Энциклопедия

Классификация химических реакций

Все многообразие химических реакций в органической химии можно классифицировать, используя различные критерии. Некоторые из них уже приводились ранее. 

Классификация по числу реагирующих частиц

Мономолекулярные, реакции первого порядка:

(СН3 )3ССl →(СН3 )3С+ + Сl—

бимолекулярные, реакции второго порядка:

СНзВr + NaOH→ СНзОН + NaBr

тримолекулярные, реакции третьего порядка:

Классификация по результатам реакции

Присоединение

Присоединение характерно для непредельных органических
соединений. В таких реакциях тройная связь превращается в двойную, а двойная в ординарную:

В реакциях присоединения ΔS отрицательно, так как возможности (степени свободы) трансляции уменьшаются. Величина ΔН также отрицательна. Реакции идут при умеренных температурах.

Реакции отщепления (элиминирования)

Элиминирование (отщепление) — процесс, обратный присоединению, в результате которого отщепляются простые или сложные вещества:

Очевидно, что ΔS положительно. Такие реакции возможны при достаточно высоких температурах, а отщепляются обычно термодинамически стабильные частицы (Н2O , СО, СO2 и др.).

Реакции замещения

Замещение. В реакциях этого типа атом или группа атомов в соединении замещаются на другой атом или группу атомов:

СН4 + Сl2 → СН3Сl + НСl
СН3СН2Сl + Н2O → СН3СН2ОН + НСl

Реакции, в которых одним из реагентов является растворитель, называют сольволизом (гидролиз, алкоголиз, аммонолиз — соответственно вода, спирт, аммиак). Если в результате реакции замещения отщепляются вода, спирт, аммиак, то говорят о реакции конденсации:

Общее число частиц в реакциях замещения не изменяется, то есть ΔS ≈ 0.

Перегруппировка, изомеризация.

В результате перегруппировки атомы или атомные группы внутри молекулы меняются местами, иногда без сохранения элементного состава, например при пинакон-пинаколиновой перегруппировке:

При изомеризации, частном случае перегруппировки элементный состав сохраняется.

Многие перегруппировки обратимы. Если структурные изомеры находятся в состоянии равновесия, то такие изомеры называются таутомерами, то есть таутомерия является частным случаем реакции изомеризации. На величину ΔS в таких реакциях более существенное влияние оказывает изменение степени свободы вращательного движения.

Окисление и восстановление.

Как и для неорганических, весьма распространенными для органических соединений являются окислительно-восстановительные реакции.

  • Окисление — образование новых связей углерода с более электроотрицательными элементами (галогены, кислород, азот, сера, фосфор и др.), но обычно с кислородом.
  • Восстановление — образование новых связей С—Н.

Классификация по природе реагирующих частиц

Гомолитические (радикальные) реакции

Гомолитические (радикальные) реакции идут с участием радикалов — частиц с неспаренным электроном:


СН4 + Сl• → СH3• +НСl

Гетеролитические (ионые) реакции

Гетеролитические (ионные) реакции идут с участием ионов, а также частиц с неподеленной парой электронов или вакантной орбиталью, то есть нуклеофилов и электрофилов. Если атакующая частица (реагент) является нуклеофилом, то говорят, что реакция нуклеофильная, если электрофил, то реакция электрофильная:Объект атаки называется субстратом. Деление взаимодействующих частиц на субстрат и реагент достаточно условно, обычно
последним является более простая, активная частица.

 

Автор:
Источник: Органическая химия, А.М. Ким
Дата в источнике: 2002г
Юлия Нестерова

Поделиться
Опубликовано
Юлия Нестерова

Недавние сообщения

Нержавеющий круг в химической промышленности: почему состав стали важнее внешнего вида

В промышленной практике выбор металлопроката редко сводится к геометрическим параметрам. Диаметр, длина и допуски важны,…

7 часов тому назад

Фрагментация металлических нанокластеров на оксидных поверхностях: новое исследование

Представьте, что на поверхность оксида железа садится нанокластер — крошечная частица, в которой ровно столько-то…

1 день тому назад

Evonik, Toyotsu Chemiplas и Sanyo Chemical берутся за рециклинг полиуретановой пены в Японии

Полиуретановая пена — материал настолько привычный, что о его судьбе после окончания срока службы обычно…

3 дня тому назад

Паровая обработка выстроила мягкие квазикристаллы: молекулы научили идти «обратным маршрутом»

Мягкие квазикристаллы — это когда молекулы собираются в узор, который не повторяется как обычная решётка,…

4 дня тому назад

Асимметричный автокатализ дождался Нобеля: Каган и Соаи получили премию спустя 25 лет

Спустя четверть века после скандала 2001 года Нобелевский комитет всё-таки отметил работу, которая объясняет, как…

5 дней тому назад

Астрохимия — что это такое и чем отличается от обычной химии

Химия как наука не ограничивается стенами лабораторий и промышленных реакторов. Те же законы, которые управляют…

2 недели тому назад