Elektroni, ki krožijo okoli jedra atoma, so odgovorni za sposobnost tega atoma, da sodeluje v kemijskih reakcijah. Vse vrste kemičnih snovi lahko reagirajo med seboj, od posameznih atomov ali ionov do kompleksnih spojin. Kemične reakcije lahko potekajo na različne načine, posamezne nadomestne reakcije pa so ena od vrst reakcij.
Kemične reakcije
Kemične reakcije so temelj vseh življenjskih procesov in tudi sprememb neživih vidikov različnih okolij po vsem planetu. V kemijski reakciji kemične vrste, bodisi atomi, molekule ali zapletene spojine, medsebojno vplivajo in se spremenijo v različne kemijske vrste. Nekatere reakcije se lahko pojavijo spontano, brez vnosa energije, medtem ko druge reakcije zahtevajo premagovanje energetske pregrade, preden reakcija lahko nadaljuje.
Vrste reakcij
Obstajajo številni načini, na katere lahko kemične vrste med kemijsko reakcijo dejansko medsebojno sodelujejo. Pri sinteznih reakcijah dve ali več kemičnih snovi reagira in tvori novo kemijsko spojino. Pri razgradnji pa se bolj zapletena spojina dejansko razgradi na dve ali več enostavnejših snovi. Reakcije enojne in dvojne zamenjave vključujejo izmenjavo kemičnih vrst med reagirajočimi snovmi, tako da prvotne reakcijske spojine postanejo nove spojine izdelka.
Posamezna zamenjava
Enkratne nadomestne reakcije so preproste reakcije oblike A + BC, ki da AC + B. Spojina BC reagira z elementom A in pride do preklopa, pri čemer element A zavzame mesto elementa B v spojini. Rezultat teh reakcij je tvorba nove spojine AC in sproščanje elementa B. Enkratna nadomestna reakcija se bo zgodila le, če bo element, ki se izpodriva iz spojine, manj reaktiven kot element, ki izvaja izpodrivanje.
Anioni in kationi
Anioni so atomi ali molekule, ki imajo neto negativni naboj, kar pomeni, da ima atom ali molekula pridobil enega ali več nabitih elektronov iz drugega atoma ali molekule in tako zdaj nosi presežek negativnega napolniti. Po drugi strani imajo kationi pozitiven naboj, ker so izgubili enega ali več elektronov in pozitivni naboj protonov v jedru ni uravnotežen. Kationne in anionske vrste se lahko medsebojno privlačijo in tvorijo novo molekulo z ionsko vezjo.
Anionska in kationna enojna zamenjava
Pri anionski zamenjavi anion reagira z drugo ionsko molekulo. Jonska molekula je sestavljena iz aniona in kationa in izgubi svoj anion ter ga nadaljuje z novim reakcijskim anionom, ko reakcija poteka. Pri kationni zamenjavi kation reagira z ionsko molekulo, sestavljeno iz aniona in kationa, in spet pride do zamenjave, pri čemer novi kation nadomesti stari kation. V obeh primerih je rezultat nova ionska molekula in sprostitev vrste, ki je bila nadomeščena.