ความแตกต่างระหว่างการเปลี่ยนประจุประจุลบและประจุบวก

อิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียสของอะตอมมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความสามารถของอะตอมในปฏิกิริยาเคมี สารเคมีทุกชนิดสามารถทำปฏิกิริยาซึ่งกันและกัน ตั้งแต่อะตอมเดี่ยวหรือไอออนไปจนถึงสารประกอบเชิงซ้อน ปฏิกิริยาเคมีสามารถเกิดขึ้นได้โดยใช้กลไกต่างๆ มากมาย และปฏิกิริยาการแทนที่ครั้งเดียวเป็นกลุ่มของปฏิกิริยาประเภทหนึ่ง

ปฏิกิริยาเคมีเป็นรากฐานของกระบวนการชีวิตทั้งหมดและการเปลี่ยนแปลงในด้านสิ่งไม่มีชีวิตของสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันทั่วโลก ในปฏิกิริยาเคมี สปีชีส์เคมี ไม่ว่าจะเป็นอะตอม โมเลกุล หรือสารประกอบที่ซับซ้อน จะมีปฏิกิริยาต่อกันและเปลี่ยนแปลงไปเป็นสารเคมีชนิดต่างๆ ปฏิกิริยาบางอย่างสามารถเกิดขึ้นได้เองตามธรรมชาติ โดยไม่ต้องป้อนพลังงาน ในขณะที่ปฏิกิริยาอื่นๆ จำเป็นต้องมีการเอาชนะอุปสรรคด้านพลังงานก่อนที่จะเกิดปฏิกิริยา

มีหลายวิธีที่สารเคมีสามารถโต้ตอบกันระหว่างปฏิกิริยาเคมีได้ ในปฏิกิริยาสังเคราะห์ สารเคมีตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างสารประกอบทางเคมีใหม่ ในการสลายตัว ในทางกลับกัน สารประกอบที่ซับซ้อนกว่าจริง ๆ แล้วแบ่งออกเป็นสองสารที่ง่ายกว่า ปฏิกิริยาการแทนที่แบบเดี่ยวและแบบคู่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนชนิดพันธุ์ทางเคมีระหว่างสารที่ทำปฏิกิริยาเพื่อให้สารประกอบที่ทำปฏิกิริยาเดิมกลายเป็นสารประกอบของผลิตภัณฑ์ใหม่

ปฏิกิริยาการแทนที่เดี่ยวเป็นปฏิกิริยาง่าย ๆ ในรูปแบบ A + BC ให้ AC + B สารประกอบ BC ทำปฏิกิริยากับธาตุ A และเกิดสวิตช์ โดยธาตุ A แทนที่องค์ประกอบ B ในสารประกอบ ปฏิกิริยาเหล่านี้ส่งผลให้เกิดสารประกอบใหม่, AC, และการปลดปล่อยองค์ประกอบ B ปฏิกิริยาการแทนที่เพียงครั้งเดียวจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อองค์ประกอบที่ถูกแทนที่จากสารประกอบมีปฏิกิริยาน้อยกว่าองค์ประกอบที่ทำการเปลี่ยน

แอนไอออนคืออะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุลบสุทธิ ซึ่งหมายความว่าอะตอมหรือโมเลกุลมี ได้รับอิเล็กตรอนที่มีประจุตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปจากอะตอมหรือโมเลกุลอื่น ดังนั้นตอนนี้จึงมีประจุลบมากเกินไป ค่าใช้จ่าย ในทางกลับกัน ประจุบวกมีประจุบวกเพราะมันสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัวหรือมากกว่า และประจุบวกของโปรตอนในนิวเคลียสจะไม่ถูกถ่วงดุล สปีชีส์ประจุบวกและประจุลบอาจดึงดูดกันและกันและก่อตัวเป็นโมเลกุลใหม่ผ่านพันธะไอออนิก

ในการแทนที่ด้วยประจุลบ ประจุลบจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลไอออนิกอีกตัวหนึ่ง โมเลกุลไอออนิกประกอบด้วยประจุลบและประจุบวก และสูญเสียประจุลบไป แทนที่ด้วยประจุลบที่ทำปฏิกิริยาใหม่ในขณะที่ปฏิกิริยาดำเนินไป ในการแทนที่ด้วยประจุบวก ไอออนบวกจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลไอออนิกที่ประกอบด้วยประจุลบและไอออนบวก และอีกครั้ง สวิตช์ก็เกิดขึ้น โดยมีไอออนบวกใหม่เข้ามาแทนที่ไอออนบวกเก่า ในทั้งสองกรณี ผลลัพธ์คือโมเลกุลไอออนิกใหม่และการปลดปล่อยของสปีชีส์ที่ถูกแทนที่