أنواع التفاعلات الكيميائية ؟!

أنواع التفاعلات الكيميائية كل ما يحيط بنا من ماءٍ، نبات، هواء، وجمادٍ، أيضاً البشر والحيوانات، جميعها مؤلفةٌ من كمٍّ هائلٍ من وحداتٍ بنيويةٍ صغيرة جداً، تسمي بالجزيئات (Molecules)، هذه الوحدات مكونةٌ من أجزاءٍ أصغر تسمي الذّرات (Atoms)، والتي تتفاعل مع بعضها بأنواعٍ متعددةٍ من التفاعلات الكيميائية وفق نظامٍ خلقيٍّ معقّد جدا لتشكّل لنا كوننا وعالمنا الواسع بأدقِّ تفاصيله.

مفهوم التفاعلات الكيميائية:

حدوث التفاعلات الكيميائية لا يقتصر على مختبر الكيمياء وأنبوب الاختبار كما يظن البعض، ولكن تدخل التفاعلات الكيميائية في كل جزء من حياة الإنسان.

• بعض التفاعلات الكيميائية يحدث دون بشكل طبيعي حيثُ يوجد  العديد من الأمثلة على التفاعلات الكيميائية في البيئة من حولنا.
• كحرائق الغابات، وصدأ الحديد، ونضج الثمار، وغيرها الكثير من التفاعلات.
• يمكن تعريف التفاعل الكيميائي Chemical Reaction بأنّه عملية تحويل المواد المتفاعلة إلى مواد أخرى تُعرف بالمواد الناتجة.
• يعرف أيضاً التفاعل الكيميائي بعملية تكسير روابط وتكوين روابط جديدة.
• مما يؤدي إلى تكوين نواتج تختلف في صفاتها عن صفات المواد المتفاعلة.
• وقد تكون المواد المتفاعلة أو الناتجة عبارة عن عناصر أو مركبات.
• بالرغم من أن التفاعلات الكيميائية قد بدأت منذ نشأة الكون، إلا أن الكيميائيين بدأوا باكتشافها وفهمها في بداية القرن الثامن عشر.
• بعض العمليات مثل عملية التخمير التي يتم فيها تحويل السكريات إلى كحول تعتبر من العمليات المعروفة منذ القدم.
• إلا أن الأساس الكيميائي لها لم يُعرف في ذلك الوقت.
• هناك الكثير من التفاعلات الكيميائية المعقّدة التي تحدث في جيولوجيا الأرض والغلاف الجوي، والمحيطات، وفي كل الأنظمة الحيوية المختلفة.
• كما يجب هنا التفريق بين التحولات الفيزيائية Physical Changes، والتفاعل الكيميائي.
• حيث أن التحول الفيزيائي يشتمل على تغير حالة المادة فقط دون تغيير في مكوناتها الكيميائية.

أقراء أيضًا:- مجالات عن تخصص الكيمياء

أنواع التفاعلات الكيميائية:

هناك العديد من أنواع التفاعلات الكيميائية ومنها:

1.تفاعلات الأكسدة –إرجاع:

• تتضمن عملية الأكسدة والإرجاع تفاعلًا بين مكوّنين أحدهما يسمي المُرجِع (reducing agent).
• أما الآخر يسمى العنصر المُؤكسِد (oxidizing agent)، ويشتمل التفاعل على انتقال إلكترون (وهو أحد المكونات الرئيسية للذرة والتي تُبنى على أساسه كل التفاعلات الكيميائية) واحد أو أكثر من المُرجع إلى المُؤكسد.
• عند حدوث تفاعل الأكسدة بين مركبين تزداد الشحنة الموجبة الحقيقية للعنصر المُرجع.
• يرجع السبب لذلك إلى فقدانه للإلكترون السالب.
• في حين يكتسب العنصر المُؤكسد شحنةً سلبيةً عند التقاطه لذلك الإلكترون.
• مشكِّلين معا عنصرًا سالبًا وآخر موجبًا سرعان ما يتجاذبان مع بعضهما ليكونا مركّبًا واحدًا.

مثال

• تأكسد المغنيزيوم (Mg) واحتراقه بالأوكسجين (O2)، ليشكل أوكسيد المغنيزيوم (MgO)،
• وهذا المركّب فيما لو حلّلناه فهو يتركّب من Mg­+2 وO-2،
• وأحد الأمثلة الأخرى الشائعة عن تفاعلات الأكسدة- إرجاع هو تشكل الصدأ الذي نعرفه على الحديد في الهواء الرطب.
• وصيغة التفاعل الكيميائي كما بالمعادلة التالية: 2Fe + 2H2O + O2 → 2Fe (OH)2.
• يحدث في هذا التفاعل تأكسدٌ للحديد، ناتجاً عنه هيدروكسيد الحديد (الصدأ)،
• والمعروف أن تفاعلات الأكسدة-إرجاع هي أساس عمل البطاريات الكيميائية التي نعتمد عليها في مختلف نواحي الحياة.

2.تفاعلات الاتحاد أو الضمّ:

• (Combination reaction) في تفاعلات الضم يجتمع عنصران مختلفان أو أكثر متفاعلين مع بعضهما ليعطيا مركّبًا جديدًا واحدًا فقط.
• وتُعرف هذا النوع من التفاعلات الكيميائية أيضًا باسم التفاعلات التركيبية (synthesis reaction)، وتأخذ الصيغة التالية: X + Y → XY.
• ومن أشكال التفاعلات التركيبية لدينا تفاعل الصوديوم Na مع الكلور Cl لتشكيل ملح الطعام الذي نعرفه، وفق الآتي:2Na + Cl2 → 2NaCl.

3.تفاعلات الإزاحة أو الاستبدال الثنائية (Double displacement chemical reactions):

• يشتمل تفاعل الإزاحة الثنائية على استبدال عناصر بعناصرٍ أخرى.
• إلّا أن الفارق هنا أن الاستبدال الكيميائي يحدث لأكثر من عنصرٍ واحدٍ.
• يأخذ هذا التفاعل الكيميائي التفاعل الكيميائي الصيغة التالية:A-B + C-D → A-C + B-D
• من أمثلة تفاعل الإزاحة الثنائي هو تفاعل محلول كلوريد الصوديوم NaCl مع محلول نترات الفضة AgNO3 لتشكيل نترات الصوديوم وكلوريد الفضة وفق المعادلة: NaCl(aq) + AgNO3(aq) → NaNO3(aq) + AgCl(s).

4.تفاعلات التفكك (Decomposition reaction):

• وهي بالمجمل عكس التفاعلات التركيبية التي ذكرناها سابقًا، إذ تتضمن تفكك مركبٍ مفردٍ إلى عناصر ومركبات أبسط.
• ويأخذ هذا الشكل من التفاعلات الكيميائية الصيغة التالية: XY → X + Y.
• كما يعتبر مركب حمض الكربونيك (H2CO3) مثالًا حيًّا على تفاعلات التفكك أو التحلل.
• وحمض الكربونيك هو أحد مكونات المشروبات الغازية، فعندما تقوم بفتح علبة المشروب تسمع خروج الهواء السريع.
• وهذا ناتجٌ عن خروج غاز ثنائي أوكسيد الكربون الناتج عن تفكك مركب حمض الكربونيك وفق المعادلة التالية:H2CO3 → H2O + CO2.
• وعندما يتفكك مركبٌ ما على إثر تعريضه للحرارة عندها نطلق على ذلك التفاعل الكيميائي مصطلح تفاعل التفكك الحراري (thermal decomposition reaction).

بعد التعرف علي أنواع التفاعلات الكيميائية أقرأ ايضا: التفاعلات الكيميائية واثرها على البيئة

العوامل المؤثرة على التفاعلات الكيميائية:

هناك عدة عوامل تؤثر في سرعة التفاعلات الكيميائية وهي:

• تركيز المواد المتفاعلة كلما زاد تركيز المتفاعلات زادت سرعة التفاعل.
• فكلما ازداد تركيز المتفاعلات ازداد عدد التصادمات الفعّالة خلال مدة محددة من الزمن.
• درجة الحرارة كلما زادت درجة الحرارة زادت سرعة التفاعل.
• يرجع ذلك لزيادة الطاقة الحركية للجزيئات المتفاعلة.
• وبالتالي يزداد عدد الجزيئات التي تمتلك الحد الأدنى من الطاقة اللازمة.
• إضافة عامل مساعد (catalyst) يعتبر العامل المساعد مادة تساعد على زيادة سرعة التفاعل دون أن تُستهلك خلاله.
• وهو يلعب دوراً مهماً في كثير من تفاعلات الأنظمة الحيوية.
• حالة المادة الفيزيائية ومساحة السطح إذا كانت جزيئات المواد المتفاعلة غير متجانسة، أو مختلفة في حالتها الفيزيائية.
• فإن سرعة التفاعل تعتمد على مساحة السطح المعرضة للتفاعل.
• وعند تفاعل جزيئات مادة صلبة مع جزيئات غاز فإنه يمكن فقط لجزيئات المادة الصلبة الموجودة على السطح والمعرّضة للغاز أن تصطدم مع جزيئاته وتتفاعل معها.
• وبالتالي فإن زيادة مساحة سطح التفاعل تزيد من سرعة التفاعل.
• كما يمكن أحياناً زيادة مساحة سطح التفاعل من خلال تقطيع المادة الصلبة مثلاً إلى جزيئات صغيرة.

الاستدلال على حدوث تفاعل كيميائي:

• يستدل على حدوث التفاعل الكيميائي من خلال ملاحظة مجموعة من التغيرات الفيزيائية.
• مثل: تكوّن راسب، أو إنتاج حرارة، أو تغير اللون.
• وغيرها من التغيرات التي يمكن من خلالها الاستدلال على حدوث التفاعلات الكيميائية.

التفاعلات العكسية وغير العكسية:

• بعض التفاعلات تسير باتجاه واحد، وتسمى تفاعلات غير عكسية Irreversible Reaction.
• وبعض التفاعلات تسير باتجاهين وتسمى تفاعلات عكسية Reversible Reaction.
• حيث يمكن للمتفاعلات فيها أن تتحول إلى نواتج.
• كما يمكن للنواتج أن تتحول إلى متفاعلات.
• أمّا التفاعلين الأمامي، والعكسي يستمران بالحدوث في نفس الوقت حتى الوصول إلى حالة تسمى (الاتزان).
• وعند هذه الحالة فإن سرعة التفاعل الأمامي والعكسي تتساوى ويثبت تركيز كل من المواد المتفاعلة والناتجة.
• التفاعلات العكسية تُكتب عند تمثيلها بالمعادلات الكيميائية على شكل سهمين متعاكسين فوق بعضهما يُشير كل منهما إلى اتجاه مختلف عن الآخر.
• فمثلا يعتبر تفكك حمض الكربونيك ثنائي البروتون من الأمثلة على التفاعلات العكسية التي تسير في اتجاهين.

أقرأ ايضا: –الطاقة والتغيرات الكيميائية

قدمنا لكم في هذا المقال معلومات عن أنواع التفاعلات الكيميائية، الأمر الذي يهتم كثير من الأشخاص بالبحث عنه، لذلك عرضنا لكم تحليل لكل نوع من أنواع التفاعلات الكيميائية على حدا، كذلك وضحنا العوامل المؤثرة على تلك التفاعلات وكيفية الاستدلال عن حدوثها.