Kemijske reakcije se zgodijo, ko si atomi dveh ali več snovi izmenjujejo ali delijo elektrone. V reakciji nastajajo atomi in molekule z elektroni, ki so drugače razporejeni. Spremenjena konfiguracija atomov vključuje spremembo energije, kar pomeni, da kemična reakcija oddaja ali absorbira svetlobo, toploto ali elektriko. Za ločitev atomov v prvotno stanje je treba energijo odstraniti ali zagotoviti.
Kemijske reakcije urejajo številne procese vsakdanjega življenja in so lahko tako z atomi kot tudi nadvse zapletene molekule, ki vstopajo v reakcijo in tvorijo popolnoma različne kombinacije atomov in molekul kot produkti reakcija. Različne vrste reakcij in način izmenjave ali izmenjave elektronov lahko proizvedejo različne izdelke, kot so plastika, zdravila in detergenti.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Med kemijsko reakcijo atomi prvotnih snovi pridobijo, izgubijo ali delijo svoje elektrone z tistimi snovi, s katerimi reagirajo. Reakcija ustvarja nove snovi, sestavljene iz nove kombinacije atomov in drugačne konfiguracije elektronov.
Atomi v kemijski reakciji
Atomi so sestavljeni iz jedra in okoliških elektronov. Elektroni se razporejajo v lupine okoli jedra in vsaka lupina ima prostor za določeno število elektronov. Na primer, v najbolj notranji lupini atoma je prostor za dva elektrona. Naslednja školjka ima prostora za osem. Tretja lupina ima tri podlupine, ki imajo prostor za dva, šest in 10 elektronov. V kemičnih reakcijah sodelujejo le elektroni v najbolj zunanji lupini ali valentni lupini.
Atom se vedno začne s fiksnim številom elektronov, ki je določeno z atomskim številom. Elektroni atomskega števila napolnijo elektronske lupine od znotraj navzven, preostali elektroni pa ostanejo v zunanji lupini. Elektroni v zunanji valentni lupini določajo, kako se atom obnaša, ali jemlje, daje ali delitev elektronov za sodelovanje v kemijskih reakcijah in za tvorbo dveh vrst kemičnih vezi: ionske in kovalentno.
Jonske vezi
Atomi so najbolj stabilni, ko so njihove valentne elektronske lupine polne. Odvisno od atomskega števila atoma to lahko pomeni, da imamo v zunanji lupini dva, osem ali več elektronov. Eden od načinov za dokončanje lupin je, da jih atomi, ki imajo v svoji valentni lupini enega ali dva elektrona, podarijo atomom, ki jim v zunanji lupini manjka en ali dva. Takšne kemične reakcije vključujejo izmenjavo elektronov med dvema ali več atomi z nastalo snovjo, sestavljeno iz dveh ali več ionov.
Na primer, natrij ima atomsko število 11, kar pomeni, da ima najbolj notranja lupina dva elektrona; naslednja lupina jih ima osem, najbolj zunanja valentna lupina pa eno. Natrij bi lahko imel popolnoma zunanjo lupino, če bi doniral svoj dodaten elektron. Klor pa ima atomsko število 17. To pomeni, da ima dva elektrona v svoji notranji lupini, osem v naslednji lupini, dva v naslednji lupini in pet v najbolj zunanji lupini, kjer je prostora za šest. Klor lahko svojo zunanjo lupino dopolni s sprejemom dodatnega elektrona.
Pravzaprav natrij in klor reagirata s svetlo rumenim plamenom in tako tvorita novo spojino, natrijev klorid ali kuhinjsko sol. V tej kemični reakciji vsak atom natrija daje svoj zunanji elektron atomu klora. Natrijev atom postane pozitivno nabit ion, klor pa negativno nabit. Dva različno nabita iona se privlačita, da tvorita stabilno molekulo natrijevega klorida z ionsko vezjo.
Kovalentne obveznice
Številni atomi imajo v svoji valentni lupini več kot en ali dva elektrona, toda odpoved treh ali štirih elektronov bi lahko preostali atom naredila nestabilnega. Namesto tega takšni atomi sklenejo dogovor o delitvi z drugimi atomi, da tvorijo kovalentno vez.
Na primer, ogljik ima atomsko številko šest, kar pomeni, da ima dva elektrona v svoji notranji lupini in štiri v drugi lupini s prostorom za osem. V teoriji se lahko ogljikov atom odpove svojim štirim najbolj oddaljenim elektronom ali sprejme štiri elektrone, da zaključi svojo najbolj zunanjo lupino in tvori ionsko vez. V praksi atom ogljika tvori kovalentno vez z drugimi atomi, ki si lahko delijo elektrone, kot je atom vodika.
V metanu si en atom ogljika deli štiri elektrone s štirimi atomi vodika, vsak z enim skupnim elektronom. Skupna raba pomeni, da se osem elektronov porazdeli po atomih ogljika in vodika tako, da so različne lupine polne ob različnih časih. Metan je primer stabilne kovalentne vezi.
Odvisno od vpletenih atomov lahko kemične reakcije povzročijo številne kombinacije vezi, saj se elektroni prenašajo in delijo v različnih stabilnih ureditvah. Dve najpomembnejši značilnosti kemijske reakcije sta spremenjena elektronska konfiguracija in stabilnost produktov reakcije.