Kimyasal tepkimeler

Kimyasal tepkimeler Bir maddenin farklı maddelere ayrışmasına ya da farklı maddelerin etkileşerek yeni maddeler oluşturmasına kimyasal tepkime (reaksiyon) denir.

Kimyasal tepkimeler Kimyasal tepkimeler, olaya giren maddelere ait taneciklerin (molekül, atom ya da iyon) çarpışmaları ile gerçekleşirler. Enerjileri yeterli olan taneciklerin çarpışmaları sonucunda kimyasal bağlar koparak moleküller atomlarına dağılır ve atomlar yeniden düzenlenerek farklı maddeler oluştururlar. Kimyasal tepkime, kimyasal değişim ve kimyasal olay eş anlamlıdır. Tepkimelerin sembol ve formüllerle gösterilmesine ise tepkime denklemleri adı verilir. Karbondioksit tepkimesiKarbon + Oksijen                 C      +     O2      CO2   

t

Kimyasal tepkimeler Tepkime hızına etki eden faktörler: Maddenin türü Konsantrasyon Sıcaklık Katalizörün varlığı Temas yüzeyi

Kimyasal tepkimeler Organik bileşiklerin tepkimeleri daima kovalent bağların kırılma ve oluşmasını içerir. Bir kovalent bağ, temel olarak iki farklı yoldan kırılabilir: -Heterolitik bağ kırılması -Homolitik bağ kırılması

Heterolitik bağ kırılmasında, oluşacak parçacıklardan biri bağ elektronlarının her ikisini de alır ve iyonlar oluşur. Bir bağın bir karbon atomuna heterolizi sonucu ya pozitif yüklü bir iyon olan karbokatyon ya da negatif yüklü bir iyon olan karbanyon oluşur.

Karbokatyonlar, elektronca eksiktir; değerlik kabuklarında altıdan az elektron bulundururlar. Elektron arayan reaktifler olmalarından dolayı elektrofiller olarak tanımlanırlar (elektron sever). Elektrofiller, tepkimelerinde kendilerine kararlı değerlik elektron kabuğu sağlayacak olan ilave elektronlar arayan reaktiflerdir.

Karbanyonlar, tepkimelerinde elektron çiftlerini verebilecek, dolayısıyla negatif yüklerini nötrleştirecek proton veya bir başka pozitif merkez ararlar ve nükleofiller olarak tanımlanırlar. Nükleofiller, eksi yük içeren ya da serbest elektron (eşleşmemiş elektron) çifti içeren moleküllerdir. Nükleofiller, ortaklanmamış elektron çiftine sahip ve tepkimelerinde proton veya bir başka pozitif merkez arayan reaktiflerdir.

Homolitik bağ kırılmasında, oluşacak her bir parçacık bağ elektronlarından birer tane alarak ayrılır ve radikaller oluşur.

Genel olarak biyokimyasal reaksiyonlarda, nükleofiller ile elektrofiller arasındaki etkileşimden kimyasal bağlar oluşur veya mevcut bağlar yıkılarak yenileri oluşturulur.

Kimyasal tepkimeler Tüm organik tepkimeler dört sınıfa ayrılır: Katılma tepkimeleri Yer değiştirme (substitüsyon) tepkimeleri Ayrılma tepkimeleri Çevrilme (yeniden düzenlenme) tepkimeleri

Katılma (Addition) reaksiyonları Doymamış bağ içeren organik moleküllere yeni atom ya da moleküllerin ilavesi reaksiyonlarıdır. Bir özel şekli olan, ancak sık rastlayacağımız tipi hidrojenasyondur. Hidrojenasyon doymamış hidrokarbonların hidrojenle doyurulması işlemidir.

Katılma (Addition) reaksiyonları Doymamış hidrokarbonlar karbon atomları arasında en az bir adet ikili ya da üçlü bağ içerir ( alken ya da alkin ). Bu reaksiyonlara saturasyon reaksiyonları da denir. Çünkü bu reaksiyonla karbon atomunun bütün bağları farklı moleküllerle doldurulmuştur.

Katılma (addition) tepkimeleri, çoklu bağlı bileşiklere özgü tepkimelerdir. Bir katılmada katılan reaktifin tüm kısımları üründe yer alır; iki molekül bir moleküle dönüşür.

Katılma tepkimeleri de elektrofillerle nükleofiller arasında gerçekleşmektedir.

Substitüsyon(Yer Değiştirme) Reaksiyonları Substitüsyon reaksiyonları molekülden bir atom ya da molekül gurubunun uzaklaşması ve yerine başka bir atom ya da molekül gurubunun bağlanması reaksiyonlarıdır.

Eliminasyon reaksiyonları Eliminasyon genelde bir asit ya da baz kullanılarak bir molekülden bir atom ya da molekül gurubunun uzaklaştırılması reaksiyonlarıdır.

Çevrilme (izomerizasyon) reaksiyonları

Reforming (Yeniden Sentez) Reforming hidrokarbonların bütün özellikleri ile yeniden düzenlendiği bir uygulama tekniğidir. Küçük moleküllerden daha büyük moleküller ortaya çıkar. Örnek: C5H12 + C5H12 => C10H22 + H2

Kondensasyon reaksiyonları Kondensasyon iki benzer molekülün genellikle bir katalizörün eşliğinde aralarından bir molekül su ya da diğer basit bir molekülü uzaklaştırarak birleşmeleriyle sonlanan bir organik reaksiyondur. Katalizörler genellikle asit ya da bazlardır. İki benzer molekülün birleşmesi self-kondensation olarak da bilinir.

Kondensasyon reaksiyonları Bu proses ile büyük moleküller meydana gelir. Bu yolla aldehitler, ketonlar, esterler, alkenler, ve alkoller ve pek çok organik bileşik benzeri ile birleşerek daha büyük ve farklı özellikler taşıyan başka moleküllere dönüşür. Örnek: CH3OH + CH3OH => CH3OCH3 + HOH metanol + metanol => metoksimetan + su

Kondensasyon reaksiyonları Kondensasyon reaksiyonu ile bir karboksilik asit diğer bir reaktanla birleştiğinde iki ürün meydana gelir: bir organik bileşik ve su. Eğer bir karboksilik asit bir alkolle reaksiyona girerse ester ve su meydana gelir. Bu reaksiyona esterleşme reaksiyonu adı verilir. CH3COOH + HOCH3 => CH3COOCH3 + HOH etanoik asid + metanol => metil etanoat + su

İndirgenme-yükseltgenme tepkimeleri İndirgenme-yükseltgenme tepkimeleri, bir organik bileşik için genellikle hidrojen içeriğinin artması veya azalması ile sonuçlanır. Bir organik bileşiğin indirgenmesi, genellikle onun hidrojen içeriğinin artması veya oksijen içeriğinin azalmasıyla ilişkilendirilir. Bir organik bileşiğin yükseltgenmesi, genellikle onun hidrojen içeriğinin azalması veya oksijen içeriğinin artmasıyla ilişkilendirilir.

Bir organik bileşik indirgendiğinde bir başka madde yükseltgenir. İndirgenen maddeye yükseltgen (okside edici) denir. Yükseltgenen maddeye indirgen (indirgeyici) denir.

Kimyasal Tepkimelerin Sınıflandırılması 1-Özelliklerine Göre a)Yanma tepkimeleri b)Sentez (birleşme) tepkimeleri c)Analiz (ayrışma) tepkimeleri d)Yer değiştirme tepkimeleri e)İyonik tepkimeler

Kimyasal Tepkimelerin Sınıflandırılması 2-Enerji değişimlerine göre: a)Ekzotermik tepkimeler b)Endodermik tepkimeler

Kimyasal Tepkimelerin Sınıflandırılması 3-Maddelerin fiziksel durumlarına göre: a)Homojen Tepkimeler Tepkimeye girenlerle ürünler aynı fazdadır.   2CO2 (g)2CO (g)  +  O2 (g)  b)Heterojen Tepkimeler Tepkimedeki maddeler farklı fazlardadır. C(k)  +  O2 (g)   CO2 4-Elektron alışverişine göre: a)Redoks (indirgenme-yükseltgenme) Tepkimeleri b)Redoks Olmayan Tepkimeler

Kimyasal Tepkimelerin Sınıflandırılması 5-Geri dönüşüne göre: a)Tersinir Olmayan Tepkime b)Tersinir Tepkime 6-Verimlerine göre: a)Artansız Tepkime Tepkimeye giren maddelerin tümü tamamen tükenir. b)Tüm Verimler Gerçekleşen Tepkime Tepkimeye giren maddelerin en az biri tamamen tükenir. c)Düşük Verimle Gerçekleşen Tepkime Tepkimeye giren maddelerin hepsinden artar