Inhalt
- Chemische Reaktionen
- Reaktionstypen
- Einzelersatz
- Anionen und Kationen
- Anionischer und kationischer Einzelersatz
Die Elektronen, die um den Kern eines Atoms kreisen, sind dafür verantwortlich, dass diese Atome an chemischen Reaktionen teilnehmen können. Alle Arten chemischer Substanzen können miteinander reagieren, von einzelnen Atomen oder Ionen bis zu komplexen Verbindungen. Chemische Reaktionen können durch eine Reihe verschiedener Mechanismen ablaufen, und einzelne Ersatzreaktionen sind eine Gruppe von Reaktionstypen.
Chemische Reaktionen
Chemische Reaktionen sind die Grundlage aller Lebensprozesse und auch der Veränderungen der nichtlebenden Aspekte verschiedener Umgebungen auf der ganzen Erde. Bei einer chemischen Reaktion interagieren chemische Spezies, ob Atome, Moleküle oder komplizierte Verbindungen, miteinander und wandeln sich in verschiedene chemische Spezies um. Einige Reaktionen können spontan ohne Energieeintrag ablaufen, während bei anderen Reaktionen eine Energiebarriere überwunden werden muss, bevor die Reaktion ablaufen kann.
Reaktionstypen
Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, wie chemische Spezies während einer chemischen Reaktion tatsächlich miteinander interagieren können. Bei Synthesereaktionen reagieren zwei oder mehr chemische Substanzen unter Bildung einer neuen chemischen Verbindung. Bei der Zersetzung hingegen zerfällt eine komplexere Verbindung tatsächlich in zwei oder mehr einfachere Substanzen. Einzel- und Doppelaustauschreaktionen beinhalten einen Austausch chemischer Spezies zwischen den reagierenden Substanzen, so dass die ursprünglichen reagierenden Verbindungen zu neuen Produktverbindungen werden.
Einzelersatz
Einzelne Ersatzreaktionen sind einfache Reaktionen der Form A + BC, die AC + B ergeben. Die Verbindung BC reagiert mit Element A und es findet ein Wechsel statt, wobei Element A die Stelle von Element B in der Verbindung einnimmt. Diese Reaktionen führen zur Bildung einer neuen Verbindung, AC, und zur Freisetzung von Element B. Eine einzelne Austauschreaktion findet nur statt, wenn das Element, das aus der Verbindung verdrängt wird, weniger reaktiv ist als das Element, das die Verdrängung vornimmt.
Anionen und Kationen
Anionen sind Atome oder Moleküle mit einer negativen Nettoladung, was bedeutet, dass das Atom oder Molekül ein oder mehrere geladene Elektronen von einem anderen Atom oder Molekül aufgenommen hat und somit einen Überschuss an negativer Ladung aufweist. Kationen tragen dagegen eine positive Ladung, weil sie ein oder mehrere Elektronen verloren haben und die positive Ladung der Protonen im Kern nicht ausgeglichen wird. Kationische und anionische Spezies können voneinander angezogen werden und durch Ionenbindung ein neues Molekül bilden.
Anionischer und kationischer Einzelersatz
Beim anionischen Austausch reagiert ein Anion mit einem anderen ionischen Molekül. Das ionische Molekül besteht aus einem Anion und einem Kation und verliert sein Anion, wobei es im Verlauf der Reaktion durch das neu reagierende Anion ersetzt wird. Beim kationischen Austausch reagiert ein Kation mit einem Ionenmolekül aus einem Anion und einem Kation, und es findet erneut ein Wechsel statt, wobei das neue Kation das alte Kation ersetzt. In beiden Fällen ist das Ergebnis ein neues Ionenmolekül und die Freisetzung der Spezies, die ersetzt wurde.