie elektrónov.
Atómy v chemickej reakcii
Atómy pozostávajú z jadra a okolitých elektrónov. Elektróny sa usporiadajú v škrupinách okolo jadra a každá škrupina má priestor na stály počet elektrónov. Napríklad najvnútornejšia škrupina atómu má miesto pre dva elektróny. V ďalšej škrupine je miesto pre osem. Tretia škrupina má tri čiastkové škrupiny, v ktorých je miesto pre dva, šesť a 10 elektrónov. Chemických reakcií sa zúčastňujú iba elektróny v najvzdialenejšom obale alebo vo valenčnom obale.
Atóm vždy začína stanoveným počtom elektrónov daným atómovým číslom. Elektróny s atómovým číslom plnia elektrónové škrupiny zvnútra von, zvyšné elektróny nechávajú vo vonkajšom obale. Elektróny vo vonkajšej valenčnej škrupine určujú, ako sa atóm správa, či už berie, dáva alebo spoločné elektróny na účasť na chemických reakciách a na formovanie dvoch druhov chemických väzieb: iónové a kovalentný.
Iónové dlhopisy
Atómy sú najstabilnejšie, keď sú ich valenčné elektrónové obaly plné. V závislosti od atómového čísla atómu to môže znamenať mať dva, osem alebo viac elektrónov vo vonkajšom obale. Jedným zo spôsobov, ako dokončiť škrupiny, je to, že atómy, ktoré majú vo valenčnej škrupine jeden alebo dva elektróny, ich darujú atómom, ktorým v najokrajovejšej škrupine chýbajú jeden alebo dva. Takéto chemické reakcie zahŕňajú výmenu elektrónov medzi dvoma alebo viacerými atómami s výslednou látkou zloženou z dvoch alebo viacerých iónov.
Napríklad sodík má atómové číslo 11, čo znamená, že najvnútornejšia škrupina má dva elektróny; ďalšia škrupina má osem a najvzdialenejšia valenčná škrupina jednu. Sodík by mohol mať úplnú vonkajšiu škrupinu, keby daroval svoj extra elektrón. Chlór má naopak atómové číslo 17. To znamená, že má vo svojej vnútornej škrupine dva elektróny, osem v ďalšej škrupine, dva v nasledujúcej škrupine a päť v najokrajovejšej škrupine, kde je miesto pre šesť. Chlór môže dokončiť svoj najvzdialenejší obal prijatím ďalšieho elektrónu.
Sodík a chlór v skutočnosti reagujú s jasne žltým plameňom za vzniku novej zlúčeniny, chloridu sodného alebo kuchynskej soli. Pri tejto chemickej reakcii dáva každý atóm sodíka svoj jediný vonkajší elektrón atómu chlóru. Atóm sodíka sa stáva kladne nabitým iónom a atóm chlóru záporne nabitý. Dva rôzne nabité ióny priťahujú a tvoria stabilnú molekulu chloridu sodného s iónovou väzbou.
Kovalentné väzby
Mnoho atómov má vo svojej valenčnej škrupine viac ako jeden alebo dva elektróny, ale vzdanie sa troch alebo štyroch elektrónov môže spôsobiť, že zostávajúci atóm bude nestabilný. Namiesto toho tieto atómy vstupujú do spoločného zdieľania s inými atómami a vytvárajú kovalentnú väzbu.
Napríklad uhlík má atómové číslo šesť, čo znamená, že má dva elektróny vo vnútornom obale a štyri v druhom obale s priestorom pre osem. Teoreticky by sa atóm uhlíka mohol vzdať svojich štyroch najvzdialenejších elektrónov alebo prijať štyri elektróny, aby dokončil svoj najvzdialenejší obal a vytvoril iónovú väzbu. V praxi atóm uhlíka vytvára kovalentnú väzbu s inými atómami, ktoré môžu zdieľať elektróny, napríklad s atómom vodíka.
V metáne jediný atóm uhlíka zdieľa svoje štyri elektróny so štyrmi atómami vodíka, každý s jedným spoločným elektrónom. Zdieľanie znamená, že osem elektrónov je distribuovaných cez atómy uhlíka a vodíka tak, že rôzne obaly sú plné v rôznych časoch. Metán je príkladom stabilnej kovalentnej väzby.
V závislosti od zúčastnených atómov môžu chemické reakcie viesť k mnohým kombináciám väzieb, keď sa elektróny prenášajú a zdieľajú v rôznych stabilných usporiadaniach. Dva z najdôležitejších znakov chemickej reakcie sú zmenené konfigurácie elektrónov a stabilita produktov reakcie.