Биздин жашообузду элестетүү мүмкүн болбогон көптөгөн процесстер (дем алуу, тамак сиңирүү, фотосинтез жана ушул сыяктуулар) органикалык кошулмалардын (жана органикалык эместердин) ар кандай химиялык реакциялары менен байланышкан. Келгиле, алардын негизги түрлөрүн карап көрөлү жана туташуу (тиркеме) деп аталган процесске кененирээк токтололу.
Химиялык реакция деген эмне
Биринчиден, бул кубулуштун жалпы аныктамасын берген жөн. Каралып жаткан сөз айкашы ар кандай татаалдыктагы заттардын ар кандай реакцияларын билдирет, анын натыйжасында түпнускадан башкача продуктулар пайда болот. Бул процесске катышкан заттар "реагенттер" деп аталат.
Жазуу түрүндө органикалык кошулмалардын (жана органикалык эмес) химиялык реакциясы атайын теңдемелердин жардамы менен жазылат. Сыртынан караганда, алар кошуунун математикалык мисалдарына окшош. Бирок барабар белгинин ордуна ("=") жебелер ("→" же "⇆") колдонулат. Мындан тышкары, теңдеменин оң жагында, кээде болушу мүмкүнсолго караганда көбүрөөк заттар. Жебеге чейинки бардык нерсе реакция башталганга чейинки заттар (формуланын сол тарабы). Андан кийинкилердин баары (оң тарабы) болгон химиялык процесстин натыйжасында пайда болгон кошулмалар.
Химиялык теңдеменин мисалы катары электр тогунун таасири астында суунун суутек менен кычкылтекке ажыроо реакциясын карасак болот: 2H2O → 2H 2 ↑ + O2↑. Суу баштапкы реагент, ал эми кычкылтек менен суутек продуктылары болуп саналат.
Кошулмалардын химиялык реакциясынын дагы бир, бирок татаалыраак мисалы катары, жок дегенде бир жолу таттуу бышырган ар бир кожойкеге тааныш кубулушту карасак болот. Биз ашкана сиркеси менен соданы өчүрүү жөнүндө болуп жатабыз. Оруп жаткан аракет төмөнкү теңдеме менен сүрөттөлөт: CO2↑ + H2O. Мындан натрий гидрокарбонаты менен уксустун өз ара аракеттенүү процессинде уксус кислотасынын натрий тузу, суу жана көмүр кычкыл газы пайда боло тургандыгы көрүнүп турат.
Табигы боюнча химиялык процесстер физикалык жана ядролук процесстердин ортосунда.
Биринчисинен айырмаланып, химиялык реакцияларга катышкан кошулмалар курамын өзгөртүүгө жөндөмдүү. Башкача айтканда, бир заттын атомдорунан, суунун ажыроосу үчүн жогорудагы теңдемедегидей, бир нече башкалары түзүлүшү мүмкүн.
Ядролук реакциялардан айырмаланып, химиялык реакциялар өз ара аракеттенүүчү заттардын атомдорунун ядролоруна таасир этпейт.
Химиялык процесстердин кандай түрлөрү бар
Бирикмелердин реакцияларынын түрлөрү боюнча бөлүштүрүлүшү ар кандай жараша болоткритерийлер:
- Кайрылуу/кайтарымсыз.
- Катализдик заттардын жана процесстердин болушу/жоктугу.
- Жылуулукту сиңирүү/чыгаруу (эндотермиялык/экзотермикалык реакция).
- Фазалардын саны боюнча: бир тектүү/гетерогендүү жана эки гибриддик сорттор.
- Өз ара аракеттенүүчү заттардын кычкылдануу даражаларын өзгөртүү менен.
Органикалык эмес химиядагы химиялык процесстердин өз ара аракеттенүү ыкмасы боюнча түрлөрү
Бул критерий өзгөчө. Анын жардамы менен реакциянын төрт түрү бөлүнөт: байланыш, алмаштыруу, ажыроо (бөлүү) жана алмашуу.
Алардын ар биринин аты ал сүрөттөгөн процесске дал келет. Башкача айтканда, кошулмада заттар биригип, алмаштырууда - башка топторго алмашып, бир реагент ажыраганда бир нечеси пайда болот, ал эми алмашууда реакциянын катышуучулары өз ара атомдорду алмаштырышат
Органикалык химиядагы өз ара аракеттенүү ыкмасына ылайык процесстердин түрлөрү
Чоң татаалдыгына карабастан, органикалык кошулмалардын реакциялары органикалык эмес реакциялар сыяктуу эле принципте жүрөт. Бирок алардын бир аз башкача аталышы бар.
Ошентип, биригүү жана ажыроо реакциялары «кошуу», ошондой эле «ажылуу» (жоюу) жана түз органикалык ажыроо деп аталат (химиянын бул бөлүмүндө бөлүнүү процесстеринин эки түрү бар).
Органикалык кошулмалардын башка реакциялары алмаштыруу (аты өзгөрбөйт), кайра жайгашуу (алмашуу) жанаредокс процесстери. Механизмдеринин окшоштугуна карабастан, алар органикалык заттарда ар тараптуу.
Татаал химиялык реакция
Органикалык жана органикалык эмес химияда заттар кире турган процесстердин ар кандай түрлөрүн карап чыгып, кошулма жөнүндө кененирээк токтолуп кетүү керек.
Бул реакциянын бардык башка реакциялардан айырмасы, башында реагенттердин санына карабастан, финалда алардын баары бир нерсеге биригишет.
Мисалы катары акиташты өчүрүү процессин эстесек болот: CaO + H2O → Ca(OH)2. Бул учурда кальций оксиди (тез акиташ) менен суутек кычкылы (суу) кошулуу реакциясы жүрөт. Натыйжада кальций гидроксиди (өчүрүлгөн акиташ) пайда болуп, жылуу буу чыгат. Айтмакчы, бул процесс чындап эле экзотермикалык экенин билдирет.
Татаал реакция теңдемеси
Схемалык түрдө каралып жаткан процесс төмөнкүчө чагылдырылышы мүмкүн: A+BV → ABC. Бул формулада ABV жаңы пайда болгон татаал зат, А жөнөкөй реагент, ал эми BV комплекстүү кошулманын варианты.
Бул формула кошулуу жана кошулуу процессине да мүнөздүү экенин белгилей кетүү керек.
Каралып жаткан реакциянын мисалдары натрий оксиди менен көмүр кычкыл газынын өз ара аракеттенүүсү (NaO2 + CO2↑ (t 450) -550 ° С) → Na2CO3), ошондой эле кычкылтек менен күкүрт оксиди (2SO2+ O 2↑ → 2SO3).
Ошондой эле, бир нече комплексбайланыштар: AB + VG → ABVG. Мисалы, бирдей натрий оксиди жана суутек оксиди: NaO2 +Н2О → 2NaOH
Органикалык бирикмелердеги реакция шарттары
Мурунку теңдемеде көрсөтүлгөндөй, ар кандай деңгээлдеги татаалдыктагы заттар каралып жаткан өз ара аракеттенүүгө кире алат.
Мында, органикалык эмес тектүү жөнөкөй реагенттер үчүн кошулмалардын (A + B → AB) редокстук реакциялары мүмкүн.
Мисалы катары хлор хлоридин алуу процессин карасак болот. Бул үчүн хлор менен ферумдун (темир) ортосунда кошулма реакциясы жүргүзүлөт: 3Cl2↑ + 2Fe → 2FeCl3.
Эгер сөз татаал органикалык эмес заттардын (AB + VG → ABVG) өз ара аракеттешүүсү жөнүндө болсо, аларда процесстер алардын валенттүүлүгүнө таасир эткен да, таасир этпеген да болушу мүмкүн.
Буга мисал катары көмүр кычкыл газынан, суутек кычкылынан (суудан) жана ак тамак-аш боегу E170ден (кальций карбонатынан) кальций бикарбонатынын пайда болушунун мисалын карап көрөлү: CO2 ↑ + H 2O +CaCO3 → Ca(CO3) 2. Бул учурда классикалык кошулма реакциясы ишке ашат. Аны ишке ашыруу учурунда реагенттердин валенттүүлүгү өзгөрбөйт.
Бир аз кемчиликсиз (биринчиге караганда) химиялык теңдеме 2FeCl2 + Cl2↑ → 2FeCl3 жөнөкөй жана татаал органикалык эмес заттардын өз ара аракеттенүүсүндө редокс процессинин мисалыреагенттер: газ (хлор) жана туз (темир хлориди).
Органикалык химиядагы кошуу реакцияларынын түрлөрү
Төртүнчү абзацта айтылгандай, органикалык тектүү заттарда каралып жаткан реакция "кошуу" деп аталат. Эреже катары, ага кош (же үч) байланышы бар татаал заттар катышат.
Мисалы, дибромин менен этилендин ортосундагы реакция 1, 2-диброметандын пайда болушуна алып келет: (C2H4) CH 2=CH2 + Br2 → (C₂H₄Br₂) BrCH2 - CH2Br. Баса, мында барабар жана минус ("=" жана "-") сыяктуу белгилер теңдеме кошулма атомдорунун ортосундагы байланышты көрсөтөт. Бул органикалык заттардын формулаларын жазуу өзгөчөлүгү.
Кошулмалардын кайсынысы реагент катары иштешине жараша, каралып жаткан кошуу процессинин бир нече түрлөрү бар:
- Гидрогендөө (Н суутек молекулалары көп байланыш боюнча кошулат).
- Гидрогалогендөө (гидрогалогендөө кошулат).
- Галогендөө (галогендерди кошуу Br2, Cl2↑ жана ушул сыяктуулар).
- Полимеризация (бир нече төмөнкү молекулалуу бирикмелерден жогорку молекулалуу заттардын пайда болушу).
Кошуу реакциясынын мисалдары (кошуу)
Каралып жаткан процесстин түрлөрүн санап чыккандан кийин, кошулма реакциясынын кээ бир мисалдарын иш жүзүндө үйрөнүү керек.
Гидрогендөөнүн мисалы катары, сиз жасай аласызпропендин суутек менен аракеттешүүсүнүн теңдемесине көңүл буруңуз, анын натыйжасында пропан пайда болот: (С3Н6↑)-CH=CH2↑ + N2↑ → (C3N8↑) CH3-CH2-CH3↑.
Органикалык химияда хлорэтанды пайда кылуу үчүн туз кислотасы (органикалык эмес зат) менен этилендин ортосунда кошулма (кошуу) реакциясы пайда болушу мүмкүн: (C2H4↑) CH2=CH2↑ + HCl → CH3- CH2-Cl (C2H5Cl). Көрсөтүлгөн теңдеме гидрогалогендөөнүн мисалы.
Галогендештирүүгө келсек, аны 1,2-дихлорэтандын пайда болушуна алып келген дихлор менен этилендин ортосундагы реакция аркылуу көрсөтүүгө болот: (C2H4↑) CH2=CH2 + Cl2↑ → (C₂H₄Cl₂) ClCH 2-CH2Cl.
Органикалык химиянын эсебинен көптөгөн пайдалуу заттар пайда болот. Ультракызгылт көктүн таасири астында этилендин молекулаларынын полимеризациянын радикалдуу инициатору менен байланышы (кошулушу) мунун ырастоосу болуп саналат: n CH2 =CH2 (R жана UV жарыгы) → (-CH2-CH2-)n. Ушундай жол менен пайда болгон зат полиэтилен деген ат менен ар бир адамга жакшы белгилүү.
Таңгактын ар кандай түрлөрү, баштыктар, идиштер, түтүктөр,жылытуу материалдары жана башкалар. Бул заттын өзгөчөлүгү аны кайра иштетүү мүмкүнчүлүгү болуп саналат. Полиэтилен өзүнүн популярдуулугун ал чирип кетпегендигине байланыштуу, ошондуктан экологдор ага терс көз карашта. Бирок, акыркы жылдары полиэтилен буюмдарын коопсуз утилдештирүүнүн жолу табылды. Бул үчүн материал азот кислотасы (HNO3) менен иштетилет. Андан кийин бактериялардын айрым түрлөрү бул затты коопсуз компоненттерге айландыра алышат.
Байланыш реакциясы (тиркеме) жаратылышта жана адамдын жашоосунда маанилүү роль ойнойт. Кошумчалай кетсек, ал көп учурда илимпоздор тарабынан ар кандай маанилүү изилдөөлөр үчүн жаңы заттарды синтездөө үчүн лабораторияларда колдонулат.
