Formarea de roci și minerale, fotosinteza în frunze, contracția musculară și sinteza proteinelor în organismele vii - toate aceste transformări sunt însoțite de ruptură și formează o nesfârșită varietate de legături chimice.
Prima reacție chimică, pe care omul a învățat să o folosească conștient, a fost, poate, arsă. Desigur, focul pliat omul primitiv nu ar putea servi ca un mijloc de a obține orice substanță, cu toate acestea, căldură și lumină, elementele care însoțesc lemnul compus cu oxigenul adus beneficii inestimabilă pentru omenire.
Necesitatea de a produce mai multe și mai multe instrumente perfecte de muncă a dus la descoperirea metodelor de topire a metalelor din minereuri; acesta a fost începutul dezvoltării practice a reacțiilor de recuperare.
În Egiptul antic exista deja o producție considerabilă de metale; Egiptenii dețineau secretul de a face sticlă, știau cum să extragă și să utilizeze coloranți naturali, să concentreze vinul prin distilare.
Conform legendei, regina egipteana Cleopatra (secolul I î.Hr.. Oe.) Ca răspuns la un festival magnific, amenajat in onoarea ei, Mark Antony, să se dizolve într-un pahar de oțet perla nepretuit, în speranța în acest mod de oaspeți impresionante. Esența acestor exerciții chimice a fost Cleopatra, next - carbonat de calciu (calcar), din care, la 91-92% și constă în perle, reacționează cu acidul acetic format acetat de calciu insolubil, apă și dioxid de carbon care rezultă din:
CaCO3 + 2CH3COOH-Ca (OCOCH3) 2 + H20 + C02.
Desigur, regina nu a putut scrie această ecuație, cu toate acestea, nici o îndoială că cunoașterea chimică a vechii egipteni au fost foarte extinse. Un succes deosebit în chimia Preoți, folosind reacții chimice pentru a oferi servicii personaj misterios în temple. Aceasta a fost o reminiscență a, de exemplu, denumirea chimică, cum ar fi amoniac (în limba engleză - amoniac, Germană - Amoniac), care își are originea de zeul Amon, templul care este de a crea un „efect de fum“ amoniac utilizat (clorură de amoniu).
Perioada de alchimie a fost marcată de descoperirea unui număr mare de noi reacții și de noi substanțe; este foarte important că printre aceste substanțe există deja unele care nu existau în natură. Ele au fost create de om.
O trăsătură comună a tuturor chimiei până în secolul al XVIII-lea, a fost lipsa de înțelegere a reacțiilor chimice. În urma învățăturile și alchimiști Empedocle Aristotel credea că toate corpurile sunt un set de calități (deci speranța utopie atunci când se amestecă pentru a obține calitățile dorite ale metalelor nobile, în special aur). Nu a existat nicio idee despre adevăratele elemente chimice care formează substanțe reale atunci când sunt conectate unele cu altele în anumite raporturi; din acest motiv a fost adesea imposibil să se prevadă rezultatul unei reacții particulare.
Această dificultate a fost depășită în mare măsură în secolul al 19-lea, când victoria finală a doctrinei atomice-moleculare, au fost izolate în stare liberă a elementelor de bază ale teoriei structurii chimice a fost creat.
Ultimul secol a adus în prim-plan întrebări legate de natura legăturii chimice și dinamica transformărilor chimice. Acum suntem interesați nu numai de rezultatul final al reacției, ci și de modul în care se desfășoară, adică de mecanismul său. Acest lucru permite aplicarea în mod deliberat aceste sau alte transformări chimice pentru a produce substanțe dorite, alegerea corectă a catalizatorilor, condițiile de proces - cu alte cuvinte, fără necesitatea de a lucra orbește.
Ecuațiile chimice pe care cititorul le întâlneau la școală descriu, de fapt, tocmai rezultatul final al reacției; întrebarea cum și de ce apare, în lecțiile de școală, cel mai adesea, nici măcar nu a fost pusă.
Mai întâi, orice reacție poate începe numai dacă atomii de reacție se întâlnesc unul cu celălalt. Pentru ca două particule să se găsească în haosul atomic, trebuie să se miște destul de repede. Cu cât se mișcă mai repede, cu atât mai mult viteza mișcării lor haotice, cu atât mai mult cu cât se întâlnesc. Dacă particulele nu posedă energia necesară pentru asta, chimistii le "biciuie": ele cresc temperatura. Fiecare 10 ° crește rata de reacție de 2-3 ori.
Dar când comunicăm o anumită energie întregii "mulțimi" atomice, această energie este împărțită în mod egal între toate particulele. Unii primesc mai mult, unii mai puțin. Acei "norocoși" care au mai multă energie sunt excitați; și asta sunt, întâlnirea cu ceilalți și reacția chimică.
Să presupunem că două molecule s-au întâlnit: AB și SD. Și, după ce au reacționat, au dat două substanțe noi: AU și VD. Cum a evoluat relația lor în timpul reacției? Întâlnirea poate avea loc în două moduri. Ori ruperea legăturilor vechi și legarea altora noi are loc simultan; orice molecule care se întâlnesc dezlănțuie mâinile lor, rupe legăturile existente și acordă dreptul de a fi liberi la acea vreme; particulele active - A, B, C, D utilizează ele însele libertatea și activitatea și se conectează între ele în "noua versiune".
Numeroase experimente au arătat că modul în care atomii reactive vin la „viață nouă“ depinde de natura legăturilor chimice. În cazul în care conexiunea și în cazul în care mediul ionic, în care există o reacție care nu interferează cu moleculele împărțite în ioni, toate la fel de clar ca lumina zilei: mai întâi se va descompune în ioni - particule active, libere - și apoi prea schimb de ioni și nașterea unui „nou“ conexiune. Astfel, moleculele de sare reacționează în soluții apoase.
Situația este mai complicată dacă molecula este "ținută" de legături covalente. Știm deja că majoritatea compușilor organici sunt construiți în acest fel. Prin urmare, atunci când reacționează substanțele organice, apare o problemă gravă: cum se împarte "proprietatea" - o pereche de electroni? Această pereche aparține ambilor atomi legați, îi conectează și este oarecum necesar să o împărțiți; atomii diferă. Există din nou două opțiuni; fie prin electron la "frate", fie la unul - tot, și la celălalt - nimic.
Primul tip de rupere a obligațiunilor, care pare mai justificat, se numește homolitic, al doilea - heterolitic.
Reacțiile ionice, bineînțeles, trec prin cel de-al doilea mecanism; unul dintre atomii a căror afinitate față de electroni este mai mare, din partea celor puternici, le ia pe amândoi și devine un ion încărcat negativ; nu există nimic pentru celălalt, cum să fiți mulțumiți de o taxă pozitivă.
Reacțiile ionice se desfășoară cu viteze enorme. Acest lucru se datorează în mare parte faptului că ionii nu trebuie să fie ajustați: viteza interacțiunii lor nu depinde de temperatură. Conform tipului heterolitic, există reacții industriale importante, cum ar fi polimerizarea anionică. Cu ajutorul acestuia se produc cauciuc și materiale plastice.
Din punct de vedere omologic, cu "secțiunea" unei perechi de electroni, au loc cele mai multe reacții și reacții la gaze care implică gaze. Cel mai obișnuit proces homolitic este combustia.
Ruperea legăturilor covalente cu "secțiunea" electronilor conduce la formarea de radicali liberi, care la rândul lor dau naștere unor noi reacții hemolitice. Prin urmare, astfel de reacții pot merge cu viteze uriașe, chiar și cu o explozie. Acest lucru trebuie luat în considerare, deoarece uneori chiar și energia luminii este suficientă pentru ruperea hemolitică a legăturilor.
Apropo, mai devreme, atunci când mecanismul acestor reacții nu a fost cunoscut, o condiție esențială pentru succesul unora dintre experimente au considerat acțiunea asupra amestecului de materii prime lumina directă a soarelui. Acum se pare, cel puțin, ciudat că, mai recent, succesul muncii unui chimist a depins adesea ... în funcție de vreme. Înțelegerea dinamicii interne a reacțiilor homolitice eliberează chimia de această dependență umilitoare. În prezent, procesele hemolitice în lanț sunt utilizate pe scară largă în industrie: polistiren, clorură de polivinil, sticlă organică și multe alte produse valoroase.
Defalcarea legăturilor covalente apare, de regulă, mai dificilă decât ruptura legăturilor ionice; pentru a forța atomii să decidă asupra "divizării" perechii lor de electroni, trebuie să fie "împinși" - pentru a le da o cantitate semnificativă de energie. Când reacția a început, nu se poate face griji în legătură cu aceasta: "împingerea" materialelor de pornire va fi căldura care se eliberează atunci când se formează noi legături.
P. S. Ce altceva afirmă oamenii de știință britanici: faptul că literatura educațională modernă privind chimia trebuie să acorde în mod necesar o atenție deosebită esenței reacțiilor chimice care constituie baza științei chimice.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: