Химическая реакция

Термитная реакция с использованием оксида железа (III). Искры, летящие наружу, представляют собой шарики расплавленного железа, оставляющие за собой дымный след .

Химическая реакция — это процесс, который приводит к химическому превращению одного набора химических веществ в другой. ^[1] Когда происходят химические реакции, атомы перестраиваются, и реакция сопровождается изменением энергии, поскольку генерируются новые продукты. Классически химические реакции охватывают изменения, которые затрагивают только положение электронов при формировании и разрыве химических связей между атомами , без изменения ядер ( без изменения присутствующих элементов), и часто могут быть описаны химическим уравнением . Ядерная химия — это раздел химии, который включает в себя химические реакции нестабильных и радиоактивных элементов, где могут происходить как электронные, так и ядерные изменения.

Вещество (или вещества), изначально участвующие в химической реакции, называются реагентами . Химические реакции обычно характеризуются химическим изменением , и они дают один или несколько продуктов , которые обычно имеют свойства, отличные от свойств реагентов. Реакции часто состоят из последовательности отдельных подэтапов, так называемых элементарных реакций , а информация о точном ходе действия является частью механизма реакции . Химические реакции описываются химическими уравнениями , которые символически представляют исходные материалы, конечные продукты, а иногда и промежуточные продукты и условия реакции.

Химические реакции происходят с характерной скоростью реакции при заданной температуре и химической концентрации. Некоторые реакции производят тепло и называются экзотермическими реакциями , в то время как другие могут требовать тепла для осуществления реакции, которые называются эндотермическими реакциями . Обычно скорости реакции увеличиваются с ростом температуры, поскольку становится больше тепловой энергии, доступной для достижения энергии активации, необходимой для разрыва связей между атомами.

Реакцию можно классифицировать как окислительно-восстановительную, в которой происходит окисление и восстановление , или неокислительно-восстановительную, в которой не происходит окисление и восстановление. Большинство простых окислительно-восстановительных реакций можно классифицировать как реакцию сочетания, разложения или одиночного замещения.

В ходе химического синтеза используются различные химические реакции для получения желаемого продукта. В биохимии последовательная серия химических реакций (где продукт одной реакции является реагентом следующей реакции) образует метаболические пути . Эти реакции часто катализируются белковыми ферментами . Ферменты увеличивают скорость биохимических реакций, так что метаболические синтезы и разложения, невозможные в обычных условиях, могут происходить при температуре и концентрациях, присутствующих внутри клетки .

Общая концепция химической реакции была расширена до реакций между объектами, меньшими атомов, включая ядерные реакции , радиоактивные распады и реакции между элементарными частицами , как описано в квантовой теории поля .

История

Химические реакции, такие как горение в огне, брожение и восстановление руд до металлов, были известны с античности. Первоначальные теории превращения материалов были разработаны греческими философами, например, теория четырех элементов Эмпедокла , утверждающая, что любое вещество состоит из четырех основных элементов — огня, воды, воздуха и земли. В средние века химические превращения изучались алхимиками . Они пытались, в частности, превратить свинец в золото , для чего использовали реакции свинца и свинцово-медных сплавов с серой . ^[2]

Искусственное производство химических веществ уже было центральной целью средневековых алхимиков. ^[3] Примерами служат синтез хлорида аммония из органических веществ , описанный в работах (ок. 850–950 гг.), приписываемых Джабиру ибн Хайяну , ^[4] или производство минеральных кислот, таких как серная и азотная кислоты , более поздними алхимиками, начиная с ок. 1300 г. ^[5] Производство минеральных кислот включало нагревание сульфатных и нитратных минералов, таких как медный купорос , квасцы и селитра . В 17 веке Иоганн Рудольф Глаубер получил соляную кислоту и сульфат натрия путем реакции серной кислоты и хлорида натрия . С разработкой процесса свинцовой камеры в 1746 году и процесса Леблана , позволяющего крупномасштабное производство серной кислоты и карбоната натрия соответственно, химические реакции стали внедряться в промышленность. Дальнейшая оптимизация технологии серной кислоты привела к появлению контактного процесса в 1880-х годах ^[6] , а в 1909–1910 годах был разработан процесс Габера для синтеза аммиака . ^[7]

С XVI века исследователи, включая Яна Баптиста ван Гельмонта , Роберта Бойля и Исаака Ньютона , пытались создать теории экспериментально наблюдаемых химических превращений. Теория флогистона была предложена в 1667 году Иоганном Иоахимом Бехером . Она постулировала существование огнеподобного элемента, называемого «флогистон», который содержался в горючих телах и выделялся при горении . Это было доказано ложным в 1785 году Антуаном Лавуазье, который нашел правильное объяснение горения как реакции с кислородом из воздуха. ^[8]

Жозеф Луи Гей-Люссак в 1808 году признал, что газы всегда реагируют друг с другом в определенных отношениях. Основываясь на этой идее и атомной теории Джона Дальтона , Жозеф Пруст разработал закон определенных пропорций , который позже привел к концепциям стехиометрии и химических уравнений . ^[9]

Что касается органической химии , долгое время считалось, что соединения, полученные из живых организмов, слишком сложны, чтобы их можно было получить синтетически . Согласно концепции витализма , органическая материя наделена «жизненной силой» и отличается от неорганических материалов. Однако это разделение было прекращено синтезом мочевины из неорганических предшественников Фридрихом Вёлером в 1828 году. Другие химики , внесшие значительный вклад в органическую химию, включают Александра Уильяма Уильямсона с его синтезом эфиров и Кристофера Келка Ингольда , который, среди многих открытий, установил механизмы реакций замещения .

Характеристики

Общие характеристики химических реакций:

Выделение газа
Образование осадка
Изменение температуры
Изменение состояния

Уравнения

Химические уравнения используются для графической иллюстрации химических реакций. Они состоят из химических или структурных формул реагентов слева и продуктов справа. Они разделены стрелкой (→), которая указывает направление и тип реакции; стрелка читается как слово «yields» (выход). ^[10] Кончик стрелки указывает направление, в котором протекает реакция. Двойная стрелка (⇌), указывающая в противоположных направлениях, используется для равновесных реакций . Уравнения должны быть сбалансированы в соответствии со стехиометрией , число атомов каждого вида должно быть одинаковым с обеих сторон уравнения. Это достигается путем масштабирования числа вовлеченных молекул (A, B, C и D в схематическом примере ниже) на соответствующие целые числа a, b, c и d . ^[11]

а А + б В → в С + г Д

Более сложные реакции представлены схемами реакций, которые в дополнение к исходным материалам и продуктам показывают важные промежуточные продукты или переходные состояния . Кроме того, некоторые относительно незначительные добавки к реакции могут быть указаны над стрелкой реакции; примерами таких добавок являются вода, тепло, освещение, катализатор и т. д. Аналогично, некоторые незначительные продукты могут быть размещены под стрелкой, часто со знаком минус.

Пример органической реакции: окисление кетонов в эфиры пероксикарбоновой кислотой .

Ретросинтетический анализ может быть применен для проектирования сложной реакции синтеза. Здесь анализ начинается с продуктов, например, путем расщепления выбранных химических связей, чтобы прийти к вероятным исходным реагентам. Специальная стрелка (⇒) используется в ретрореакциях. ^[12]

Элементарные реакции

Элементарная реакция — это наименьшее деление, на которое можно разложить химическую реакцию, она не имеет промежуточных продуктов. ^[13] Большинство экспериментально наблюдаемых реакций построены из многих элементарных реакций, которые происходят параллельно или последовательно. Фактическая последовательность отдельных элементарных реакций известна как механизм реакции . Элементарная реакция включает несколько молекул, обычно одну или две, из-за низкой вероятности встречи нескольких молекул в определенное время. ^[14]

Наиболее важными элементарными реакциями являются мономолекулярные и бимолекулярные реакции. В мономолекулярной реакции участвует только одна молекула; она преобразуется путем изомеризации или диссоциации в одну или несколько других молекул. Такие реакции требуют добавления энергии в форме тепла или света. Типичным примером мономолекулярной реакции является цис-транс -изомеризация , в которой цис-форма соединения преобразуется в транс-форму или наоборот. ^[15]

В типичной реакции диссоциации связь в молекуле расщепляется ( разрывается ), в результате чего образуются два молекулярных фрагмента. Расщепление может быть гомолитическим или гетеролитическим . В первом случае связь разделяется так, что каждый продукт сохраняет электрон и становится нейтральным радикалом . Во втором случае оба электрона химической связи остаются с одним из продуктов, в результате чего образуются заряженные ионы . Диссоциация играет важную роль в запуске цепных реакций , таких как реакции водорода и кислорода или полимеризации .

{\ce {AB -> A + B}}

Диссоциация молекулы АВ на фрагменты А и В

При бимолекулярных реакциях две молекулы сталкиваются и реагируют друг с другом. Их слияние называется химическим синтезом или реакцией присоединения .

{\ce {A + B -> AB}}

Другая возможность заключается в том, что только часть одной молекулы передается другой молекуле. Этот тип реакции происходит, например, в окислительно-восстановительных и кислотно-основных реакциях. В окислительно-восстановительных реакциях передаваемой частицей является электрон, тогда как в кислотно-основных реакциях — протон. Этот тип реакции также называется метатезисом .

{\ce {HA + B -> A + HB}}

например

{\ce {NaCl + AgNO3 -> NaNO3 + AgCl(v)}}

Химическое равновесие

Большинство химических реакций обратимы; то есть они могут протекать и протекают в обоих направлениях. Прямые и обратные реакции конкурируют друг с другом и различаются по скоростям реакции . Эти скорости зависят от концентрации и, следовательно, изменяются со временем реакции: обратная скорость постепенно увеличивается и становится равной скорости прямой реакции, устанавливая так называемое химическое равновесие. Время достижения равновесия зависит от таких параметров, как температура, давление и вовлеченные материалы, и определяется минимальной свободной энергией . В равновесии свободная энергия Гиббса реакции должна быть равна нулю. Зависимость от давления можно объяснить с помощью принципа Ле Шателье . Например, увеличение давления из-за уменьшения объема заставляет реакцию смещаться в сторону с меньшим количеством молей газа. ^[16]

Выход реакции стабилизируется при равновесии, но может быть увеличен путем удаления продукта из реакционной смеси или изменен путем повышения температуры или давления. Изменение концентраций реагентов не влияет на константу равновесия, но влияет на положение равновесия.

Термодинамика

Химические реакции определяются законами термодинамики . Реакции могут протекать сами по себе, если они экзергонические , то есть если они высвобождают свободную энергию. Сопутствующее изменение свободной энергии реакции состоит из изменений двух различных термодинамических величин, энтальпии и энтропии : ^[17]

$\Delta G=\Delta H-T\cdot \Delta S$ .: $G$ : свободная энергия, $H$ : энтальпия, $T$ : температура, $S$ : энтропия, $Δ$ : разница (изменение между исходным и конечным продуктом)

Реакции могут быть экзотермическими , где Δ H отрицательно и энергия выделяется. Типичными примерами экзотермических реакций являются горение , осаждение и кристаллизация , в которых упорядоченные твердые вещества образуются из неупорядоченных газообразных или жидких фаз. Напротив, в эндотермических реакциях тепло потребляется из окружающей среды. Это может происходить за счет увеличения энтропии системы, часто за счет образования газообразных или растворенных продуктов реакции, которые имеют более высокую энтропию. Поскольку энтропийный член в изменении свободной энергии увеличивается с температурой, многие эндотермические реакции предпочтительно происходят при высоких температурах. Напротив, многие экзотермические реакции, такие как кристаллизация, предпочтительно происходят при более низких температурах. Изменение температуры иногда может изменить знак энтальпии реакции, как для восстановления оксида углерода диоксида молибдена :

{\ce {2CO(g) + MoO2(s) -> 2CO2(g) + Mo(s)}}

;

\Delta H^{o}=+21.86\ {\text{kJ at 298 K}}

Эта реакция с образованием диоксида углерода и молибдена является эндотермической при низких температурах, становясь менее термической с повышением температуры. ^[18] Δ H ° равно нулю при1855 К , а выше этой температуры реакция становится экзотермической.

Изменения температуры также могут изменить направление тенденции реакции. Например, реакция сдвига водяного газа

{\ce {CO(g) + H2O({v}) <=> CO2(g) + H2(g)}}

благоприятствует низким температурам, но его обратному движению благоприятствуют высокие температуры. Сдвиг в тенденции направления реакции происходит при1100 К. [ ^18]

Реакции также можно характеризовать изменением их внутренней энергии , которое учитывает изменения энтропии, объема и химических потенциалов . Последнее зависит, среди прочего, от активности участвующих веществ. ^[19]

${d}U=T\cdot {d}S-p\cdot {d}V+\mu \cdot {d}n$: $U$ : внутренняя энергия, $S$ : энтропия, $p$ : давление, $μ$ : химический потенциал, $n$ : число молекул, $d$ : знак малого изменения

Кинетика

Скорость, с которой происходят реакции, изучается кинетикой реакции . Скорость зависит от различных параметров, таких как:

Концентрации реагентов , которые обычно заставляют реакцию происходить с большей скоростью, если их повышают за счет увеличения столкновений в единицу времени. Однако некоторые реакции имеют скорости, которые не зависят от концентраций реагентов из-за ограниченного числа каталитических центров. Они называются реакциями нулевого порядка .
Площадь поверхности, доступная для контакта между реагентами, в частности, твердыми в гетерогенных системах. Большие площади поверхности приводят к более высоким скоростям реакции.
Давление – увеличение давления уменьшает объем между молекулами и, следовательно, увеличивает частоту столкновений между молекулами.
Энергия активации , которая определяется как количество энергии, необходимое для начала и самопроизвольного протекания реакции. Более высокая энергия активации подразумевает, что реагентам требуется больше энергии для начала, чем реакция с более низкой энергией активации.
Температура , которая ускоряет реакции при повышении, поскольку более высокая температура увеличивает энергию молекул, создавая больше столкновений за единицу времени,
Наличие или отсутствие катализатора . Катализаторы — это вещества, которые образуют слабые связи с реагентами или промежуточными продуктами и изменяют путь (механизм) реакции, что в свою очередь увеличивает скорость реакции за счет снижения энергии активации, необходимой для осуществления реакции. Катализатор не разрушается и не изменяется во время реакции, поэтому его можно использовать повторно.
Для некоторых реакций необходимо присутствие электромагнитного излучения , в частности ультрафиолетового света , чтобы способствовать разрыву связей и начать реакцию. Это особенно актуально для реакций с участием радикалов .

Несколько теорий позволяют вычислять скорости реакции на молекулярном уровне. Эта область называется динамикой реакции. Скорость v реакции первого порядка , которая может быть распадом вещества A, определяется по формуле:

v=-{\frac {d[{\ce {A}}]}{dt}}=k\cdot [{\ce {A}}].

Интеграция дает:

{\ce {[A]}}(t)={\ce {[A]}}_{0}\cdot e^{-k\cdot t}.

Здесь k — константа скорости первого порядка, имеющая размерность 1/время, [A]( t ) — концентрация в момент времени t , а [A] ₀ — начальная концентрация. Скорость реакции первого порядка зависит только от концентрации и свойств участвующего вещества, а сама реакция может быть описана характерным периодом полураспада . При описании реакций более высокого порядка требуется более одной постоянной времени. Температурная зависимость константы скорости обычно следует уравнению Аррениуса :

k=k_{0}e^{{-E_{a}}/{k_{B}T}}

где E _a — энергия активации, а k _B — постоянная Больцмана . Одной из простейших моделей скорости реакции является теория столкновений . Более реалистичные модели разрабатываются под конкретную задачу и включают теорию переходного состояния , расчет поверхности потенциальной энергии , теорию Маркуса и теорию Райса–Рамспергера–Касселя–Маркуса (RRKM) . ^[20]

Типы реакции

Четыре основных типа

Синтез

В реакции синтеза два или более простых вещества объединяются, образуя более сложное вещество. Эти реакции имеют общую форму: ${\ce {A + B->AB}}$

Два или более реагентов, дающие один продукт, — это еще один способ определить реакцию синтеза. Одним из примеров реакции синтеза является соединение железа и серы с образованием сульфида железа(II) : ${\ce {8Fe + S8->8FeS}}$

Другим примером является простой водородный газ, объединенный с простым кислородным газом, для получения более сложного вещества, такого как вода. ^[21]

Разложение

Реакция разложения — это когда более сложное вещество распадается на более простые части. Таким образом, это противоположность реакции синтеза и может быть записано как ^[21] ${\ce {AB->A + B}}$

Одним из примеров реакции разложения является электролиз воды с образованием кислорода и водорода : ${\ce {2H2O->2H2 + O2}}$

Одинарное смещение

В одной реакции замещения один не связанный элемент заменяет другой в соединении; другими словами, один элемент меняется местами с другим элементом в соединении ^[21] Эти реакции имеют следующую общую форму: ${\ce {A + BC->AC + B}}$

Одним из примеров реакции простого замещения является реакция, когда магний заменяет водород в воде, образуя твердый гидроксид магния и газообразный водород: ${\ce {Mg + 2H2O->Mg(OH)2 (v) + H2 (^)}}$

Двойное смещение

В реакции двойного замещения анионы и катионы двух соединений меняются местами и образуют два совершенно разных соединения. Эти реакции имеют общую форму: ^[21] ${\ce {AB + CD->AD + CB}}$

Например, при реакции хлорида бария (BaCl ₂ ) и сульфата магния (MgSO ₄ ) анион SO ₄²⁻ меняется местами с анионом 2Cl ⁻ , образуя соединения BaSO ₄ и MgCl ₂ .

Другим примером реакции двойного замещения является реакция нитрата свинца(II) с иодидом калия с образованием иодида свинца(II) и нитрата калия : ${\ce {Pb(NO3)2 + 2KI->PbI2(v) + 2KNO3}}$

Прямые и обратные реакции

Согласно принципу Ле Шателье , реакции могут протекать в прямом или обратном направлении до тех пор, пока они не закончатся или не достигнут равновесия . ^[22]

Прямые реакции

Реакции, которые протекают в прямом направлении для приближения к равновесию, часто называют спонтанными реакциями , то есть отрицательными, что означает, что если они происходят при постоянной температуре и давлении, они уменьшают свободную энергию Гиббса реакции. Им не требуется много энергии для протекания в прямом направлении. ^[23] Большинство реакций являются прямыми реакциями. Примеры: $\Delta G$

Реакция водорода и кислорода с образованием воды.

2H
₂+ О
₂⇌ 2H
₂О

Диссоциация уксусной кислоты в воде на ацетат- ионы и ионы гидроксония .

Ч.
₃СООН + Н
₂О ⇌ СН
₃Операционный директор⁻
+ Н
₃О⁺

Обратные реакции

Реакции, которые протекают в обратном направлении для приближения к равновесию, часто называются несамопроизвольными реакциями , то есть положительными, что означает, что если они происходят при постоянной температуре и давлении, они увеличивают свободную энергию Гиббса реакции. Они требуют ввода энергии для протекания в прямом направлении. ^[23]^[24] Примеры включают: $\Delta G$

Зарядка обычной батареи постоянного тока (состоящей из электролитических ячеек ) от внешнего источника электроэнергии ^[25]
Фотосинтез , вызванный поглощением электромагнитного излучения , обычно в форме солнечного света ^[26]

++→+

Сгорание

В реакции горения элемент или соединение реагирует с окислителем, обычно кислородом , часто производя энергию в виде тепла или света . Реакции горения часто включают углеводород . Например, сгорание 1 моля (114 г) октана в кислороде ${\ce {C8H18(l) + 25/2 O2(g)->8CO2 + 9H2O(l)}}$

выделяет 5500 кДж. Реакция горения может также возникнуть в результате реакции углерода , магния или серы с кислородом. ^[27] ${\ce {2Mg(s) + O2->2MgO(s)}}$ ${\ce {S(s) + O2(g)->SO2(g)}}$

Окисление и восстановление

Хлорид натрия образуется в результате окислительно-восстановительной реакции металлического натрия и газообразного хлора.

Окислительно-восстановительные реакции можно понимать с точки зрения переноса электронов от одного участвующего вида ( восстановителя ) к другому ( окислителю ). В этом процессе первый вид окисляется , а последний восстанавливается . Хотя эти описания достаточны для многих целей, они не совсем верны. Окисление лучше определить как увеличение степени окисления атомов, а восстановление — как уменьшение степени окисления. На практике перенос электронов всегда изменяет степень окисления, но есть много реакций, которые классифицируются как «окислительно-восстановительные», даже если переноса электронов не происходит (например, реакции с участием ковалентных связей). ^[28]^[29]

В следующей окислительно-восстановительной реакции опасный металлический натрий реагирует с токсичным газообразным хлором , образуя ионное соединение хлорид натрия , или обычную поваренную соль: ${\ce {2Na(s) + Cl2(g)->2NaCl(s)}}$

В реакции металлический натрий переходит из состояния окисления 0 (чистый элемент) в +1: другими словами, натрий теряет один электрон и считается окисленным. С другой стороны, газообразный хлор переходит из состояния окисления 0 (также чистый элемент) в −1: хлор приобретает один электрон и считается восстановленным. Поскольку хлор является тем, что восстанавливается, он считается акцептором электронов или, другими словами, вызывает окисление в натрии — таким образом, газообразный хлор считается окислителем. Наоборот, натрий окисляется или является донором электронов и, таким образом, вызывает восстановление в других видах и считается восстановителем .

Какой из участвующих реагентов будет восстановителем или окислителем, можно предсказать по электроотрицательности их элементов. Элементы с низкой электроотрицательностью, такие как большинство металлов, легко отдают электроны и окисляются — они являются восстановителями. Напротив, многие оксиды или ионы с высокими степенями окисления их некислородных атомов, такие как H2О2, МnО⁻
₄, CrO3, Кр
₂О²⁻
₇, или ОсО4, могут получать один или два дополнительных электрона и являются сильными окислителями.

Для некоторых элементов основной группы число электронов, отданных или принятых в окислительно-восстановительной реакции, можно предсказать из электронной конфигурации реагирующего элемента. Элементы пытаются достичь конфигурации инертного газа с низкой энергией , и поэтому щелочные металлы и галогены будут отдавать и принимать один электрон соответственно. Сами инертные газы химически неактивны. ^[30]

Общую окислительно-восстановительную реакцию можно сбалансировать, объединив полуреакции окисления и восстановления, умноженные на коэффициенты таким образом, чтобы число электронов, потерянных при окислении, было равно числу электронов, приобретенных при восстановлении.

Важным классом окислительно-восстановительных реакций являются электролитические электрохимические реакции, в которых электроны из источника питания на отрицательном электроде используются в качестве восстановителя, а отвод электронов на положительном электроде — в качестве окислителя. Эти реакции особенно важны для производства химических элементов, таких как хлор ^[31] или алюминий . Обратный процесс, в котором электроны высвобождаются в окислительно-восстановительных реакциях, а химическая энергия преобразуется в электрическую, возможен и используется в батареях .

Комплексообразование

Ферроцен – атом железа, зажатый между двумя лигандами C ₅ H ₅

В реакциях комплексообразования несколько лигандов реагируют с атомом металла, образуя координационный комплекс . Это достигается путем предоставления неподеленных пар лиганда на пустых орбиталях атома металла и образования дипольных связей . Лиганды являются основаниями Льюиса , они могут быть как ионами, так и нейтральными молекулами, такими как оксид углерода, аммиак или вода. Количество лигандов, которые реагируют с центральным атомом металла, можно найти с помощью правила 18 электронов , гласящего, что валентные оболочки переходного металла будут коллективно вмещать 18 электронов , тогда как симметрию полученного комплекса можно предсказать с помощью теории кристаллического поля и теории поля лигандов . Реакции комплексообразования также включают обмен лигандами , в которых один или несколько лигандов заменяются другими, и окислительно-восстановительные процессы, которые изменяют степень окисления центрального атома металла. ^[32]

Кислотно-основные реакции

В теории кислотно-основных отношений Бренстеда-Лоури реакция кислотно -основных отношений включает перенос протонов (H ⁺ ) от одного вида ( кислоты ) к другому ( основанию ). Когда протон удаляется из кислоты, полученный вид называется сопряженным основанием этой кислоты . Когда протон принимается основанием, полученный вид называется сопряженной кислотой этого основания . ^[33] Другими словами, кислоты действуют как доноры протонов, а основания действуют как акцепторы протонов в соответствии со следующим уравнением: ${\ce {{\underset {acid}{HA}}+{\underset {base}{B}}<=>{\underset {conjugated\ base}{A^{-}}}+{\underset {conjugated\ acid}{HB+}}}}$

Обратная реакция возможна, и, таким образом, кислота/основание и сопряженное основание/кислота всегда находятся в равновесии. Равновесие определяется константами диссоциации кислоты и основания ( K _a и K _b ) участвующих веществ. Частным случаем кислотно-основной реакции является нейтрализация , когда кислота и основание, взятые в одинаковых количествах, образуют нейтральную соль .

Кислотно-основные реакции могут иметь разные определения в зависимости от используемой концепции кислотно-основных реакций. Некоторые из наиболее распространенных:

Определение Аррениуса : Кислоты диссоциируют в воде, выделяя ионы H ₃ O ⁺ ; основания диссоциируют в воде, выделяя ионы OH ⁻ .
Определение Бренстеда–Лоури : кислоты являются донорами протонов (H ⁺ ), основания являются акцепторами протонов; это включает определение Аррениуса.
Определение Льюиса : кислоты являются акцепторами электронных пар, а основания являются донорами электронных пар; это включает определение Бренстеда-Лоури.

Осадки

Осаждение — это образование твердого вещества в растворе или внутри другого твердого вещества во время химической реакции. Обычно это происходит, когда концентрация растворенных ионов превышает предел растворимости ^[34] и образует нерастворимую соль. Этот процесс может быть ускорен добавлением осаждающего агента или удалением растворителя. Быстрое осаждение приводит к аморфному или микрокристаллическому остатку, а медленный процесс может дать монокристаллы . Последние также могут быть получены перекристаллизацией из микрокристаллических солей. ^[35]

Твердотельные реакции

Реакции могут происходить между двумя твердыми телами. Однако из-за относительно небольших скоростей диффузии в твердых телах соответствующие химические реакции очень медленные по сравнению с реакциями в жидкой и газовой фазах. Они ускоряются путем повышения температуры реакции и тонкого разделения реагента для увеличения площади контактирующей поверхности. ^[36]

Реакции на границе раздела твердое тело/газ

Реакция может происходить на границе раздела твердое тело|газ, на поверхностях при очень низком давлении, таком как сверхвысокий вакуум . С помощью сканирующей туннельной микроскопии можно наблюдать реакции на границе раздела твердое тело|газ в реальном пространстве, если временная шкала реакции находится в правильном диапазоне. ^[37]^[38] Реакции на границе раздела твердое тело|газ в некоторых случаях связаны с катализом.

Фотохимические реакции

В этой реакции Патерно-Бюхи фотовозбужденная карбонильная группа присоединяется к невозбужденному олефину , в результате чего получается оксетан .

В фотохимических реакциях атомы и молекулы поглощают энергию ( фотоны ) света освещения и переводят ее в возбужденное состояние . Затем они могут высвобождать эту энергию, разрывая химические связи, тем самым производя радикалы. Фотохимические реакции включают реакции водорода и кислорода, радикальную полимеризацию , цепные реакции и реакции перегруппировки . ^[39]

Многие важные процессы включают фотохимию. Главным примером является фотосинтез , в котором большинство растений используют солнечную энергию для преобразования углекислого газа и воды в глюкозу , утилизируя кислород как побочный продукт. Люди полагаются на фотохимию для образования витамина D, а зрение инициируется фотохимической реакцией родопсина . ^[15] У светлячков фермент в брюшке катализирует реакцию, которая приводит к биолюминесценции . ^{[40] Многие важные}фотохимические реакции, такие как образование озона, происходят в атмосфере Земли и составляют атмосферную химию .

Катализ

При катализе реакция протекает не напрямую, а через реакцию с третьим веществом, известным как катализатор . Хотя катализатор принимает участие в реакции, образуя слабые связи с реагентами или промежуточными продуктами, к концу реакции он возвращается в исходное состояние и поэтому не расходуется. Однако он может быть ингибирован, дезактивирован или разрушен вторичными процессами. Катализаторы могут использоваться в другой фазе ( гетерогенной ) или в той же фазе ( гомогенной ), что и реагенты. При гетерогенном катализе типичные вторичные процессы включают коксование , при котором катализатор покрывается полимерными побочными продуктами. Кроме того, гетерогенные катализаторы могут растворяться в растворе в системе твердое тело-жидкость или испаряться в системе твердое тело-газ. Катализаторы могут только ускорять реакцию — химические вещества, замедляющие реакцию, называются ингибиторами. ^[41]^[42] Вещества, повышающие активность катализаторов, называются промоторами, а вещества, дезактивирующие катализаторы, называются каталитическими ядами. При наличии катализатора реакция, кинетически ингибируемая высокой энергией активации, может протекать в обход этой энергии активации.

Гетерогенные катализаторы обычно представляют собой твердые вещества, измельченные в порошок для максимизации площади поверхности. Особое значение в гетерогенном катализе имеют металлы платиновой группы и другие переходные металлы, которые используются в гидрогенизации , каталитическом риформинге и в синтезе товарных химикатов, таких как азотная кислота и аммиак . Кислоты являются примером гомогенного катализатора, они увеличивают нуклеофильность карбонилов , позволяя проводить реакцию, которая в противном случае не могла бы протекать с электрофилами. Преимуществом гомогенных катализаторов является простота их смешивания с реагентами, но их также может быть трудно отделить от продуктов. Поэтому гетерогенные катализаторы предпочтительны во многих промышленных процессах. ^[43]

Реакции в органической химии

В органической химии , помимо окислительных, восстановительных или кислотно-основных реакций, может происходить ряд других реакций, в которых задействованы ковалентные связи между атомами углерода или углеродом и гетероатомами (такими как кислород, азот, галогены и т. д.). Многие специфические реакции в органической химии носят названия реакций, названных в честь их первооткрывателей.

Одной из наиболее важных в промышленном отношении реакций является крекинг тяжелых углеводородов на нефтеперерабатывающих заводах для создания более мелких, более простых молекул. Этот процесс используется для производства бензина . Конкретные типы органических реакций могут быть сгруппированы по механизмам их реакций (в частности, замещение, присоединение и элиминирование) или по типам продуктов, которые они производят (например, метилирование , полимеризация и галогенирование ).

Замена

В реакции замещения функциональная группа в определенном химическом соединении заменяется другой группой. ^[44] Эти реакции можно различить по типу замещающих видов на нуклеофильное , электрофильное или радикальное замещение .

В первом типе нуклеофил , атом или молекула с избытком электронов и, следовательно, отрицательным зарядом или частичным зарядом , заменяет другой атом или часть молекулы «субстрата». Электронная пара нуклеофила атакует субстрат, образуя новую связь, в то время как уходящая группа уходит с электронной парой. Нуклеофил может быть электрически нейтральным или отрицательно заряженным, тогда как субстрат обычно нейтрален или положительно заряжен. Примерами нуклеофилов являются гидроксид -ион, алкоксиды , амины и галогениды . Этот тип реакции встречается в основном в алифатических углеводородах и редко в ароматических углеводородах . Последние имеют высокую электронную плотность и вступают в нуклеофильное ароматическое замещение только с очень сильными электроноакцепторными группами . Нуклеофильное замещение может происходить по двум различным механизмам, S _N 1 и S _N 2 . В их названиях S обозначает замещение, N – нуклеофильный, а число представляет кинетический порядок реакции: мономолекулярный или бимолекулярный. ^[45]

Реакция S _N 1 протекает в два этапа. Сначала удаляется уходящая группа , создавая карбокатион . Затем следует быстрая реакция с нуклеофилом. ^[46]

В механизмах S _N 2 нуклеофил образует переходное состояние с атакуемой молекулой, и только затем отщепляется уходящая группа. Эти два механизма различаются по стереохимии продуктов. S _N 1 приводит к нестереоспецифическому присоединению и не приводит к образованию хирального центра, а скорее к набору геометрических изомеров ( цис/транс ). Напротив, в механизме S _{N 2 наблюдается инверсия (}инверсия Вальдена ) ранее существовавшей стереохимии . ^[47]

Электрофильное замещение является аналогом нуклеофильного замещения, поскольку атакующий атом или молекула, электрофил , имеет низкую электронную плотность и, следовательно, положительный заряд. Типичными электрофилами являются атом углерода карбонильных групп , карбокатионы или катионы серы или нитрония . Эта реакция происходит почти исключительно в ароматических углеводородах, где она называется электрофильным ароматическим замещением . Атака электрофила приводит к так называемому σ-комплексу, переходному состоянию, в котором ароматическая система уничтожается. Затем уходящая группа, обычно протон, отщепляется, и ароматичность восстанавливается. Альтернативой ароматическому замещению является электрофильное алифатическое замещение. Оно похоже на нуклеофильное алифатическое замещение и также имеет два основных типа: S _E 1 и S _E 2 ^[48]

В третьем типе реакции замещения, радикальном замещении, атакующей частицей является радикал . [ ^44] Этот процесс обычно принимает форму цепной реакции , например, в реакции алканов с галогенами. На первом этапе свет или тепло расщепляют галогенсодержащие молекулы, производя радикалы. Затем реакция протекает лавинообразно, пока два радикала не встретятся и не воссоединятся. ^[49]

${\ce {X. + R-H -> X-H + R.}}$
${\ce {R. + X2 -> R-X + X.}}$: Реакции в ходе цепной реакции радикального замещения

Добавление и исключение

Присоединение и его аналог, элиминирование , являются реакциями, которые изменяют количество заместителей на атоме углерода и образуют или разрывают кратные связи . Двойные и тройные связи могут быть получены путем удаления подходящей уходящей группы. Подобно нуклеофильному замещению, существует несколько возможных механизмов реакции , которые названы в честь соответствующего порядка реакции. В механизме E1 уходящая группа выбрасывается первой, образуя карбокатион. Следующий шаг, образование двойной связи, происходит с удалением протона ( депротонирование ). Уходящий порядок обратный в механизме E1cb, то есть протон отщепляется первым. Этот механизм требует участия основания. ^[50] Из-за схожих условий обе реакции в элиминировании E1 или E1cb всегда конкурируют с замещением S _N 1. ^[51]

Механизм E2 также требует основания, но там атака основания и элиминирование уходящей группы происходят одновременно и не производят ионный промежуточный продукт. В отличие от элиминирования E1, для продукта реакции в механизме E2 возможны различные стереохимические конфигурации, поскольку атака основания преимущественно происходит в анти-положении по отношению к уходящей группе. Из-за схожих условий и реагентов элиминирование E2 всегда конкурирует с S _N 2-замещением. ^[52]

Электрофильное присоединение бромистого водорода

Аналогом элиминирования является присоединение, при котором двойные или тройные связи преобразуются в одинарные. Подобно реакциям замещения, существует несколько типов присоединения, различающихся по типу атакующей частицы. Например, при электрофильном присоединении бромистого водорода электрофил (протон) атакует двойную связь, образуя карбокатион , который затем реагирует с нуклеофилом (бромом). Карбокатион может быть образован по обе стороны от двойной связи в зависимости от групп, присоединенных к его концам, и предпочтительную конфигурацию можно предсказать с помощью правила Марковникова . [ ^53] Это правило гласит, что «При гетеролитическом присоединении полярной молекулы к алкену или алкину более электроотрицательный (нуклеофильный) атом (или часть) полярной молекулы присоединяется к атому углерода, несущему меньшее количество атомов водорода». ^[54]

Если присоединение функциональной группы происходит у менее замещенного атома углерода двойной связи, то электрофильное замещение кислотами невозможно. В этом случае приходится использовать реакцию гидроборирования-окисления , где на первом этапе атом бора действует как электрофил и присоединяется к менее замещенному атому углерода. На втором этапе нуклеофильный гидропероксид или галогенный анион атакует атом бора. ^[55]

В то время как присоединение к богатым электронами алкенам и алкинам в основном электрофильное, нуклеофильное присоединение играет важную роль в кратных связях углерод-гетероатом, и особенно в ее наиболее важном представителе — карбонильной группе. Этот процесс часто ассоциируется с элиминированием, так что после реакции карбонильная группа снова присутствует. Поэтому она называется реакцией присоединения-элиминирования и может происходить в производных карбоновых кислот, таких как хлориды, сложные эфиры или ангидриды. Эта реакция часто катализируется кислотами или основаниями, где кислоты увеличивают электрофильность карбонильной группы, связываясь с атомом кислорода, тогда как основания увеличивают нуклеофильность атакующего нуклеофила. ^[56]

Механизм кислотно-катализируемого присоединения-элиминирования

Нуклеофильное присоединение карбаниона или другого нуклеофила к двойной связи альфа- , бета-ненасыщенного карбонильного соединения может протекать через реакцию Михаэля , которая относится к более широкому классу сопряженных присоединений . Это один из самых полезных методов мягкого образования связей C–C. ^[57]^[58]^[59]

Некоторые присоединения, которые не могут быть выполнены с нуклеофилами и электрофилами, могут быть выполнены со свободными радикалами. Как и в случае со свободнорадикальным замещением, радикальное присоединение происходит как цепная реакция, и такие реакции являются основой свободнорадикальной полимеризации . ^[60]

Другие механизмы органических реакций

Перегруппировка Копа 3-метил-1,5-гексадиена

В реакции перегруппировки углеродный скелет молекулы перестраивается , чтобы дать структурный изомер исходной молекулы. К ним относятся реакции сдвига гидрида , такие как перегруппировка Вагнера-Меервейна , где водород , алкильная или арильная группа мигрируют от одного углерода к соседнему углероду. Большинство перегруппировок связаны с разрывом и образованием новых связей углерод-углерод. Другими примерами являются сигматропные реакции, такие как перегруппировка Коупа . ^[61]

Циклические перегруппировки включают циклоприсоединения и, в более общем смысле, перициклические реакции , в которых две или более молекулы, содержащие двойную связь, образуют циклическую молекулу. Важным примером реакции циклоприсоединения является реакция Дильса-Альдера (так называемое [4+2] циклоприсоединение) между сопряженным диеном и замещенным алкеном с образованием замещенной циклогексеновой системы. ^[62]

Будет ли происходить определенное циклоприсоединение, зависит от электронных орбиталей участвующих видов, поскольку только орбитали с одинаковым знаком волновой функции будут перекрываться и конструктивно взаимодействовать, образуя новые связи. Циклоприсоединение обычно сопровождается светом или теплом. Эти возмущения приводят к разному расположению электронов в возбужденном состоянии вовлеченных молекул и, следовательно, к разным эффектам. Например, реакции Дильса-Альдера [4+2] могут сопровождаться теплом, тогда как циклоприсоединение [2+2] селективно индуцируется светом. ^[63] Из-за орбитального характера потенциал для образования стереоизомерных продуктов при циклоприсоединении ограничен, как описано в правилах Вудворда-Хоффмана . ^[64]

Биохимические реакции

Биохимические реакции в основном контролируются сложными белками, называемыми ферментами , которые обычно специализируются на катализе только одной конкретной реакции. Реакция происходит в активном центре , небольшой части фермента, которая обычно находится в расщелине или кармане, выстланном остатками аминокислот , а остальная часть фермента используется в основном для стабилизации. Каталитическое действие ферментов зависит от нескольких механизмов, включая молекулярную форму («индуцированное соответствие»), напряжение связи, близость и ориентацию молекул относительно фермента, отдачу или изъятие протонов (кислотно-основной катализ), электростатические взаимодействия и многие другие. ^[65]

Биохимические реакции, происходящие в живых организмах, в совокупности известны как метаболизм . Среди наиболее важных его механизмов — анаболизм , при котором различные процессы, контролируемые ДНК и ферментами, приводят к образованию крупных молекул, таких как белки и углеводы, из более мелких единиц. ^[66] Биоэнергетика изучает источники энергии для таких реакций. Важными источниками энергии являются глюкоза и кислород , которые могут вырабатываться растениями посредством фотосинтеза или усваиваться из пищи и воздуха соответственно. Все организмы используют эту энергию для производства аденозинтрифосфата (АТФ), который затем может использоваться для придания энергии другим реакциям. Разложение органического материала грибами , бактериями и другими микроорганизмами также входит в сферу биохимии .

Приложения

Термитная реакция, протекающая при сварке рельсов. Вскоре после этого жидкий чугун затекает в форму вокруг зазора рельса.

Химические реакции играют центральную роль в химической инженерии , где они используются для синтеза новых соединений из природного сырья, такого как нефть , минеральные руды и кислород воздуха. Важно сделать реакцию максимально эффективной, максимизируя выход и минимизируя количество реагентов, энергетических затрат и отходов. Катализаторы особенно полезны для снижения энергии, необходимой для реакции, и увеличения ее скорости . ^[67]^[68]

Некоторые специфические реакции имеют свои нишевые приложения. Например, термитная реакция используется для генерации света и тепла в пиротехнике и сварке . Хотя она менее контролируема, чем более традиционная кислородно-топливная сварка , дуговая сварка и стыковая сварка , она требует гораздо меньшего количества оборудования и по-прежнему используется для ремонта рельсов, особенно в отдаленных районах. ^[69]

Мониторинг

Механизмы мониторинга химических реакций сильно зависят от скорости реакции. Относительно медленные процессы могут быть проанализированы in situ на предмет концентраций и идентичности отдельных ингредиентов. Важными инструментами анализа в реальном времени являются измерение pH и анализ оптического поглощения (цвета) и спектров испускания. Менее доступным, но довольно эффективным методом является введение радиоактивного изотопа в реакцию и мониторинг того, как он изменяется со временем и куда перемещается; этот метод часто используется для анализа перераспределения веществ в организме человека. Более быстрые реакции обычно изучаются с помощью сверхбыстрой лазерной спектроскопии , где использование фемтосекундных лазеров позволяет контролировать кратковременные переходные состояния за время, уменьшенное до нескольких фемтосекунд. ^[70]

Смотрите также

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с химической реакцией .

Ссылки

^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «химическая реакция». doi :10.1351/goldbook.C01033
^ Вейер, Дж. (1973). «Новые интерпретации алхимии». Chemie in unserer Zeit . 7 (6): 177–181. дои : 10.1002/ciuz.19730070604.
^ См. Ньюман, Уильям Р. (2004). Прометеевские амбиции: Алхимия и поиски совершенной природы . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 9780226575247.
^ Краус, Пол (1942–1943). Джабир ибн Хайян: Вклад в историю научных идей в исламе. I. Корпус jâbiriens. II. Джабир и греческая наука . Каир: Французский институт восточной археологии . ISBN 9783487091150. OCLC 468740510., т. II, стр. 41–42.
^ Карпенко, Владимир; Норрис, Джон А. (2002). «Купорос в истории химии». Химический список . 96 (12): 997–1005.
^ Фридман, Леонард Дж.; Фридман, Саманта Дж. (2008). История контактного сернокислотного процесса (PDF) . Бока-Ратон, Флорида: Acid Engineering & Consulting, Inc.
^ Стрэнджес, Энтони Н. (2000). «Немецкая индустрия синтетического топлива, 1935–1940». В Lesch, Джон Э. (ред.). Немецкая химическая промышленность в двадцатом веке. Kluwer Academic Publishers . стр. 170. ISBN 978-0-7923-6487-0.
^ Брок, стр. 34–55.
^ Брок, стр. 104–107.
^ Майерс, Ричард (2009). Основы химии. Greenwood Publishing Group . стр. 55. ISBN 978-0-313-31664-7.
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «уравнение химической реакции». doi :10.1351/goldbook.C01034
^ Corey, EJ (1988). «Лекция Роберта Робинсона. Ретросинтетическое мышление? основы и примеры». Chemical Society Reviews . 17 : 111–133. doi :10.1039/CS9881700111.
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «элементарная реакция». doi :10.1351/goldbook.E02035
^ Френкинг, Гернот (2006). «Элементарреакционен». Рёмпп Хеми-Лексикон . Тиме .
^ ab Kandori, Hideki (2006). "Ретинальные связывающие белки". В Dugave, Christophe (ред.). Цис-транс-изомеризация в биохимии. Wiley-VCH . стр. 56. ISBN 978-3-527-31304-4.
↑ Аткинс, стр. 114.
↑ Аткинс, стр. 106–108.
^ ab "F*A*C*T - REACTION-Web". www.crct.polymtl.ca .
^ Аткинс, стр. 150
^ Аткинс, стр. 963
^ abcd Реагировать или не реагировать? Архивировано 10 января 2015 г. в Wayback Machine Utah State Office of Education. Получено 4 июня 2011 г.
^ "8.3: Принцип Ле Шателье". Chemistry LibreTexts . 2016-08-05 . Получено 2023-04-11 .
^ ab "11.5: Спонтанные реакции и свободная энергия". Chemistry LibreTexts . 2016-08-05 . Получено 2023-04-11 .
^ "20.3: Спонтанные и неспонтанные реакции". Chemistry LibreTexts . 2016-06-27 . Получено 2023-04-11 .
^ "Электролитические ячейки". Chemistry LibreTexts . 2013-10-02 . Получено 2023-04-11 .
^ "Фотосинтез растений экзопланет". Chemistry LibreTexts . 2016-05-26 . Получено 2023-04-11 .
^ Уилбрахам, Энтони; Стэнли, Деннис; Уотерман, Эдвард; Матта, Майкл (2012). Химия . Пирсон. стр. 734–735. ISBN 9780132525763.
^ Глускер, Дженни П. (1991). "Структурные аспекты лигандирования металлов с функциональными группами в белках". В Christian B. Anfinsen (ред.). Advances in Protein Chemistry. Т. 42. Сан-Диего: Academic Press . стр. 7. ISBN 978-0-12-034242-6.
^ Го, Лян-Хун; Аллен, Х.; Хилл, О. (1991). «Прямая электрохимия белков и ферментов». В AG Sykes (ред.). Достижения в неорганической химии. Т. 36. Сан-Диего: Academic Press . стр. 359. ISBN 978-0-12-023636-7.
↑ Виберг, стр. 289–290.
^ Виберг, стр. 409
↑ Виберг, стр. 1180–1205.
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «сопряженная пара кислота–основание». doi :10.1351/goldbook.C01266
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «precipitation». doi :10.1351/goldbook.P04795
^ Вингендер, Йорг; Ортандерл, Стефани (июль 2009 г.). «Аусфеллунг». Рёмпп Хеми-Лексикон . Тиме .
^ Мейер, Х. Юрген (2007). «Фесткёрперхимие». В Эрвине Риделе (ред.). Современная неорганическая химия (на немецком языке) (3-е изд.). де Грюйтер . п. 171. ИСБН 978-3-11-019060-1.
^ Винтерлин, Дж. (1997). «Скорости атомных и макроскопических реакций поверхностно-катализируемой реакции». Science . 278 (5345): 1931–4. Bibcode :1997Sci...278.1931W. doi :10.1126/science.278.5345.1931. PMID 9395392.
^ Waldmann, T.; Künzel, D.; Hoster, HE; Groß, A.; Behm, RJR (2012). «Окисление органического адслоя: вид с высоты птичьего полета». Журнал Американского химического общества . 134 (21): 8817–8822. doi :10.1021/ja302593v. PMID 22571820.
↑ Аткинс, стр. 937–950.
^ Saunders, David Stanley (2002). Часы насекомых (Третье изд.). Амстердам: Elsevier . С. 179. ISBN 978-0-444-50407-4.
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «катализатор». doi :10.1351/goldbook.C00876
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «ингибитор». doi :10.1351/goldbook.I03035
^ Эльшенбройх, Кристоф (2008). Металлоорганическая химия (6-е изд.). Висбаден: Vieweg+Teubner Verlag . п. 263. ИСБН 978-3-8351-0167-8.
^ ab March, Jerry (1985), Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 3-е издание, Нью-Йорк: Wiley, ISBN 9780471854722, OCLC 642506595
^ Hartshorn, SR (1973). Алифатическое нуклеофильное замещение. Лондон: Cambridge University Press . стр. 1. ISBN 978-0-521-09801-4.
^ Бейтман, Лесли К.; Чёрч, Мервин Г.; Хьюз, Эдвард Д.; Ингольд, Кристофер К.; Тахер, Назир Ахмед (1940). "188. Механизм замещения у насыщенного атома углерода. Часть XXIII. Кинетическая демонстрация мономолекулярного сольволиза алкилгалогенидов. (Раздел E) общее обсуждение". Журнал химического общества : 979. doi :10.1039/JR9400000979.
↑ Брюкнер, стр. 63–77.
↑ Брюкнер, стр. 203–206.
^ Брюкнер, стр. 16
^ Брюкнер, стр. 192
^ Брюкнер, стр. 183
^ Брюкнер, стр. 172
↑ Виберг, стр. 950, 1602
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «Markownikoff rule». doi :10.1351/goldbook.M03707
^ Брюкнер, стр. 125
^ Лача, Ганс Петер; Казмайер, Ули; Кляйн, Хельмут Альфонс (2008). Organische Chemie: Chemie-basiswissen II (на немецком языке). Том. 2 (6-е изд.). Спрингер . п. 273. ИСБН 978-3-540-77106-7.
^ Дания, Скотт Э., ред. (2004). Органические реакции . doi :10.1002/0471264180. ISBN 978-0-471-26418-7.
^ Хант, Ян. «Глава 18: Енолы и еноляты — Реакция присоединения Майкла». Университет Калгари.
^ Брюкнер, стр. 580
^ Лехнер, Манфред; Герке, Клаус; Нордмайер, Экхард (2003). Макромолекулярная химия (3-е изд.). Базель: Биркхойзер . стр. 53–65. ISBN 978-3-7643-6952-1.
^ Фокс, Мэри Энн; Уайтселл, Джеймс К. (2004). Органическая химия (Третье изд.). Джонс и Бартлетт . стр. 699. ISBN 978-0-7637-2197-8.
^ Дильс, О.; Олдер, К. (1928). «Синтез в гидроароматическом рейхе». «Анналы химии» Юстуса Либиха . 460 : 98–122. дои : 10.1002/jlac.19284600106.
↑ Брюкнер, стр. 637–647.
^ Вудворд, Р. Б.; Хоффманн, Р. (1965). «Стереохимия электроциклических реакций». Журнал Американского химического общества . 87 (2): 395–397. doi :10.1021/ja01080a054.
^ Карлсон, Питер; Дёнеке, Детлеф; Коолман, Ян; Фукс, Георг; Герок, Вольфганг (2005). Биохимия и патобиохимия Карлсона (на немецком языке) (16-е изд.). Thieme . стр. 55–56. ISBN 978-3-13-357815-8.
^ IUPAC , Compendium of Chemical Terminology , 2nd ed. («Золотая книга») (1997). Онлайн-исправленная версия: (2006–) «anabolism». doi :10.1351/goldbook.A00314
^ Эмиг, Герхард; Клемм, Элиас (2005). Техническая химия (на немецком языке) (5-е изд.). Springer . стр. 33–34. ISBN 978-3-540-23452-4.
^ Trost, B. (1991). «Атомная экономика – поиск синтетической эффективности». Science . 254 (5037): 1471–1477. Bibcode :1991Sci...254.1471T. doi :10.1126/science.1962206. PMID 1962206.
^ Weismantel, Guy E (1999). John J. McKetta (ред.). Encyclopedia of Chemical Processing and Design. Vol. 67. CRC Press . p. 109. ISBN 978-0-8247-2618-8.
^ Аткинс, стр. 987

Библиография

Аткинс, Питер В.; Хулио де Паула (2006). Физическая химия (4-е изд.). Weinheim: Wiley-VCH . ISBN 978-3-527-31546-8.
Брок, Уильям Х. (1997). Viewegs Geschichte der Chemie (на немецком языке). Брауншвейг: Vieweg . ISBN 978-3-540-67033-9.
Брюкнер, Рейнхард (2004). Механизмы реакции (на немецком языке) (3-е изд.). Мюнхен: Spektrum Akademischer Verlag. ISBN 978-3-8274-1579-0.
Виберг, Эгон, Виберг, Нильс и Холлеман, Арнольд Фредерик (2001). Неорганическая химия. Академическая пресса . ISBN 978-0-12-352651-9.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
«Химическое действие» . Энциклопедия Британника . Т. 6 (11-е изд.). 1911. С. 26–33.