化學反應的分類
化學反應是化學運動的基本形式。化學反應雖然看起來複雜紛紜,令人眼花瞭亂,然而隻要掌握了其中的內在規律,就可以按照一定的標準,對無數的化學反應進行不同的分類。
一、以反應形式進行的分類
是化學反應的最簡單、最常用的分類形式。它把反應分為分解反應、化合反應、置換反應和複分解反應等。這是人們都很熟悉的分類。
二、以反應中電子得失進行的分類
人們發現,如果從元素的化合價變化來分析,則上述四種基本類型的反應實際上隻屬於兩大類,即氧化還原反應和非氧化還原反應。自從1897年發現電子後人們又進一步認識到,元素化合價的變化實質就是它們在反應過程中有無電子得失造成的。人們依此又進一步認識到:
1.參加反應的物質各元素在反應前後都沒有電子得失,即化合價均未發生變化的反應,稱為非氧化還原反應。例如
CaO+SiO2=CaO·SiO2(1)
NH4OHNH3↑+H2O(2)
CaCO3CaO+CO2↑(3)
CaO+H2O=Ca(OH)2(4)
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(5)
由此可見,非氧化還原反應可以是化合反應,如反應(1)、(4);也可以是分解反應,如反應(2)、(3);還可以是複分解反應,如反應(5)。
2.參加反應的物質中某些元素在反應前後失去或得到了電子,即其化合價發生了變化的反應,稱為氧化還原反應。例如,
2H2+O2=2H2O(6)
4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑(7)
H2+Cl22HCl↑(8)
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑(9)
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu(10)
Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl(11)
可見,氧化還原反應可以是化合反應如反應(6)、(8)和分解反應如反應(7);也可以是置換反應如反應(9)、(10)、(11);但氧化還原反應不包括複分解反應。
三、以反應中化學粒子特征進行的分類
化學反應可分為分子反應、離子反應和原子反應三大類。
1.分子反應。例如在有機化學中,由一些簡單分子結合成比較大的分子的聚合反應,即為分子反應,例如乙烯可聚合為聚乙烯的反應。
nCH2=CH2=CH2-CH2n
2.離子反應。在無機反應中經常遇到,已為人們所熟知,例如:
H++Cl-+Na++OH-=H2O+Na++Cl-
或寫成:
H++OH-=H2O
3.原子反應。例如:
2H2+O2=2H2O
四、以反應中其它特征進行的分類
主要有以下幾種分類:
1.按化學反應的可逆性分類。可以分為可逆反應和不可逆反應。
2.按化學反應的熱效應分類。可以把所有的反應分為放熱反應和吸熱反應兩大類。
3.按反應機理的繁簡程度與彼此間的關係分類。可以分成簡單反應和複雜反應。對複雜反應又可按基元步驟間的關係不同,再分為平行反應、連續反應和對峙反應等。
4.按反應物的性質分類。可分為無機反應、有機反應和生化反應等。
5.按反應的動力學特性分類。可分為零級反應、一級反應、二級反應和多級反應等;另外,還可以把反應分成單分子反應、雙分子反應和三分子反應。
6.按引起化學反應的原因不同分類。可以把反應分為熱化學反應、光化學反應以及核化學反應等。
7.從反應物質所處狀態不同進行分類。又可以分成氣相反應、液相反應、固相反應和多相反應等。
由於分類的標準不同,化學反應可以進行多種多樣的分類,以適應不同情況的需要,使複雜的化學反應知識係統化。