Хімічні реакції перетворюють речовини на нові матеріали з іншим хімічним складом, ніж вихідні сполуки або елементи. За типом реакції, відомим як одноразове заміщення або одноразове витіснення, один елемент замінює інший елемент у сполуці. Елемент, який замінює інший у сполуці, як правило, більш реактивний, ніж елемент, який він витісняє. У цих реакціях один елемент завжди реагує зі сполукою, і ви в результаті отримуєте елемент і сполуку як продукти.
Метали у водному розчині
Якщо ви помістите мідний дріт у водний розчин нітрату срібла, ви отримаєте кристали металевого срібла та розчин нітрату міді. У цій реакції мідний елемент замінює срібло в нітратному з'єднанні. Подібним чином, якщо ви поміщаєте цинк у водний розчин нітрату міді, цинк замінює мідь в одній реакції заміщення. Продуктами цієї хімічної реакції є мідь і нітрат цинку.
Метали в кислоті
Деякі метали та кислоти вступають в одиночні реакції заміщення. Цинк, занурившись у соляну кислоту, витіснить водень із соляної кислоти і утворить хлорид цинку, залишаючи атоми водню іншим продуктом реакції. Взагалі метали витіснять водень з кислоти, згідно з даними кафедри гіперфізики університету штату Джорджія. Інші приклади включають реакцію між магнієм та соляною кислотою, яка утворює магній хлорид і водень, а також калій і сірчана кислота, які утворюють сульфат калію та водень газ.
Термітна реакція
Термітна реакція між оксидом заліза та алюмінієм є єдиною реакцією заміщення, яка є екзотермічною, тобто вона віддає тепло. Екстремального тепла, що виділяється в результаті цієї реакції, достатньо для плавлення залізного продукту. У реакції алюміній замінює залізо, тому продуктами є залізо та оксид алюмінію. Ця реакція також є реакцією відновлення окислення або окислювально-відновною реакцією, при якій алюміній окислюється з утворенням оксиду алюмінію, оскільки оксид заліза відновлюється до молекул заліза.
Неметалеві реакції
Хоча багато реакцій одиночної заміни включають заміщення металів один одного, заміни можуть відбуватися між неметалами. Наприклад, галоген-хлор витіснить бром у сполуці броміду натрію, оскільки галоген є більш реактивним, ніж бром. Отриманими продуктами є хлорид натрію та бром. Подібним чином бром замінює йод у реакції між бромом та йодидом калію або йодидом кальцію. Ці реакції відбуваються, оскільки бром є більш реактивним, ніж йод.