التفاعلات الكيميائية هي العمليات التي يتغير فيها تكوين المواد. تحدث التفاعلات الكيميائية عندما تتفاعل الذرات أو الجزيئات مع بعضها البعض لتكوين مواد جديدة. يمكن أن تكون التفاعلات الكيميائية إما بسيطة أو معقدة، ويمكن أن تحدث في مجموعة متنوعة من الظروف.
1. التفاعلات التجميعية
التفاعلات التجميعية هي التفاعلات التي تتحد فيها ذرتان أو أكثر أو جزيئان أو أكثر لتكوين مركب جديد. على سبيل المثال، عندما يتفاعل الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء، يحدث تفاعل تجميعي.
تفاعل الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء:
2H2 + O2 → 2H2O
في هذا التفاعل، تتحد ذرتان من الهيدروجين مع ذرة أكسجين لتكوين جزيء ماء.
تفاعل الكربون والأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون:
C + O2 → CO2
في هذا التفاعل، تتحد ذرة كربون مع ذرتين من الأكسجين لتكوين جزيء ثاني أكسيد الكربون.
تفاعل النيتروجين والهيدروجين لتكوين الأمونيا:
N2 + 3H2 → 2NH3
في هذا التفاعل، تتحد ذرتان من النيتروجين مع ثلاث ذرات هيدروجين لتكوين جزيئين من الأمونيا.
2. التفاعلات الانحلالية
التفاعلات الانحلالية هي التفاعلات التي يتحلل فيها مركب واحد إلى ذرات أو جزيئات أبسط. على سبيل المثال، عندما يتحلل الماء إلى الهيدروجين والأكسجين، يحدث تفاعل انحلالي.
تحلل الماء إلى الهيدروجين والأكسجين:
2H2O → 2H2 + O2
في هذا التفاعل، ينفصل جزيء الماء إلى ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين.
تحلل ثاني أكسيد الكربون إلى الكربون والأكسجين:
CO2 → C + O2
في هذا التفاعل، ينفصل جزيء ثاني أكسيد الكربون إلى ذرة كربون وذرتين من الأكسجين.
تحلل الأمونيا إلى النيتروجين والهيدروجين:
2NH3 → N2 + 3H2
في هذا التفاعل، ينفصل جزيئان من الأمونيا إلى ذرتين من النيتروجين وثلاث ذرات هيدروجين.
3. تفاعلات الإحلال
تفاعلات الإحلال هي التفاعلات التي يحل فيها ذرة أو جزيء محل ذرة أو جزيء آخر في مركب. على سبيل المثال، عندما يحل الصوديوم محل الهيدروجين في الماء، يحدث تفاعل إحلال.
تفاعل الصوديوم والماء لتكوين هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
في هذا التفاعل، يحل ذرتا صوديوم محل ذرتين من الهيدروجين في الماء لتكوين هيدروكسيد الصوديوم والهيدروجين.
تفاعل الكلور والهيدروجين لتكوين حمض الهيدروكلوريك:
H2 + Cl2 → 2HCl
في هذا التفاعل، تحل ذرتان من الكلور محل ذرتين من الهيدروجين في جزيء الهيدروجين لتكوين حمض الهيدروكلوريك.
تفاعل المغنيسيوم والأكسجين لتكوين أكسيد المغنيسيوم:
2Mg + O2 → 2MgO
في هذا التفاعل، تحل ذرتان من المغنيسيوم محل ذرتين من الأكسجين في جزيء الأكسجين لتكوين أكسيد المغنيسيوم.
4. التفاعلات الاتحادية
التفاعلات الاتحادية هي التفاعلات التي تتحد فيها ذرات أو جزيئات مختلفة لتكوين مركب جديد. على سبيل المثال، عندما يتحد الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء، يحدث تفاعل اتحادي.
تفاعل الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء:
2H2 + O2 → 2H2O
في هذا التفاعل، تتحد ذرتان من الهيدروجين مع ذرة أكسجين لتكوين جزيء ماء.
تفاعل ثاني أكسيد الكربون والماء لتكوين حمض الكربونيك:
CO2 + H2O → H2CO3
في هذا التفاعل، يتحد جزيء ثاني أكسيد الكربون مع جزيء ماء لتكوين حمض الكربونيك.
تفاعل النيتروجين والهيدروجين لتكوين الأمونيا:
N2 + 3H2 → 2NH3
في هذا التفاعل، تتحد ذرتان من النيتروجين مع ثلاث ذرات هيدروجين لتكوين جزيئين من الأمونيا.
5. تفاعلات الأكسدة والاختزال
تفاعلات الأكسدة والاختزال هي التفاعلات التي تتغير فيها حالة أكسدة ذرات العناصر. الأكسدة هي فقدان الإلكترونات، والاختزال هو اكتساب الإلكترونات.
تفاعل الحديد والأكسجين لتكوين أكسيد الحديد:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
في هذا التفاعل، يتأكسد الحديد من حالة أكسدة 0 إلى حالة أكسدة +3، ويختزل الأكسجين من حالة أكسدة 0 إلى حالة أكسدة -2.
تفاعل المغنيسيوم وحمض الهيدروكلوريك لتكوين كلوريد المغنيسيوم والهيدروجين:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
في هذا التفاعل، يتأكسد المغنيسيوم من حالة أكسدة 0 إلى حالة أكسدة +2، ويختزل الهيدروجين من حالة أكسدة +1 إلى حالة أكسدة 0.
تفاعل الزنك والنحاس في محلول كبريتات النحاس:
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
في هذا التفاعل، يتأكسد الزنك من حالة أكسدة 0 إلى حالة أكسدة +2، ويختزل النحاس من حالة أكسدة +2 إلى حالة أكسدة 0.
6. تفاعلات الحمض والقاعدة
تفاعلات الحمض والقاعدة هي التفاعلات التي تتفاعل فيها الأحماض والقواعد مع بعضها البعض لتكوين ملح وماء. الأحماض هي المركبات التي تتبرع بالبروتونات (H+)، والقواعد هي المركبات التي تقبل البروتونات (H+).
تفاعل حمض الهيدروكلوريك و هيدروكسيد الصوديوم لتكوين كلوريد الصوديوم والماء:
HCl + NaOH → NaCl + H2O
في هذا التفاعل، يتبرع حمض الهيدروكلوريك بالبروتونات، وتقبل هيدروكسيد الصوديوم البروتونات، مما يؤدي إلى تكون ملح كلوريد الصوديوم والماء.
تفاعل حمض الكبريتيك و هيدروكسيد البوتاسيوم لتكوين كبريتات البوتاسيوم والماء:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
في هذا التفاعل، يتبرع حمض الكبريتيك بالبروتونات، وتقبل هيدروكسيد البوتاسيوم البروتونات، مما يؤدي إلى تكون ملح كبريتات البوتاسيوم والماء.
تفاعل حمض النتريك و هيدروكسيد الأمونيوم لتكوين نترات الأمونيوم والماء:
HNO3 + NH4OH → NH4NO3 + H2O
في هذا التفاعل، يتبرع حمض النتريك بالبروتونات، وتقبل هيدروكسيد الأمونيوم البروتونات، مما يؤدي إلى تكون ملح نترات الأمونيوم والماء.
7. تفاعلات الاحتراق
تفاعلات الاحتراق هي التفاعلات التي يتفاعل فيها الوقود مع الأكسجين لإنتاج الطاقة الحرارية والضوئية. الوقود هي المواد التي تحتوي على الطاقة الكيميائية التي يمكن تحويلها إلى طاقة حرارية وضوئية.