التفاعل الكيميائي

تفاعل الثرميت باستخدام أكسيد الحديد الثلاثي. الشرر المتطاير للخارج عبارة عن كريات من الحديد المنصهر تاركة وراءها دخاناً.

التفاعل الكيميائي هو عملية تؤدي إلى التحول الكيميائي لمجموعة من المواد الكيميائية إلى مجموعة أخرى. ^{[ 1 ]}

أو، التفاعل الكيميائي هو عملية تتحد فيها مادتان أو أكثر (المتفاعلات) لتكوين مادة جديدة (المنتج).

عند حدوث التفاعلات الكيميائية، تُعاد ترتيب الذرات ، ويصاحب التفاعل تغير في الطاقة نتيجةً لتكوّن نواتج جديدة. تقليديًا، تشمل التفاعلات الكيميائية تغيرات تقتصر على مواقع الإلكترونات في تكوين الروابط الكيميائية بين الذرات وكسرها ، دون أي تغيير في النوى (أي دون تغيير في العناصر الموجودة)، ويمكن وصفها غالبًا بمعادلة كيميائية . أما الكيمياء النووية فهي فرع من فروع الكيمياء يهتم بدراسة التفاعلات الكيميائية للعناصر غير المستقرة والمشعة، حيث يمكن أن تحدث تغيرات إلكترونية ونووية.

تُسمى المادة (أو المواد) التي تدخل في التفاعل الكيميائي في البداية بالمتفاعلات أو الكواشف . وتتميز التفاعلات الكيميائية عادةً بتغير كيميائي، وتنتج عنها ناتج واحد أو أكثر ، والتي عادةً ما تمتلك خصائص مختلفة عن المتفاعلات. غالبًا ما تتكون التفاعلات من سلسلة من الخطوات الفرعية، تُعرف بالتفاعلات الأولية ، وتُعد المعلومات المتعلقة بالمسار الدقيق للتفاعل جزءًا من آلية التفاعل . تُوصف التفاعلات الكيميائية بمعادلات كيميائية ، تُمثل بشكل رمزي المواد الأولية، والنواتج النهائية، وأحيانًا النواتج الوسيطة وظروف التفاعل.

تحدث التفاعلات الكيميائية بمعدل تفاعل مميز عند درجة حرارة وتركيز كيميائي محددين. بعض التفاعلات تُنتج حرارة وتُسمى تفاعلات طاردة للحرارة ، بينما قد تتطلب تفاعلات أخرى حرارة لحدوثها، وتُسمى تفاعلات ماصة للحرارة . عادةً، تزداد معدلات التفاعل مع ارتفاع درجة الحرارة، وذلك لتوافر المزيد من الطاقة الحرارية اللازمة للوصول إلى طاقة التنشيط الضرورية لكسر الروابط بين الذرات.

يمكن تصنيف التفاعل إلى تفاعل أكسدة واختزال ، حيث تحدث عمليتا الأكسدة والاختزال ، أو تفاعل غير أكسدة واختزال، حيث لا تحدث أي منهما. ويمكن تصنيف معظم تفاعلات الأكسدة والاختزال البسيطة إلى تفاعلات اتحاد، أو تفكك، أو إحلال أحادي.

تُستخدم تفاعلات كيميائية مختلفة خلال عملية التخليق الكيميائي للحصول على المنتج المطلوب. في الكيمياء الحيوية ، تُشكل سلسلة متتالية من التفاعلات الكيميائية (حيث يكون ناتج أحد التفاعلات متفاعلاً في التفاعل التالي) مسارات أيضية . غالبًا ما تُحفز هذه التفاعلات بواسطة إنزيمات بروتينية . تزيد الإنزيمات من سرعة التفاعلات الكيميائية الحيوية، مما يسمح بحدوث عمليات التخليق والتحلل الأيضية التي يستحيل حدوثها في الظروف العادية، وذلك عند درجات الحرارة والتركيزات الموجودة داخل الخلية .

تم توسيع المفهوم العام للتفاعل الكيميائي ليشمل التفاعلات بين الكيانات الأصغر من الذرات، بما في ذلك التفاعلات النووية ، والتحلل الإشعاعي ، والتفاعلات بين الجسيمات الأولية ، كما هو موضح في نظرية المجال الكمومي .

تاريخ

كانت التفاعلات الكيميائية، كالاحتراق في النار والتخمر واختزال الخامات إلى معادن، معروفة منذ القدم. وقد وضع الفلاسفة اليونانيون نظريات أولية حول تحول المواد، مثل نظرية العناصر الأربعة لإمبيدوكليس التي تنص على أن أي مادة تتكون من العناصر الأساسية الأربعة: النار والماء والهواء والأرض. وفي العصور الوسطى ، درس الخيميائيون التحولات الكيميائية ، وحاولوا على وجه الخصوص تحويل الرصاص إلى ذهب ، مستخدمين في ذلك تفاعلات الرصاص وسبائك الرصاص والنحاس مع الكبريت . ^[²^]

كان الإنتاج الاصطناعي للمواد الكيميائية هدفًا رئيسيًا للكيميائيين في العصور الوسطى. ^{[ 3 ]} ومن الأمثلة على ذلك تخليق كلوريد الأمونيوم من المواد العضوية كما هو موضح في مؤلفات جابر بن حيان (حوالي 850-950م) ، ^{[ 4 ]} أو إنتاج الأحماض المعدنية مثل حمض الكبريتيك وحمض النيتريك على يد كيميائيين لاحقين، بدءًا من حوالي عام 1300م. ^{[ 5 ]} تضمن إنتاج الأحماض المعدنية تسخين معادن الكبريتات والنترات مثل كبريتات النحاس والشبة ونترات البوتاسيوم . في القرن السابع عشر، أنتج يوهان رودولف غلاوبر حمض الهيدروكلوريك وكبريتات الصوديوم عن طريق تفاعل حمض الكبريتيك مع كلوريد الصوديوم . ومع تطوير عملية حجرة الرصاص عام 1746 وعملية لوبلان ، التي سمحت بالإنتاج واسع النطاق لحمض الكبريتيك وكربونات الصوديوم على التوالي، أصبحت التفاعلات الكيميائية جزءًا لا يتجزأ من الصناعة. أدى المزيد من تحسين تكنولوجيا حمض الكبريتيك إلى عملية التلامس في ثمانينيات القرن التاسع عشر، ^{[ 6 ]} وتم تطوير عملية هابر في الفترة 1909-1910 لتخليق الأمونيا . ^{[ 7 ]}

منذ القرن السادس عشر، سعى باحثون، من بينهم يان بابتيست فان هيلمونت وروبرت بويل وإسحاق نيوتن ، إلى وضع نظريات للتحولات الكيميائية التي رُصدت تجريبياً. وقد طُرحت نظرية الفلوجستون عام 1667 على يد يوهان يواكيم بيشر ، والتي افترضت وجود عنصر شبيه بالنار يُسمى "الفلوجستون"، موجود داخل المواد القابلة للاحتراق وينطلق أثناء الاحتراق . إلا أن أنطوان لافوازييه أثبت خطأ هذه النظرية عام 1785، إذ وجد التفسير الصحيح للاحتراق باعتباره تفاعلاً مع الأكسجين الموجود في الهواء. ^{[ 8 ]}

أدرك جوزيف لويس غاي لوساك في عام 1808 أن الغازات تتفاعل دائمًا بنسب محددة فيما بينها. واستنادًا إلى هذه الفكرة والنظرية الذرية لجون دالتون ، وضع جوزيف بروست قانون النسب الثابتة ، الذي أدى لاحقًا إلى ظهور مفاهيم القياس الكمي والمعادلات الكيميائية . ^{[ 9 ]}

فيما يتعلق بالكيمياء العضوية ، ساد الاعتقاد لفترة طويلة بأن المركبات المستخلصة من الكائنات الحية بالغة التعقيد بحيث يتعذر تصنيعها صناعيًا . ووفقًا لمفهوم الحيوية ، كانت المادة العضوية تتمتع بـ"قوة حيوية" تميزها عن المواد غير العضوية. إلا أن هذا الفصل انتهى بتخليق اليوريا من مواد أولية غير عضوية على يد فريدريك فولر عام 1828. ومن بين الكيميائيين الآخرين الذين قدموا إسهامات جليلة في الكيمياء العضوية، ألكسندر ويليام ويليامسون بتخليقه للإيثرات ، وكريستوفر كيلك إنجولد ، الذي وضع، من بين اكتشافات عديدة، آليات تفاعلات الاستبدال .

صفات

تتميز بعض التفاعلات الكيميائية بخصائص مثل:

تطور الغاز
تكوّن راسب
تغير درجة الحرارة
تغيير في الحالة
تغير اللون
التغير في الكتلة

المعادلات

تُستخدم المعادلات الكيميائية لتوضيح التفاعلات الكيميائية بيانيًا. تتكون هذه المعادلات من الصيغ الكيميائية أو البنائية للمتفاعلات على اليسار، وصيغ النواتج على اليمين. يفصل بينهما سهم (→) يشير إلى اتجاه ونوع التفاعل؛ ويُقرأ السهم ككلمة "ينتج". ^{[ 10 ]} يشير رأس السهم إلى اتجاه سير التفاعل. يُستخدم سهم مزدوج ( ⇌ ) يشير إلى اتجاهين متعاكسين للتفاعلات المتوازنة . يجب موازنة المعادلات وفقًا للقياسات الكيميائية ، أي أن عدد ذرات كل نوع كيميائي يجب أن يكون متساويًا على جانبي المعادلة. ويتحقق ذلك بضرب عدد الجزيئات الداخلة في التفاعل (A، B، C، وD في المثال التوضيحي أدناه) في الأعداد الصحيحة المناسبة a، b، c، و d . ^{[ 11 ]}

أ أ + ب ب → ج ج + د د

تُمثَّل التفاعلات الأكثر تعقيدًا بمخططات تفاعلية، تُظهر بالإضافة إلى المواد المتفاعلة والناتجة، وسائط تفاعلية أو حالات انتقالية مهمة . كما يُمكن الإشارة إلى بعض الإضافات الثانوية نسبيًا للتفاعل أعلى سهم التفاعل؛ ومن أمثلة هذه الإضافات الماء، والحرارة، والإضاءة، والمحفز ، وما إلى ذلك. وبالمثل، يُمكن وضع بعض النواتج الثانوية أسفل السهم، غالبًا بعلامة ناقص.

مثال على التفاعل العضوي: أكسدة الكيتونات إلى إسترات باستخدام حمض بيروكسي كاربوكسيليك

يمكن تطبيق التحليل التخليقي العكسي لتصميم تفاعل تخليقي معقد. يبدأ التحليل هنا من النواتج، على سبيل المثال عن طريق فصل روابط كيميائية محددة، للوصول إلى كواشف أولية محتملة. يُستخدم سهم خاص (⇒) في التفاعلات العكسية. ^{[ 12 ]}

التفاعلات الأولية

التفاعل الأولي هو أصغر وحدة يمكن تقسيم التفاعل الكيميائي إليها، ولا ينتج عنه أي نواتج وسيطة. ^{[ 13 ]} تتكون معظم التفاعلات التي تُلاحظ تجريبياً من العديد من التفاعلات الأولية التي تحدث بالتوازي أو بالتتابع. يُعرف التسلسل الفعلي للتفاعلات الأولية الفردية بآلية التفاعل . يتضمن التفاعل الأولي عددًا قليلاً من الجزيئات، عادةً جزيئًا واحدًا أو جزيئين، نظرًا لانخفاض احتمالية التقاء عدة جزيئات في وقت واحد. ^{[ 14 ]}

أهم التفاعلات الأولية هي التفاعلات أحادية الجزيء وثنائية الجزيء. في التفاعل أحادي الجزيء، يشارك جزيء واحد فقط، ويتحول عن طريق التماكب أو التفكك إلى جزيء واحد أو أكثر. تتطلب هذه التفاعلات إضافة طاقة على شكل حرارة أو ضوء. ومن الأمثلة النموذجية على التفاعل أحادي الجزيء التماكب من الشكل سيس إلى الشكل ترانس ، حيث يتحول الشكل سيس للمركب إلى الشكل ترانس أو العكس. ^{[ 15 ]}

في تفاعل التفكك النموذجي ، تنكسر رابطة في الجزيء ، مما ينتج عنه جزيئان. قد يكون التفكك متجانسًا أو غير متجانس . في الحالة الأولى، تنقسم الرابطة بحيث يحتفظ كل ناتج بإلكترون واحد ويصبح جذرًا حرًا متعادلًا . أما في الحالة الثانية، فيبقى كلا إلكتروني الرابطة الكيميائية مع أحد الناتجين، مما ينتج عنه أيونات مشحونة . يلعب التفكك دورًا هامًا في بدء التفاعلات المتسلسلة ، مثل تفاعلات الهيدروجين والأكسجين أو تفاعلات البلمرة .

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

تفكك جزيء AB إلى جزأين A و B

في التفاعلات ثنائية الجزيئات ، يتصادم جزيئان ويتفاعلان مع بعضهما البعض. ويسمى اندماجهما بالتخليق الكيميائي أو تفاعل الإضافة .

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

ثمة احتمال آخر يتمثل في انتقال جزء فقط من جزيء إلى آخر. يحدث هذا النوع من التفاعلات، على سبيل المثال، في تفاعلات الأكسدة والاختزال وتفاعلات الحمض والقاعدة. في تفاعلات الأكسدة والاختزال، يكون الجسيم المنتقل إلكترونًا، بينما في تفاعلات الحمض والقاعدة يكون بروتونًا. يُطلق على هذا النوع من التفاعلات أيضًا اسم التبادل .

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

على سبيل المثال:

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

التوازن الكيميائي

معظم التفاعلات الكيميائية قابلة للانعكاس؛ أي أنها تحدث في كلا الاتجاهين. يتنافس التفاعل الأمامي والتفاعل العكسي، ويختلفان في سرعة التفاعل . تعتمد هذه السرعة على التركيز، وبالتالي تتغير مع زمن التفاعل: تزداد سرعة التفاعل العكسي تدريجيًا حتى تتساوى مع سرعة التفاعل الأمامي، مما يؤدي إلى ما يُسمى بالتوازن الكيميائي. يعتمد زمن الوصول إلى حالة التوازن على عوامل مثل درجة الحرارة والضغط والمواد المتفاعلة، ويُحدد بالحد الأدنى للطاقة الحرة . في حالة التوازن، يجب أن تكون طاقة جيبس الحرة للتفاعل صفرًا. يمكن تفسير اعتماد التفاعل على الضغط بمبدأ لو شاتيليه . على سبيل المثال، تؤدي زيادة الضغط نتيجة انخفاض الحجم إلى انزياح التفاعل نحو الجانب الذي يحتوي على عدد أقل من مولات الغاز. ^{[ 16 ]}

يستقر ناتج التفاعل عند الاتزان، ولكن يمكن زيادته بإزالة الناتج من مزيج التفاعل أو تغييره برفع درجة الحرارة أو الضغط. لا يؤثر تغيير تركيزات المتفاعلات على ثابت الاتزان، ولكنه يؤثر على موضع الاتزان.

الديناميكا الحرارية

تخضع التفاعلات الكيميائية لقوانين الديناميكا الحرارية . يمكن للتفاعلات أن تحدث تلقائيًا إذا كانت طاردة للطاقة ، أي إذا أطلقت طاقة حرة. يتكون التغير في الطاقة الحرة المصاحب للتفاعل من تغيرات في كميتين ديناميكيتين حراريتين مختلفتين، وهما المحتوى الحراري والإنتروبيا : ^[¹⁷^]

$\Delta G=\Delta HT\cdot \Delta S$ .: $G$ : الطاقة الحرة، $H$ : المحتوى الحراري، $T$ : درجة الحرارة، $S$ : الإنتروبيا، $Δ$ : الفرق (التغير بين الأصل والناتج)

يمكن أن تكون التفاعلات طاردة للحرارة ، حيث تكون قيمة ΔH سالبة ويتم إطلاق الطاقة. من الأمثلة الشائعة على التفاعلات الطاردة للحرارة الاحتراق والترسيب والتبلور ، حيث تتشكل مواد صلبة منتظمة من أطوار غازية أو سائلة غير منتظمة. في المقابل، في التفاعلات الماصة للحرارة ، تُستهلك الحرارة من البيئة المحيطة. يمكن أن يحدث هذا عن طريق زيادة إنتروبيا النظام، غالبًا من خلال تكوين نواتج تفاعل غازية أو مذابة، والتي تتميز بإنتروبيا أعلى. نظرًا لأن قيمة الإنتروبيا في تغير الطاقة الحرة تزداد مع درجة الحرارة، فإن العديد من التفاعلات الماصة للحرارة تحدث بشكل مفضل عند درجات حرارة عالية. على النقيض من ذلك، فإن العديد من التفاعلات الطاردة للحرارة، مثل التبلور، تحدث بشكل مفضل عند درجات حرارة منخفضة. قد يؤدي تغير درجة الحرارة أحيانًا إلى عكس إشارة إنثالبي التفاعل، كما هو الحال في اختزال ثاني أكسيد الموليبدينوم بواسطة أول أكسيد الكربون .

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

؛

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

يُعدّ هذا التفاعل لتكوين ثاني أكسيد الكربون والموليبدينوم ماصًا للحرارة عند درجات الحرارة المنخفضة، ويقلّ امتصاصه للحرارة مع ارتفاع درجة الحرارة. ^{[ 18 ]} ΔH ° يساوي صفرًا عند1855 كلفن ، ويصبح التفاعل طاردًا للحرارة فوق درجة الحرارة تلك.

يمكن أن تؤدي التغيرات في درجة الحرارة أيضًا إلى عكس اتجاه التفاعل. على سبيل المثال، تفاعل تحويل غاز الماء :

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

يُفضَّل هذا التفاعل عند درجات الحرارة المنخفضة، بينما يُفضَّل عكسه عند درجات الحرارة المرتفعة. ويحدث التحول في اتجاه التفاعل عند1100 ألف . ^{[ 18 ]}

يمكن أيضاً وصف التفاعلات بتغير الطاقة الداخلية فيها ، والذي يأخذ في الاعتبار التغيرات في الإنتروبيا والحجم والكمونات الكيميائية . ويعتمد هذا الأخير، من بين أمور أخرى، على نشاط المواد المتفاعلة. ^{[ 19 ]}

${d}U=T\cdot {d}Sp\cdot {d}V+\mu \cdot {d}n$: $U$ : الطاقة الداخلية، $S$ : الإنتروبيا، $p$ : الضغط، $μ$ : الجهد الكيميائي، $n$ : عدد الجزيئات، $d$ : تغير طفيف في الإشارة

الحركية

تُدرس سرعة حدوث التفاعلات من خلال حركية التفاعلات . ويعتمد معدل التفاعل على عدة عوامل، مثل:

تؤثر تركيزات المواد المتفاعلة عادةً على سرعة التفاعل، إذ يؤدي رفعها إلى زيادة عدد التصادمات في وحدة الزمن. مع ذلك، تتميز بعض التفاعلات بمعدلات لا تتأثر بتركيزات المواد المتفاعلة، وذلك بسبب محدودية عدد المواقع التحفيزية. وتُعرف هذه التفاعلات بتفاعلات الرتبة الصفرية .
مساحة السطح المتاحة للتلامس بين المواد المتفاعلة، وخاصة الصلبة منها في الأنظمة غير المتجانسة. تؤدي مساحات السطح الأكبر إلى معدلات تفاعل أعلى.
الضغط – زيادة الضغط تقلل من الحجم بين الجزيئات وبالتالي تزيد من وتيرة التصادمات بين الجزيئات.
طاقة التنشيط ، وهي مقدار الطاقة اللازمة لبدء التفاعل واستمراره تلقائيًا. تشير طاقة التنشيط الأعلى إلى أن المواد المتفاعلة تحتاج إلى طاقة أكبر لبدء التفاعل مقارنةً بالتفاعل ذي طاقة التنشيط الأقل.
درجة الحرارة ، التي تسرع التفاعلات إذا ارتفعت، لأن ارتفاع درجة الحرارة يزيد من طاقة الجزيئات، مما يؤدي إلى حدوث المزيد من التصادمات لكل وحدة زمنية.
وجود أو غياب عامل مساعد . العوامل المساعدة هي مواد تُكوّن روابط ضعيفة مع المواد المتفاعلة أو الوسائط، وتُغيّر مسار (آلية) التفاعل، مما يزيد بدوره من سرعة التفاعل عن طريق خفض طاقة التنشيط اللازمة لحدوثه. لا يتلف العامل المساعد أو يتغير أثناء التفاعل، لذا يُمكن استخدامه مرة أخرى.
في بعض التفاعلات، يكون وجود الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية ، ضرورياً لتحفيز كسر الروابط وبدء التفاعل. وينطبق هذا بشكل خاص على التفاعلات التي تتضمن الجذور الحرة .

تسمح عدة نظريات بحساب معدلات التفاعل على المستوى الجزيئي. يُشار إلى هذا المجال باسم ديناميكيات التفاعل . يُعطى معدل التفاعل من الرتبة الأولى (v) ، والذي قد يكون تفكك المادة A، بالمعادلة التالية:

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

ينتج عن تكاملها ما يلي:

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

هنا، k هو ثابت معدل التفاعل من الرتبة الأولى، وله بُعد 1/الزمن، و[A]( t ) هو التركيز عند الزمن t، و[A] _₀ هو التركيز الابتدائي. يعتمد معدل التفاعل من الرتبة الأولى فقط على تركيز وخواص المادة المتفاعلة، ويمكن وصف التفاعل نفسه بنصف عمر مميز . يلزم أكثر من ثابت زمني واحد عند وصف التفاعلات من رتب أعلى. عادةً ما يتبع اعتماد ثابت معدل التفاعل على درجة الحرارة معادلة أرهينيوس .

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

حيث E _<sub>a</sub> هي طاقة التنشيط و k<sub> _B</sub> هو ثابت بولتزمان . تُعد نظرية التصادم من أبسط نماذج معدل التفاعل . أما النماذج الأكثر واقعية فتُصمم خصيصًا لمشكلة محددة، وتشمل نظرية الحالة الانتقالية ، وحساب سطح طاقة الوضع ، ونظرية ماركوس ، ونظرية رايس-رامسبرغر-كاسل-ماركوس (RRKM) . ^{[ 20 ]}

أنواع التفاعلات

أربعة أنواع أساسية

توليف

في تفاعل التخليق، تتحد مادتان بسيطتان أو أكثر لتكوين مادة أكثر تعقيدًا. وتكون هذه التفاعلات في الشكل العام التالي: ${\ce {A + B->AB}}$

يُعد تفاعل اثنين أو أكثر من المواد المتفاعلة لإنتاج ناتج واحد طريقة أخرى لتحديد تفاعل التخليق. ومن الأمثلة على تفاعل التخليق اتحاد الحديد والكبريت لتكوين كبريتيد الحديد الثنائي . ${\ce {8Fe + S8->8FeS}}$

ومن الأمثلة الأخرى غاز الهيدروجين البسيط الذي يتحد مع غاز الأكسجين البسيط لإنتاج الماء. ^{[ 21 ]}

التحلل

يحدث تفاعل التفكك عندما تتحلل مادة معقدة إلى مكوناتها الأبسط. وهو بالتالي عكس تفاعل التكوين، ويمكن كتابته على النحو التالي: ^{[ 21 ]} ${\ce {AB->A + B}}$

أحد الأمثلة على تفاعل التحلل هو التحليل الكهربائي للماء لإنتاج غاز الأكسجين والهيدروجين : ${\ce {2H2O->2H2 + O2}}$

نزوح واحد

في تفاعل الإحلال الأحادي ، يحل عنصر غير متحد محل عنصر آخر في المركب؛ أي أن عنصرًا ما يتبادل مكانه مع عنصر آخر في المركب. ^{[ 21 ]} وتأتي هذه التفاعلات في الشكل العام التالي: ${\ce {A + BC->AC + B}}$

أحد الأمثلة على تفاعل الإحلال الأحادي هو عندما يحل المغنيسيوم محل الهيدروجين في الماء لتكوين هيدروكسيد المغنيسيوم الصلب وغاز الهيدروجين: ${\ce {Mg + 2H2O->Mg(OH)2 (v) + H2 (^)}}$

الإزاحة المزدوجة

في تفاعل الإحلال المزدوج ، تتبادل الأنيونات والكاتيونات في مركبين مواقعها لتكوين مركبين مختلفين تمامًا. وتكون هذه التفاعلات على الصورة العامة التالية: ^{[ 21 ]} ${\ce {AB + CD->AD + CB}}$

على سبيل المثال، عندما يتفاعل كلوريد الباريوم (BaCl ₂ ) وكبريتات المغنيسيوم (MgSO ₄ )، فإن الأنيون SO ₄²⁻ يتبادل مكانه مع الأنيون 2Cl ⁻ ، مما يعطي المركبين BaSO ₄ و MgCl ₂ .

مثال آخر على تفاعل الإحلال المزدوج هو تفاعل نترات الرصاص (II) مع يوديد البوتاسيوم لتكوين يوديد الرصاص (II) ونترات البوتاسيوم : ${\ce {Pb(NO3)2 + 2KI->PbI2(v) + 2KNO3}}$

ردود الفعل الأمامية والخلفية

وفقًا لمبدأ لو شاتيليه ، قد تسير التفاعلات في الاتجاه الأمامي أو العكسي حتى تنتهي أو تصل إلى حالة التوازن . ^{[ 22 ]}

ردود الفعل الأمامية

غالباً ما تسمى التفاعلات التي تسير في الاتجاه الأمامي (من اليسار إلى اليمين) للوصول إلى حالة التوازن بالتفاعلات التلقائية ، أي $\Delta G$ تكون قيمة سالبة، مما يعني أنه إذا حدثت هذه التفاعلات عند درجة حرارة وضغط ثابتين، فإنها تُقلل من طاقة غيبس الحرة للتفاعل. فهي تتطلب طاقة أقل للمضي قدمًا في الاتجاه الأمامي. ^{[ 23 ]} عادةً ما تُكتب التفاعلات على شكل تفاعلات أمامية في الاتجاه الذي تحدث فيه تلقائيًا. أمثلة:

تفاعل الهيدروجين والأكسجين لتكوين الماء.

2H₂ +O₂ ⇌2H₂ O

تفكك حمض الأسيتيك في الماء إلى أيونات الأسيتات وأيونات الهيدرونيوم .

CH₃ COOH+H₂ O⇌CH₃ COO⁻+ ح₃ O⁺

ردود الفعل العكسية

غالباً ما تُسمى التفاعلات التي تسير في الاتجاه العكسي للوصول إلى حالة التوازن بالتفاعلات غير التلقائية ، أي $\Delta G$ تكون هذه الظاهرة موجبة، مما يعني أنه إذا حدثت عند درجة حرارة وضغط ثابتين، فإنها تزيد من طاقة غيبس الحرة للتفاعل. وتتطلب هذه الظاهرة مدخلات طاقة للمضي قدمًا في الاتجاه الأمامي. ^{[ 23 ]}^{[ 24 ]} ومن الأمثلة على ذلك:

شحن بطارية تيار مستمر عادية (تتكون من خلايا إلكتروليتية ) من مصدر طاقة كهربائية خارجي ^{[ 25 ]}
عملية التمثيل الضوئي مدفوعة بامتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي عادة في شكل ضوء الشمس: ^{[ 26 ]}

ثاني أكسيد الكربون (CO₂ ₎ + الماء ₍ H₂O ) + الفوتونات (طاقة ضوئية) → الكربوهيدرات ₍ CH₂O ) + الأكسجين ₍ O₂ )

الأكسدة والاختزال

يمكن فهم تفاعلات الأكسدة والاختزال من خلال انتقال الإلكترونات من نوع كيميائي مشارك ( عامل مختزل ) إلى آخر ( عامل مؤكسد ). في هذه العملية، يتأكسد النوع الأول ويُختزل النوع الثاني . مع أن هذه الأوصاف كافية لأغراض كثيرة، إلا أنها ليست دقيقة تمامًا. يُعرَّف التأكسد بشكل أفضل بأنه زيادة في حالة تأكسد الذرات، والاختزال بأنه انخفاض في حالة التأكسد. عمليًا، يُغير انتقال الإلكترونات دائمًا حالة التأكسد، ولكن هناك العديد من التفاعلات التي تُصنف على أنها "أكسدة واختزال" حتى في حال عدم حدوث انتقال للإلكترونات (مثل تلك التي تتضمن روابط تساهمية ). ^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}

في تفاعل الأكسدة والاختزال التالي، يتفاعل معدن الصوديوم الخطير مع غاز الكلور السام لتكوين مركب أيوني هو كلوريد الصوديوم ، أو ملح الطعام الشائع: ${\ce {2Na(s) + Cl2(g)->2NaCl(s)}}$

في هذا التفاعل، يتحول فلز الصوديوم من حالة تأكسد 0 (عنصر نقي) إلى +1، أي أنه فقد إلكترونًا واحدًا ويُقال إنه تأكسد. في المقابل، يتحول غاز الكلور من حالة تأكسد 0 (عنصر نقي أيضًا) إلى -1، أي أنه اكتسب إلكترونًا واحدًا ويُقال إنه اختُزل. ولأن الكلور هو العنصر المختزل، يُعتبر مستقبل الإلكترونات، أو بعبارة أخرى، يُحفز أكسدة الصوديوم، وبالتالي يُعتبر غاز الكلور عاملًا مؤكسدًا. في المقابل، يتأكسد الصوديوم أو يكون مانحًا للإلكترونات، وبالتالي يُحفز اختزال العنصر الآخر ويُعتبر عاملًا مُختزلًا .

يمكن التنبؤ بأي من المتفاعلات الداخلة في التفاعل سيكون عاملًا مختزلًا أو مؤكسدًا من خلال السالبية الكهربية لعناصرها. فالعناصر ذات السالبية الكهربية المنخفضة، مثل معظم الفلزات، تتبرع بسهولة بالإلكترونات وتتأكسد - فهي عوامل مختزلة. وعلى النقيض من ذلك، فإن العديد من الأكاسيد أو الأيونات ذات أرقام الأكسدة العالية لذراتها غير الأكسجينية، مثل الهيدروجين،₂ O₂ ،MnO⁻₄ ،CrO₃ ،Cr_2O2−7 ،أو_OsO₄ ، يمكنها اكتساب إلكترون واحد أو اثنين إضافيين وهي عوامل مؤكسدة قوية.

بالنسبة لبعض عناصر المجموعة الرئيسية، يمكن التنبؤ بعدد الإلكترونات الممنوحة أو المستلمة في تفاعل الأكسدة والاختزال من خلال التوزيع الإلكتروني للعنصر المتفاعل. تسعى العناصر للوصول إلى التوزيع الإلكتروني للغازات النبيلة ذات الطاقة المنخفضة ، ولذلك فإن الفلزات القلوية والهالوجينات تمنح وتستلم إلكترونًا واحدًا على التوالي. الغازات النبيلة نفسها غير نشطة كيميائيًا. ^[²⁹^]

يمكن تحقيق التوازن في تفاعل الأكسدة والاختزال الكلي عن طريق الجمع بين نصفي تفاعل الأكسدة والاختزال مضروبين في معاملات بحيث يكون عدد الإلكترونات المفقودة في الأكسدة مساوياً لعدد الإلكترونات المكتسبة في الاختزال.

تُعدّ التفاعلات الكهروكيميائية التحليلية فئةً مهمةً من تفاعلات الأكسدة والاختزال ، حيث تُستخدم الإلكترونات من مصدر الطاقة عند القطب السالب كعامل مُختزل، بينما يُستخدم سحب الإلكترونات عند القطب الموجب كعامل مُؤكسد. وتكتسب هذه التفاعلات أهميةً خاصةً في إنتاج العناصر الكيميائية، مثل الكلور ^{[ 30 ]} أو الألومنيوم . كما أن العملية العكسية، التي يتم فيها إطلاق الإلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال وتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية ، ممكنة وتُستخدم في البطاريات .

الاحتراق

في تفاعل الاحتراق ، يتفاعل عنصر أو مركب مع عامل مؤكسد، عادةً الأكسجين ، وغالبًا ما ينتج طاقة على شكل حرارة أو ضوء . تتضمن تفاعلات الاحتراق في كثير من الأحيان هيدروكربونًا . على سبيل المثال، احتراق مول واحد (114 غرامًا) من الأوكتان في الأكسجين: ${\ce {C8H18(l) + 25/2 O2(g)->8CO2(g) + 9H2O(g)}}$

يُطلق 5500 كيلوجول. كما يمكن أن ينتج تفاعل الاحتراق عن تفاعل الكربون أو المغنيسيوم أو الكبريت مع الأكسجين. ^{[ 31 ]} ${\ce {2Mg(s) + O2(g)->2MgO(s)}}$ ${\ce {S(s) + O2(g)->SO2(g)}}$

تكوين المعقدات

الفيروسين – ذرة حديد محصورة بين جزيئين _من الرابطة _C5H5

في تفاعلات التكوين المعقد، تتفاعل عدة روابط مع ذرة فلزية لتكوين معقد تناسقي . ويتحقق ذلك بتوفير أزواج إلكترونية حرة من الرابطة لملء المدارات الفارغة للذرة الفلزية وتكوين روابط ثنائية القطب . الروابط هي قواعد لويس ، ويمكن أن تكون أيونات أو جزيئات متعادلة، مثل أول أكسيد الكربون أو الأمونيا أو الماء. يمكن تحديد عدد الروابط المتفاعلة مع ذرة فلزية مركزية باستخدام قاعدة الثمانية عشر إلكترونًا ، التي تنص على أن أغلفة التكافؤ للفلزات الانتقالية تستوعب مجتمعةً ثمانية عشر إلكترونًا ، بينما يمكن التنبؤ بتناظر المعقد الناتج باستخدام نظرية المجال البلوري ونظرية مجال الرابطة . تشمل تفاعلات التكوين المعقد أيضًا تبادل الروابط ، حيث يتم استبدال رابطة واحدة أو أكثر برابطة أخرى، وعمليات الأكسدة والاختزال التي تغير حالة أكسدة الذرة الفلزية المركزية. ^{[ 32 ]}

تفاعلات الحمض والقاعدة

في نظرية برونستد-لوري للأحماض والقواعد ، يتضمن تفاعل الحمض والقاعدة انتقال البروتونات (H ⁺ ) من نوع كيميائي ( الحمض ) إلى نوع آخر ( القاعدة ). عندما يُزال بروتون من الحمض، يُطلق على النوع الناتج اسم القاعدة المرافقة لذلك الحمض . وعندما تستقبل القاعدة البروتون، يُطلق على النوع الناتج اسم الحمض المرافق لتلك القاعدة . ^{[ 33 ]} بعبارة أخرى، تعمل الأحماض كمانحة للبروتونات، وتعمل القواعد كمستقبلة لها، وفقًا للمعادلة التالية: ${\ce {{\underset {acid}{HA}}+{\underset {base}{B}}<=>{\underset {conjugated\ base}{A^{-}}}+{\underset {conjugated\ acid}{HB+}}}}$

التفاعل العكسي ممكن، وبالتالي يكون تفاعل الحمض/القاعدة وتفاعل القاعدة المرافقة/الحمض في حالة اتزان دائمًا. ويُحدد الاتزان بثوابت تفكك الحمض والقاعدة ( Ka _وKb ) للمواد المتفاعلة. ومن الحالات الخاصة لتفاعل الحمض والقاعدة، تفاعل _{التعادل}، حيث يُكوّن حمض وقاعدة، بكميات متساوية تمامًا، ملحًا متعادلًا .

قد تختلف تعريفات تفاعلات الحمض والقاعدة باختلاف مفهوم الحمض والقاعدة المستخدم. ومن أكثرها شيوعًا ما يلي:

تعريف أرهينيوس : تتفكك الأحماض في الماء مطلقة أيونات H3O ⁺_؛ وتتفكك القواعد في الماء مطلقة أيونات ^OH- .
تعريف برونستد-لوري : الأحماض هي مانحة للبروتون (H ⁺ )، والقواعد هي مستقبلة للبروتون؛ وهذا يشمل تعريف أرهينيوس.
تعريف لويس : الأحماض هي مستقبلات أزواج الإلكترونات، والقواعد هي مانحات أزواج الإلكترونات؛ وهذا يشمل تعريف برونستد-لوري.

تساقط

الترسيب هو تكوّن مادة صلبة في محلول أو داخل مادة صلبة أخرى أثناء تفاعل كيميائي. ويحدث عادةً عندما يتجاوز تركيز الأيونات المذابة حد الذوبان ^{[ 34 ]} ، مُكَوِّنًا ملحًا غير قابل للذوبان. ويمكن تسريع هذه العملية بإضافة عامل مُرَسِّب أو بإزالة المذيب. ينتج عن الترسيب السريع بقايا غير متبلورة أو دقيقة التبلور، بينما ينتج عن الترسيب البطيء بلورات أحادية . ويمكن الحصول على الأخيرة أيضًا عن طريق إعادة التبلور من أملاح دقيقة التبلور. ^{[ 35 ]}

تفاعلات الحالة الصلبة

يمكن أن تحدث التفاعلات بين مادتين صلبتين. ومع ذلك، ونظرًا لانخفاض معدلات الانتشار نسبيًا في المواد الصلبة، فإن التفاعلات الكيميائية المقابلة تكون بطيئة جدًا مقارنةً بتفاعلات الطورين السائل والغازي. ويمكن تسريعها برفع درجة حرارة التفاعل وتقسيم المتفاعلات إلى جزيئات دقيقة لزيادة مساحة سطح التلامس. ^{[ 36 ]}

التفاعلات عند السطح الفاصل بين المادة الصلبة والغازية

يمكن أن يحدث التفاعل عند السطح الفاصل بين المادة الصلبة والغازية، أي عند ضغوط منخفضة للغاية مثل الفراغ الفائق . وباستخدام مجهر المسح النفقي ، يُمكن رصد التفاعلات عند هذا السطح في الفضاء الحقيقي، شريطة أن يكون النطاق الزمني للتفاعل ضمن النطاق الصحيح. ^{[ 37 ]}^{[ 38 ]} وفي بعض الحالات، ترتبط التفاعلات عند السطح الفاصل بين المادة الصلبة والغازية بالحفز.

التفاعلات الكيميائية الضوئية

في التفاعلات الكيميائية الضوئية ، تمتص الذرات والجزيئات طاقة ( فوتونات ) الضوء الساقط عليها وتحولها إلى حالة مثارة . ثم يمكنها إطلاق هذه الطاقة عن طريق كسر الروابط الكيميائية، مما ينتج عنه جذور حرة. تشمل التفاعلات الكيميائية الضوئية تفاعلات الهيدروجين والأكسجين، وبلمرة الجذور الحرة ، والتفاعلات المتسلسلة ، وتفاعلات إعادة الترتيب . ^{[ 39 ]}

تتضمن العديد من العمليات الحيوية الهامة الكيمياء الضوئية. وأبرز مثال على ذلك هو عملية التمثيل الضوئي ، حيث تستخدم معظم النباتات الطاقة الشمسية لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز ، مع إنتاج الأكسجين كمنتج ثانوي. ويعتمد الإنسان على الكيمياء الضوئية لتكوين فيتامين د، كما أن عملية الإبصار تبدأ بتفاعل كيميائي ضوئي للرودوبسين . ^{[ 15 ]} وفي اليراعات ، يحفز إنزيم في البطن تفاعلاً ينتج عنه التلألؤ البيولوجي . ^{[ 40 ]} وتحدث العديد من التفاعلات الكيميائية الضوئية الهامة، مثل تكوين الأوزون، في الغلاف الجوي للأرض، وتشكل جزءًا من كيمياء الغلاف الجوي .

التحفيز

في التحفيز ، لا يحدث التفاعل بشكل مباشر، بل من خلال تفاعل مع مادة ثالثة تُعرف بالمحفز . على الرغم من أن المحفز يشارك في التفاعل، مُكَوِّنًا روابط ضعيفة مع المتفاعلات أو المركبات الوسيطة، إلا أنه يعود إلى حالته الأصلية بنهاية التفاعل، وبالتالي لا يُستهلك. مع ذلك، قد يتعرض للتثبيط أو التعطيل أو التلف بفعل عمليات ثانوية. يمكن استخدام المحفزات في طور مختلف ( غير متجانس ) أو في نفس طور المتفاعلات ( متجانس ). في التحفيز غير المتجانس، تشمل العمليات الثانوية الشائعة تكوُّن الفحم، حيث يُغطى المحفز بنواتج جانبية بوليمرية . إضافةً إلى ذلك، يمكن للمحفزات غير المتجانسة أن تذوب في المحلول في نظام صلب-سائل، أو أن تتبخر في نظام صلب-غاز. لا تُسرِّع المحفزات التفاعل إلا، أما المواد الكيميائية التي تُبطئ التفاعل فتُسمى مثبطات. ^{[ 41 ]}^{[ 42 ]} تُسمى المواد التي تزيد من نشاط المحفزات بالمنشطات، بينما تُسمى المواد التي تُعطل المحفزات بالسموم التحفيزية. وباستخدام المحفز، يمكن أن يحدث التفاعل الذي يُثبط حركيًا بسبب طاقة التنشيط العالية، وذلك بتجاوز هذه الطاقة.

تكون المحفزات غير المتجانسة عادةً مواد صلبة، تُطحن لزيادة مساحة سطحها إلى أقصى حد. وتكتسب فلزات مجموعة البلاتين وغيرها من الفلزات الانتقالية أهمية خاصة في التحفيز غير المتجانس، حيث تُستخدم في عمليات الهدرجة ، والإصلاح التحفيزي ، وفي تصنيع المواد الكيميائية الأساسية مثل حمض النيتريك والأمونيا . تُعد الأحماض مثالًا على المحفزات المتجانسة، فهي تزيد من قوة النواة للكربونيل ، مما يسمح بحدوث تفاعل لا يمكن أن يحدث مع الكواشف المحبة للإلكترونات. وتكمن ميزة المحفزات المتجانسة في سهولة مزجها مع المواد المتفاعلة، ولكن قد يصعب فصلها عن النواتج. لذلك، تُفضل المحفزات غير المتجانسة في العديد من العمليات الصناعية. ^[⁴³^]

التفاعلات في الكيمياء العضوية

في الكيمياء العضوية ، بالإضافة إلى تفاعلات الأكسدة والاختزال والأحماض والقواعد، تحدث تفاعلات أخرى عديدة تتضمن روابط تساهمية بين ذرات الكربون أو بين الكربون وذرات أخرى (مثل الأكسجين والنيتروجين والهالوجينات ، إلخ). وقد سُميت العديد من التفاعلات في الكيمياء العضوية بأسماء مكتشفيها.

يُعدّ تكسير الهيدروكربونات الثقيلة في مصافي النفط لإنتاج جزيئات أصغر وأبسط من أهم التفاعلات الصناعية . وتُستخدم هذه العملية في تصنيع البنزين . ويمكن تصنيف أنواع محددة من التفاعلات العضوية وفقًا لآليات تفاعلها (وخاصة الاستبدال والإضافة والحذف) أو وفقًا لأنواع المنتجات التي تُنتجها (على سبيل المثال ، المَثْيَلَة والبلمرة والهالوجنة ) .

الاستبدال

في تفاعل الاستبدال ، تُستبدل مجموعة وظيفية في مركب كيميائي معين بمجموعة أخرى. ^{[ 44 ]} ويمكن تمييز هذه التفاعلات بنوع المادة المستبدلة، سواءً كان الاستبدال نيوكليوفيلي أو إلكتروفيلي أو جذري .

آلية S ₁

آلية SN2

في النوع الأول، يحلّ النيوكليوفيل ، وهو ذرة أو جزيء يحمل فائضًا من الإلكترونات وبالتالي شحنة سالبة أو جزئية ، محل ذرة أخرى أو جزء من جزيء " الركيزة ". يهاجم زوج الإلكترونات من النيوكليوفيل الركيزة مكونًا رابطة جديدة، بينما تغادر المجموعة المغادرة حاملةً زوجًا من الإلكترونات. قد يكون النيوكليوفيل متعادلًا كهربائيًا أو سالب الشحنة، بينما تكون الركيزة عادةً متعادلة أو موجبة الشحنة. من أمثلة النيوكليوفيلات أيون الهيدروكسيد ، والألكوكسيدات ، والأمينات ، والهاليدات . يوجد هذا النوع من التفاعل بشكل رئيسي في الهيدروكربونات الأليفاتية ، ونادرًا في الهيدروكربونات العطرية . تتميز الأخيرة بكثافة إلكترونية عالية، ولا تدخل في تفاعل الاستبدال العطري النيوكليوفيلي إلا بوجود مجموعات ساحبة للإلكترونات قوية جدًا . يمكن _أن يحدث الاستبدال النيوكليوفيلي بآليتين مختلفتين _، SN1 و SN2 . في أسمائها، يرمز الحرف S إلى الاستبدال، والحرف N إلى النيوكليوفيلية، ويمثل الرقم الرتبة الحركية للتفاعل، أحادي الجزيء أو ثنائي الجزيء. ^[⁴⁵^]

الخطوات الثلاث لتفاعل SN2 . النيوكليوفيل أخضر اللون والمجموعة المغادرة حمراء اللون _.

يؤدي تفاعل S _N 2 إلى انعكاس فراغي (انعكاس والدن)

_{تتم عملية تفاعل SN1} على مرحلتين. أولاً، يتم إزالة المجموعة المغادرة لتكوين كاربوكاتيون . يتبع ذلك تفاعل سريع مع النيوكليوفيل. ^{[ 46 ]}

في آليات _SN2 ، يشكل النيوكليوفيل حالة انتقالية مع الجزيء المُهاجَم، وعندها فقط يتم فصل المجموعة المغادرة. تختلف هاتان الآليتان في الكيمياء الفراغية للنواتج. تؤدي آلية _SN1 إلى إضافة غير انتقائية فراغياً ولا تُنتج مركزاً كيرالياً ، بل مجموعة من المتصاوغات الهندسية ( سيس/ترانس ). في المقابل، يُلاحظ انعكاس ( انقلاب والدن ) للكيمياء الفراغية الموجودة سابقاً في آلية _SN2 . ^{[ 47 ]}

يُعدّ الاستبدال الإلكتروفيلي نظيرًا للاستبدال النيوكليوفيلي، حيث تتميز الذرة أو الجزيء المهاجم، وهو الإلكتروفيل ، بكثافة إلكترونية منخفضة، وبالتالي بشحنة موجبة. ومن الإلكتروفيلات النموذجية ذرة الكربون في مجموعات الكربونيل ، والكربوكاتيونات، أو كاتيونات الكبريت أو النيترونيوم . يحدث هذا التفاعل بشكل شبه حصري في الهيدروكربونات العطرية، حيث يُطلق عليه اسم الاستبدال العطري الإلكتروفيلي . ينتج عن هجوم الإلكتروفيل ما يُسمى بالمعقد سيجما، وهو حالة انتقالية يتم فيها إزالة النظام العطري. بعد ذلك، تنفصل المجموعة المغادرة، وعادةً ما تكون بروتونًا، وتُستعاد الخاصية العطرية. يُعدّ الاستبدال الأليفاتي الإلكتروفيلي بديلًا للاستبدال العطري. وهو مشابه للاستبدال الأليفاتي النيوكليوفيلي، وله أيضًا نوعان رئيسيان: _SE1 و _SE2 . ^{[ 48 ]}

في النوع الثالث من تفاعلات الاستبدال، وهو الاستبدال الجذري، يكون الجزيء المهاجم جذراً حراً . ^{[ 44 ]} عادةً ما تتخذ هذه العملية شكل تفاعل متسلسل ، كما في تفاعل الألكانات مع الهالوجينات . في الخطوة الأولى، يعمل الضوء أو الحرارة على تفكيك الجزيئات المحتوية على الهالوجينات، منتجاً جذوراً حرة. ثم يستمر التفاعل بشكل متسارع حتى يلتقي جذران حران ويتحدان. ^{[ 49 ]}

${\ce {X. + RH -> XH + R.}}$
${\ce {R. + X2 -> RX + X.}}$: التفاعلات أثناء تفاعل السلسلة للاستبدال الجذري

الإضافة والحذف

تُعدّ الإضافة ونظيرتها، الحذف ، تفاعلات تُغيّر عدد البدائل على ذرة الكربون، وتُكوّن أو تكسر روابط متعددة . يُمكن تكوين روابط ثنائية وثلاثية عن طريق إزالة مجموعة مغادرة مناسبة. على غرار الاستبدال النيوكليوفيلي، توجد عدة آليات تفاعل مُحتملة تُسمى وفقًا لترتيب التفاعل. في آلية E1، تُطرد المجموعة المغادرة أولًا، مُكوّنةً كاتيونًا كربونيًا. تحدث الخطوة التالية، وهي تكوين الرابطة الثنائية، مع إزالة بروتون ( نزع بروتون ). ينعكس ترتيب المغادرة في آلية E1cb، أي ينفصل البروتون أولًا. تتطلب هذه الآلية مشاركة قاعدة. ^[⁵⁰^] نظرًا لتشابه الظروف، يتنافس كلا التفاعلين في حذف E1 أو E1cb دائمًا مع استبدال _SN1 . ^[⁵¹^]

الاستبعاد E1

استبعاد E1cb

تتطلب آلية E2 أيضًا قاعدة، ولكن في هذه الآلية، يحدث هجوم القاعدة وإزالة المجموعة المغادرة في آنٍ واحد دون إنتاج أي وسيط أيوني. وعلى عكس عمليات الإزالة E1، فإن تكوينات فراغية مختلفة ممكنة لناتج التفاعل في آلية E2، لأن هجوم القاعدة يحدث بشكل تفضيلي في الوضع المضاد بالنسبة للمجموعة المغادرة. ونظرًا لتشابه الظروف والكواشف، فإن عملية الإزالة E2 تتنافس دائمًا مع استبدال _SN2 . ^{[ 52 ]}

إضافة بروميد الهيدروجين المحبة للإلكترونات

يُعدّ التفاعل المقابل للحذف تفاعل إضافة، حيث تُحوّل الروابط الثنائية أو الثلاثية إلى روابط أحادية. وكما هو الحال في تفاعلات الاستبدال، توجد أنواع عديدة من تفاعلات الإضافة، تُصنّف حسب نوع الجسيم المهاجم. فعلى سبيل المثال، في الإضافة الإلكتروفيلية لبروميد الهيدروجين ، يهاجم إلكتروفيل (بروتون) الرابطة الثنائية مُكوّنًا كاتيونًا كربونيًا ، والذي يتفاعل بدوره مع نيوكليوفيل (بروم). ويمكن أن يتكوّن الكاتيون الكربوني على أيٍّ من جانبي الرابطة الثنائية، وذلك تبعًا للمجموعات المرتبطة بنهايتيه، ويمكن التنبؤ بالتكوين المُفضّل باستخدام قاعدة ماركوفنيكوف . ^{[ 53 ]} تنص هذه القاعدة على أنه "في الإضافة غير المتجانسة لجزيء قطبي إلى ألكين أو ألكاين، ترتبط الذرة (أو الجزء) الأكثر كهرسلبية (نيوكليوفيلية) من الجزيء القطبي بذرة الكربون التي تحمل عددًا أقل من ذرات الهيدروجين." ^{[ 54 ]}

إذا كان من المقرر إضافة مجموعة وظيفية إلى ذرة الكربون الأقل استبدالًا في الرابطة المزدوجة، فإن الاستبدال الإلكتروفيلي بالأحماض غير ممكن. في هذه الحالة، يجب استخدام تفاعل الهيدروبورنة-الأكسدة ، حيث تعمل ذرة البورون في الخطوة الأولى كإلكتروفيل وترتبط بذرة الكربون الأقل استبدالًا. في الخطوة الثانية، يهاجم أيون الهيدروبروكسيد أو أيون الهالوجين النيوكليوفيلي ذرة البورون. ^{[ 55 ]}

بينما تُعدّ الإضافة إلى الألكينات والألكاينات الغنية بالإلكترونات تفاعلاً إلكتروفيلياً في المقام الأول، فإن الإضافة النيوكليوفيلية تلعب دوراً هاماً في الروابط المتعددة بين الكربون والذرات غير الكربونية، وخاصةً في أهمّها مجموعة الكربونيل. غالباً ما ترتبط هذه العملية بالحذف، بحيث تعود مجموعة الكربونيل إلى الظهور بعد انتهاء التفاعل. ولذلك، يُطلق عليها تفاعل إضافة-حذف، وقد تحدث في مشتقات الأحماض الكربوكسيلية مثل الكلوريدات والإسترات والأنهيدريدات. غالباً ما يُحفّز هذا التفاعل بواسطة الأحماض أو القواعد، حيث تزيد الأحماض من إلكتروفيلية مجموعة الكربونيل عن طريق الارتباط بذرة الأكسجين، بينما تُعزّز القواعد نيوكليوفيلية المُهاجم. ^{[ 56 ]}

يمكن أن تتم إضافة الكربانيون أو أي نيوكليوفيل آخر إلى الرابطة المزدوجة لمركب الكربونيل غير المشبع ألفا، بيتا عبر تفاعل مايكل ، الذي ينتمي إلى فئة أوسع من الإضافات المترافقة . تُعد هذه إحدى أكثر الطرق فائدة لتكوين روابط الكربون-كربون بطريقة معتدلة. ^[⁵⁷^]^[⁵⁸^]^[⁵⁹^]

يمكن تحقيق بعض الإضافات التي لا يمكن إجراؤها باستخدام النيوكليوفيلات والإلكتروفيلات باستخدام الجذور الحرة. وكما هو الحال مع استبدال الجذور الحرة، فإن إضافة الجذور الحرة تتم كسلسلة تفاعلات، وهذه التفاعلات هي أساس بلمرة الجذور الحرة . ^{[ 60 ]}

آليات التفاعل العضوي الأخرى

إعادة ترتيب كوب لـ 3-ميثيل-1،5-هكسادين

آلية تفاعل ديلز-ألدر

تداخل المدارات في تفاعل ديلز-ألدر

في تفاعل إعادة الترتيب ، يُعاد ترتيب الهيكل الكربوني للجزيء لإنتاج متصاوغ بنيوي للجزيء الأصلي. تشمل هذه التفاعلات تفاعلات إزاحة الهيدريد، مثل إعادة ترتيب فاغنر-ميرفاين ، حيث تنتقل مجموعة هيدروجين أو ألكيل أو أريل من ذرة كربون إلى ذرة كربون مجاورة. ترتبط معظم عمليات إعادة الترتيب بكسر وتكوين روابط كربون-كربون جديدة. ومن الأمثلة الأخرى التفاعلات السيغماتروبية ، مثل إعادة ترتيب كوب . ^{[ 61 ]}

تشمل إعادة الترتيبات الحلقية تفاعلات الإضافة الحلقية ، وبشكل أعم، التفاعلات المحيطية الحلقية ، حيث تتحد جزيئتان أو أكثر تحتويان على روابط ثنائية لتكوين جزيء حلقي. ومن الأمثلة المهمة على تفاعل الإضافة الحلقية تفاعل ديلز-ألدر (المعروف باسم الإضافة الحلقية [4+2]) بين ثنائي إين مترافق وألكين مُستبدل لتكوين نظام سيكلوهكسين مُستبدل . ^{[ 62 ]}

يعتمد حدوث تفاعل إضافة حلقية معينة على المدارات الإلكترونية للأنواع المشاركة، إذ لا تتداخل إلا المدارات ذات الإشارة المتشابهة للدالة الموجية وتتفاعل بشكل بنّاء لتكوين روابط جديدة. عادةً ما يُحفَّز تفاعل الإضافة الحلقية بالضوء أو الحرارة. تُؤدي هذه التأثيرات إلى ترتيب مختلف للإلكترونات في الحالة المثارة للجزيئات المعنية، وبالتالي إلى تأثيرات مختلفة. على سبيل المثال، يمكن تحفيز تفاعلات ديلز-ألدر [4+2] بالحرارة، بينما يُحفَّز تفاعل الإضافة الحلقية [2+2] بشكل انتقائي بالضوء. ^{[ 63 ]} نظرًا لطبيعة المدارات، فإن إمكانية تكوين نواتج متماثلة فراغيًا عند الإضافة الحلقية محدودة، كما هو موضح في قواعد وودوارد-هوفمان . ^{[ 64 ]}

التفاعلات الكيميائية الحيوية

تُسيطر البروتينات المعقدة، التي تُسمى الإنزيمات ، بشكل أساسي على التفاعلات الكيميائية الحيوية ، وهي عادةً ما تكون متخصصة في تحفيز تفاعل واحد محدد. يحدث التفاعل في الموقع النشط ، وهو جزء صغير من الإنزيم يوجد عادةً في شق أو جيب مُبطّن ببقايا الأحماض الأمينية ، بينما يُستخدم الجزء المتبقي من الإنزيم بشكل رئيسي لتحقيق الاستقرار. يعتمد العمل التحفيزي للإنزيمات على عدة آليات، بما في ذلك الشكل الجزيئي ("التكيف المُستحث")، وإجهاد الروابط، وقرب الجزيئات وتوجيهها بالنسبة للإنزيم، ومنح البروتونات أو سحبها (التحفيز الحمضي/القاعدي)، والتفاعلات الكهروستاتيكية، وغيرها الكثير. ^{[ 65 ]}

تُعرف التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث في الكائنات الحية مجتمعةً باسم الأيض . ومن أهم آلياته البناء ، حيث تُنتج عمليات مختلفة، يتحكم فيها الحمض النووي والإنزيمات ، جزيئات كبيرة مثل البروتينات والكربوهيدرات من وحدات أصغر. ^[⁶⁶^] يدرس علم الطاقة الحيوية مصادر الطاقة اللازمة لهذه التفاعلات. ومن أهم مصادر الطاقة الجلوكوز والأكسجين ، اللذان يمكن للنباتات إنتاجهما عبر عملية التمثيل الضوئي، أو امتصاصهما من الغذاء والهواء على التوالي. تستخدم جميع الكائنات الحية هذه الطاقة لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، الذي يُستخدم بدوره لتنشيط تفاعلات أخرى. كما يندرج تحلل المواد العضوية بواسطة الفطريات والبكتيريا والكائنات الدقيقة الأخرى ضمن نطاق الكيمياء الحيوية .

التطبيقات

يحدث تفاعل الثرميت في لحام السكك الحديدية. بعد ذلك بوقت قصير، يتدفق الحديد السائل إلى القالب حول فجوة السكة.

تُعدّ التفاعلات الكيميائية أساسية في الهندسة الكيميائية ، حيث تُستخدم لتخليق مركبات جديدة من مواد خام طبيعية مثل البترول ، والخامات المعدنية ، والأكسجين الموجود في الهواء. ومن الضروري جعل التفاعل بأعلى كفاءة ممكنة، وذلك لزيادة المردود إلى أقصى حد وتقليل كمية المواد المتفاعلة، واستهلاك الطاقة، والنفايات. وتُعدّ المحفزات مفيدة بشكل خاص لتقليل الطاقة اللازمة للتفاعل وزيادة سرعته . ^{[ 67 ]}^{[ 68 ]}

تُستخدم بعض التفاعلات الكيميائية في تطبيقات محددة. فعلى سبيل المثال، يُستخدم تفاعل الثرميت لتوليد الضوء والحرارة في الألعاب النارية واللحام . ورغم أنه أقل قابلية للتحكم من اللحام التقليدي بالأكسجين والوقود ، واللحام القوسي ، واللحام الوميضي ، إلا أنه يتطلب معدات أقل بكثير ، ولا يزال يُستخدم في إصلاح السكك الحديدية، خاصة في المناطق النائية. ^[⁶⁹^]

يراقب

تعتمد آليات رصد التفاعلات الكيميائية اعتمادًا كبيرًا على سرعة التفاعل. يمكن تحليل العمليات البطيئة نسبيًا في الموقع لتحديد تركيزات وهوية المكونات الفردية. من الأدوات المهمة للتحليل في الوقت الحقيقي قياس الرقم الهيدروجيني وتحليل أطياف الامتصاص الضوئي (اللون) والانبعاث. هناك طريقة أقل سهولة ولكنها فعالة تتمثل في إدخال نظير مشع في التفاعل ومراقبة كيفية تغيره بمرور الوقت ومكان انتقاله؛ تُستخدم هذه الطريقة غالبًا لتحليل إعادة توزيع المواد في جسم الإنسان. عادةً ما تُدرس التفاعلات الأسرع باستخدام مطيافية الليزر فائقة السرعة، حيث يسمح استخدام ليزرات الفيمتو ثانية برصد حالات الانتقال قصيرة العمر في زمن مُصغّر إلى بضع فيمتوثانية. ^[⁷⁰^]

انظر أيضاً

مراجع

↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التفاعل الكيميائي ". doi : 10.1351/goldbook.C01033 .
^ ويير، ج. (1973). "التفسيرات الجديدة للكيمياء". الكيمياء في unserer Zeit . 7 (6): 177– 181. دوى : 10.1002/ciuz.19730070604 .
↑ انظر : نيومان، ويليام ر. (2004). طموحات بروميثيوس: الخيمياء والسعي نحو الطبيعة المثالية . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 9780226575247.
^ كراوس، بول (1942-1943). جابر بن حيان: مساهمة في تاريخ الأفكار العلمية في الإسلام. I. Le corpus des écrits jâbiriens. ثانيا. جابر والعلم اليوناني . القاهرة: المعهد الفرنسي للآثار الشرقية . رقم ISBN 9783487091150. OCLC 468740510 . {{cite book}}: ISBN / عدم توافق التاريخ ( مساعدة ) ، المجلد الثاني، الصفحات 41-42.
^ كاربينكو، فلاديمير؛ نوريس، جون أ. (2002). "اللاذج في تاريخ الكيمياء" . قائمة الكيمياء . 96 (12): 997- 1005.
↑ فريدمان، ليونارد جيه؛ فريدمان، سامانثا جيه (2008). تاريخ عملية حمض الكبريتيك بالتلامس (ملف PDF) . بوكا راتون، فلوريدا: شركة هندسة واستشارات الأحماض. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24 يوليو 2011.
↑ سترينجز، أنتوني ن. (2000). "صناعة الوقود الاصطناعي في ألمانيا، 1935-1940". في: ليش، جون إي. (محرر). الصناعة الكيميائية الألمانية في القرن العشرين . دار نشر كلوير الأكاديمية . ص 170. ISBN 978-0-7923-6487-0.
↑ بروك ، الصفحات 34-55.
↑ بروك ، الصفحات 104-107.
↑ مايرز، ريتشارد (2009). أساسيات الكيمياء . مجموعة غرينوود للنشر . ص 55. ISBN 978-0-313-31664-7.
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " معادلة التفاعل الكيميائي ". doi : 10.1351/goldbook.C01034 .
↑ كوري، إي جيه (1988). "محاضرة روبرت روبنسون. التفكير التركيبي العكسي؟ الأساسيات والأمثلة". مراجعات الجمعية الكيميائية . 17 : 111-133 . doi : 10.1039/CS9881700111 .
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التفاعل الأولي ". doi : 10.1351/goldbook.E02035 .
^ فرينكينج ، جيرنوت (2006). "عنصر الرد". Römpp الكيمياء المعجم . ثيم .
1 2 كاندوري، هيديكي (2006). "بروتينات ربط الشبكية". في دوغاف، كريستوف (محرر). التماثل الهندسي في الكيمياء الحيوية . وايلي-في سي إتش . ص 56. ISBN 978-3-527-31304-4.
↑ أتكينز ، ص 114.
↑ أتكينز ، الصفحات 106-108.
1 2 "F*A*C*T - REACTION-Web" . www.crct.polymtl.ca .
↑ أتكينز ، ص 150.
↑ أتكينز ، ص 963.
١ ٢ ٣ ٤ هل نتفاعل أم لا نتفاعل؟ مؤرشف بتاريخ ١٠ يناير ٢٠١٥ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) - مكتب التعليم بولاية يوتا. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٤ يونيو ٢٠١١.
↑ "8.3: مبدأ لو شاتيليه" . نصوص الكيمياء الحرة . 2016-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .
1 2 "11.5: التفاعلات التلقائية والطاقة الحرة" . نصوص الكيمياء الحرة . 2016-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .
↑ "20.3: التفاعلات التلقائية وغير التلقائية" . نصوص الكيمياء الحرة . 27-06-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-04-2023 .
↑ "الخلايا الإلكتروليتية" . نصوص الكيمياء الحرة . 2013-10-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .
↑ "عملية التمثيل الضوئي لنباتات الكواكب الخارجية" . نصوص الكيمياء الحرة . 2016-05-26 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .
↑ غلوسكر، جيني ب. (1991). "الجوانب البنيوية لربط المعادن بالمجموعات الوظيفية في البروتينات". في كريستيان ب. أنفينسن (محرر). التطورات في كيمياء البروتين . المجلد 42. سان دييغو: أكاديميك برس . ص 7. ISBN 978-0-12-034242-6.
↑ غو، ليانغ-هونغ؛ ألين، هـ.؛ هيل، أ. (1991). "الكيمياء الكهربائية المباشرة للبروتينات والإنزيمات". في أ. ج. سايكس (محرر). التقدم في الكيمياء غير العضوية . المجلد 36. سان دييغو: أكاديميك برس . ص 359. ISBN 978-0-12-023636-7.
↑ ويبرغ ، الصفحات 289-290.
↑ ويبرغ ، ص 409.
↑ ويلبرهام، أنتوني؛ ستانلي، دينيس؛ ووترمان، إدوارد؛ ماتا، مايكل (2012). الكيمياء . بيرسون. ص 734-735 . ISBN 9780132525763.
↑ ويبرغ ، الصفحات 1180-1205.
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " زوج الحمض والقاعدة المترافق ". doi : 10.1351/goldbook.C01266 .
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " الترسيب ". doi : 10.1351/goldbook.P04795 .
^ فينجندر ، يورج. أورتاندرل ، ستيفاني (يوليو 2009). "الخروج". Römpp الكيمياء المعجم . ثيم .
^ ماير ، هـ. يورغن (2007). "Festkörperchemie". في اروين ريدل (محرر). الكيمياء غير العضوية الحديثة (باللغة الألمانية) ( الطبعة الثالثة). دي جرويتر . ص. 171. ردمك 978-3-11-019060-1.
↑ وينترلين، ج. (1997). "معدلات التفاعل الذري والماكروسكوبي لتفاعل محفز سطحيًا". مجلة ساينس . 278 (5345): 1931-1934 . Bibcode : 1997Sci...278.1931W . doi : 10.1126/science.278.5345.1931 . PMID 9395392 .
↑ والدمان، ت.؛ كونزل، د.؛ هوستر، هـ. إي.؛ غروس، أ.؛ بيم، ر. ج. ر. (2012). "أكسدة طبقة عضوية ممتزة: نظرة عامة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 134 (21): 8817-8822 . Bibcode : 2012JAChS.134.8817W . doi : 10.1021/ja302593v . PMID 22571820 .
↑ أتكينز ، الصفحات 937-950.
↑ ساوندرز، ديفيد ستانلي (2002). ساعات الحشرات ( الطبعة الثالثة). أمستردام: إلسيفير . ص 179. ISBN 978-0-444-50407-4.
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " المحفز ". doi : 10.1351/goldbook.C00876
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " مثبط ". doi : 10.1351/goldbook.I03035
^ الشنبرويش، كريستوف (2008). الكيمياء العضوية المعدنية ( الطبعة السادسة). فيسبادن: Vieweg+Teubner Verlag . ص. 263. ردمك 978-3-8351-0167-8.
1 2 مارس، جيري (1985). الكيمياء العضوية المتقدمة: التفاعلات والآليات والبنية ( الطبعة الثالثة). نيويورك: وايلي. ISBN 9780471854722. OCLC 642506595 .
↑ هارتشورن، إس آر (1973). الاستبدال النيوكليوفيلي الأليفاتي . لندن: مطبعة جامعة كامبريدج . ص 1. ISBN 978-0-521-09801-4.
↑ باتمان، ليزلي سي؛ تشيرش، ميرفين جي؛ هيوز، إدوارد دي؛ إنجولد، كريستوفر كيه؛ طاهر، نذير أحمد (1940). "188. آلية الاستبدال عند ذرة كربون مشبعة. الجزء الثالث والعشرون. عرض حركي للتحلل أحادي الجزيء لهاليدات الألكيل. (القسم هـ) مناقشة عامة". مجلة الجمعية الكيميائية : 979. doi : 10.1039/JR9400000979 .
↑ بروكينر ، الصفحات 63-77.
^ بروكنر ، ص 203-206.
↑ بروكينر ، ص 16.
↑ بروكينر ، ص 192.
↑ بروكينر ، ص 183.
↑ بروكينر ، ص 172.
↑ ويبرغ ، ص 950، 1602.
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " قاعدة ماركوفنيكوف ". doi : 10.1351/goldbook.M03707 .
↑ بروكينر ، ص 125.
^ لاتشا، هانز بيتر. كازماير، أولي؛ كلاين، هيلموت ألفونس (2008). الكيمياء العضوية: Chemie-basiswissen II (باللغة الألمانية). المجلد. 2 ( الطبعة السادسة). سبرينغر . ص. 273. ردمك 978-3-540-77106-7.
↑ الدنمارك، سكوت إي، محرر (2004). التفاعلات العضوية . doi : 10.1002/0471264180 . ISBN 978-0-471-26418-7.
↑ هانت، إيان. "الفصل 18: الإينولات والإينولات - تفاعل إضافة مايكل" . جامعة كالجاري.
↑ بروكينر ، ص 580.
^ ليتشنر ، مانفريد. جيركي، كلاوس؛ نوردماير، إيكهارد (2003). الكيمياء الجزيئية ( الطبعة الثالثة). بازل: بيركهاوزر . ص 53 – 65. ISBN 978-3-7643-6952-1.
↑ فوكس، ماري آن؛ وايتسيل، جيمس ك. (2004). الكيمياء العضوية ( الطبعة الثالثة). جونز وبارتليت . ص 699. ISBN 978-0-7637-2197-8.
^ ديلز، أو. ألدر، ك. (1928). "Synthesen in der Hydroaromatischen Reihe". جوستوس ليبيج أنالين دير كيمي . 460 : 98– 122. دوى : 10.1002/jlac.19284600106 .
^ بروكنر ، ص 637-647.
↑ وودوارد، آر بي؛ هوفمان، آر. (1965). "الكيمياء الفراغية للتفاعلات الحلقية الكهربائية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 87 (2): 395-397 . Bibcode : 1965JAChS..87..395W . doi : 10.1021/ja01080a054 .
^ كارلسون ، بيتر. دونيكي، ديتليف؛ كولمان، يناير؛ فوكس، جورج. جيروك، وولفجانج (2005). الكيمياء الحيوية كارلسون والكيمياء الحيوية المرضية (باللغة الألمانية) ( الطبعة السادسة عشرة). ثيم . ص 55 – 56. ISBN 978-3-13-357815-8.
↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " البناء ". doi : 10.1351/goldbook.A00314 .
↑ إميج، جيرهارد؛ كليم، إلياس (2005). الكيمياء التقنية (بالألمانية) ( الطبعة الخامسة). سبرينغر . الصفحات 33-34 . ISBN 978-3-540-23452-4.
↑ تروست، ب. (1991). "اقتصاد الذرة - بحث عن الكفاءة التركيبية". مجلة ساينس . 254 (5037): 1471-1477 . Bibcode : 1991Sci...254.1471T . doi : 10.1126/science.1962206 . PMID 1962206 .
↑ وايزمانتل، جاي إي. (1999). جون جيه. ماكيتا (محرر). موسوعة المعالجة الكيميائية والتصميم . المجلد 67. مطبعة سي آر سي . ص 109. ISBN 978-0-8247-2618-8.
↑ أتكينز ، ص 987.

فهرس

أتكينز، بيتر دبليو؛ خوليو دي باولا (2006). الكيمياء الفيزيائية ( الطبعة الرابعة). فاينهايم: وايلي-في سي إتش . رقم ISBN 978-3-527-31546-8.
بروك، وليام هـ. (1997). Viewegs Geschichte der Chemie (باللغة الألمانية). براونشفايغ: شاهد . رقم ISBN 978-3-540-67033-9.
بروكنر، راينهارد (2004). آليات التفاعل (باللغة الألمانية) ( الطبعة الثالثة). ميونيخ: Spektrum Akademischer Verlag. رقم ISBN 978-3-8274-1579-0.
ويبرغ، إيغون؛ ويبرغ، نيلز؛ هولمان، أرنولد فريدريك (2001). الكيمياء غير العضوية . دار النشر الأكاديمية . ISBN 978-0-12-352651-9.
"التفاعل الكيميائي" . الموسوعة البريطانية . المجلد 6 ( الطبعة الحادية عشرة). 1911. الصفحات 26-33 .

[1] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التفاعل الكيميائي ". doi : 10.1351/goldbook.C01033 .

[2] ويير، ج. (1973). "التفسيرات الجديدة للكيمياء". الكيمياء في unserer Zeit . 7 (6): 177– 181. دوى : 10.1002/ciuz.19730070604 .

[3] انظر : نيومان، ويليام ر. (2004). طموحات بروميثيوس: الخيمياء والسعي نحو الطبيعة المثالية . شيكاغو: مطبعة جامعة شيكاغو. ISBN 9780226575247.

[4] كراوس، بول (1942-1943). جابر بن حيان: مساهمة في تاريخ الأفكار العلمية في الإسلام. I. Le corpus des écrits jâbiriens. ثانيا. جابر والعلم اليوناني . القاهرة: المعهد الفرنسي للآثار الشرقية . رقم ISBN 9783487091150. OCLC 468740510 . {{cite book}}: ISBN / عدم توافق التاريخ ( مساعدة ) ، المجلد الثاني، الصفحات 41-42.

[5] كاربينكو، فلاديمير؛ نوريس، جون أ. (2002). "اللاذج في تاريخ الكيمياء" . قائمة الكيمياء . 96 (12): 997- 1005.

[6] فريدمان، ليونارد جيه؛ فريدمان، سامانثا جيه (2008). تاريخ عملية حمض الكبريتيك بالتلامس (ملف PDF) . بوكا راتون، فلوريدا: شركة هندسة واستشارات الأحماض. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 24 يوليو 2011.

[7] سترينجز، أنتوني ن. (2000). "صناعة الوقود الاصطناعي في ألمانيا، 1935-1940". في: ليش، جون إي. (محرر). الصناعة الكيميائية الألمانية في القرن العشرين . دار نشر كلوير الأكاديمية . ص 170. ISBN 978-0-7923-6487-0.

[8] بروك ، الصفحات 34-55.

[9] بروك ، الصفحات 104-107.

[10] مايرز، ريتشارد (2009). أساسيات الكيمياء . مجموعة غرينوود للنشر . ص 55. ISBN 978-0-313-31664-7.

[11] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " معادلة التفاعل الكيميائي ". doi : 10.1351/goldbook.C01034 .

[12] كوري، إي جيه (1988). "محاضرة روبرت روبنسون. التفكير التركيبي العكسي؟ الأساسيات والأمثلة". مراجعات الجمعية الكيميائية . 17 : 111-133 . doi : 10.1039/CS9881700111 .

[13] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التفاعل الأولي ". doi : 10.1351/goldbook.E02035 .

[14] فرينكينج ، جيرنوت (2006). "عنصر الرد". Römpp الكيمياء المعجم . ثيم .

[rh-15] 1 2 كاندوري، هيديكي (2006). "بروتينات ربط الشبكية". في دوغاف، كريستوف (محرر). التماثل الهندسي في الكيمياء الحيوية . وايلي-في سي إتش . ص 56. ISBN 978-3-527-31304-4.

[16] أتكينز ، ص 114.

[17] أتكينز ، الصفحات 106-108.

[ReacWeb-18] 1 2 "F*A*C*T - REACTION-Web" . www.crct.polymtl.ca .

[19] أتكينز ، ص 150.

[20] أتكينز ، ص 963.

[to_react_or_not_to_react-21] ١ ٢ ٣ ٤ هل نتفاعل أم لا نتفاعل؟ مؤرشف بتاريخ ١٠ يناير ٢٠١٥ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) - مكتب التعليم بولاية يوتا. تم الاطلاع عليه بتاريخ ٤ يونيو ٢٠١١.

[libretext1-22] "8.3: مبدأ لو شاتيليه" . نصوص الكيمياء الحرة . 2016-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .

[libretext2-23] 1 2 "11.5: التفاعلات التلقائية والطاقة الحرة" . نصوص الكيمياء الحرة . 2016-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .

[libretext3-24] "20.3: التفاعلات التلقائية وغير التلقائية" . نصوص الكيمياء الحرة . 27-06-2016 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11-04-2023 .

[25] "الخلايا الإلكتروليتية" . نصوص الكيمياء الحرة . 2013-10-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .

[26] "عملية التمثيل الضوئي لنباتات الكواكب الخارجية" . نصوص الكيمياء الحرة . 2016-05-26 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2023-04-11 .

[27] غلوسكر، جيني ب. (1991). "الجوانب البنيوية لربط المعادن بالمجموعات الوظيفية في البروتينات". في كريستيان ب. أنفينسن (محرر). التطورات في كيمياء البروتين . المجلد 42. سان دييغو: أكاديميك برس . ص 7. ISBN 978-0-12-034242-6.

[28] غو، ليانغ-هونغ؛ ألين، هـ.؛ هيل، أ. (1991). "الكيمياء الكهربائية المباشرة للبروتينات والإنزيمات". في أ. ج. سايكس (محرر). التقدم في الكيمياء غير العضوية . المجلد 36. سان دييغو: أكاديميك برس . ص 359. ISBN 978-0-12-023636-7.

[29] ويبرغ ، الصفحات 289-290.

[30] ويبرغ ، ص 409.

[31] ويلبرهام، أنتوني؛ ستانلي، دينيس؛ ووترمان، إدوارد؛ ماتا، مايكل (2012). الكيمياء . بيرسون. ص 734-735 . ISBN 9780132525763.

[32] ويبرغ ، الصفحات 1180-1205.

[33] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " زوج الحمض والقاعدة المترافق ". doi : 10.1351/goldbook.C01266 .

[34] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " الترسيب ". doi : 10.1351/goldbook.P04795 .

[35] فينجندر ، يورج. أورتاندرل ، ستيفاني (يوليو 2009). "الخروج". Römpp الكيمياء المعجم . ثيم .

[36] ماير ، هـ. يورغن (2007). "Festkörperchemie". في اروين ريدل (محرر). الكيمياء غير العضوية الحديثة (باللغة الألمانية) ( الطبعة الثالثة). دي جرويتر . ص. 171. ردمك 978-3-11-019060-1.

[37] وينترلين، ج. (1997). "معدلات التفاعل الذري والماكروسكوبي لتفاعل محفز سطحيًا". مجلة ساينس . 278 (5345): 1931-1934 . Bibcode : 1997Sci...278.1931W . doi : 10.1126/science.278.5345.1931 . PMID 9395392 .

[38] والدمان، ت.؛ كونزل، د.؛ هوستر، هـ. إي.؛ غروس، أ.؛ بيم، ر. ج. ر. (2012). "أكسدة طبقة عضوية ممتزة: نظرة عامة". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 134 (21): 8817-8822 . Bibcode : 2012JAChS.134.8817W . doi : 10.1021/ja302593v . PMID 22571820 .

[39] أتكينز ، الصفحات 937-950.

[40] ساوندرز، ديفيد ستانلي (2002). ساعات الحشرات ( الطبعة الثالثة). أمستردام: إلسيفير . ص 179. ISBN 978-0-444-50407-4.

[41] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " المحفز ". doi : 10.1351/goldbook.C00876

[42] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " مثبط ". doi : 10.1351/goldbook.I03035

[43] الشنبرويش، كريستوف (2008). الكيمياء العضوية المعدنية ( الطبعة السادسة). فيسبادن: Vieweg+Teubner Verlag . ص. 263. ردمك 978-3-8351-0167-8.

[jerry-44] 1 2 مارس، جيري (1985). الكيمياء العضوية المتقدمة: التفاعلات والآليات والبنية ( الطبعة الثالثة). نيويورك: وايلي. ISBN 9780471854722. OCLC 642506595 .

[45] هارتشورن، إس آر (1973). الاستبدال النيوكليوفيلي الأليفاتي . لندن: مطبعة جامعة كامبريدج . ص 1. ISBN 978-0-521-09801-4.

[46] باتمان، ليزلي سي؛ تشيرش، ميرفين جي؛ هيوز، إدوارد دي؛ إنجولد، كريستوفر كيه؛ طاهر، نذير أحمد (1940). "188. آلية الاستبدال عند ذرة كربون مشبعة. الجزء الثالث والعشرون. عرض حركي للتحلل أحادي الجزيء لهاليدات الألكيل. (القسم هـ) مناقشة عامة". مجلة الجمعية الكيميائية : 979. doi : 10.1039/JR9400000979 .

[47] بروكينر ، الصفحات 63-77.

[48] بروكنر ، ص 203-206.

[49] بروكينر ، ص 16.

[50] بروكينر ، ص 192.

[51] بروكينر ، ص 183.

[52] بروكينر ، ص 172.

[53] ويبرغ ، ص 950، 1602.

[54] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " قاعدة ماركوفنيكوف ". doi : 10.1351/goldbook.M03707 .

[55] بروكينر ، ص 125.

[56] لاتشا، هانز بيتر. كازماير، أولي؛ كلاين، هيلموت ألفونس (2008). الكيمياء العضوية: Chemie-basiswissen II (باللغة الألمانية). المجلد. 2 ( الطبعة السادسة). سبرينغر . ص. 273. ردمك 978-3-540-77106-7.

[57] الدنمارك، سكوت إي، محرر (2004). التفاعلات العضوية . doi : 10.1002/0471264180 . ISBN 978-0-471-26418-7.

[58] هانت، إيان. "الفصل 18: الإينولات والإينولات - تفاعل إضافة مايكل" . جامعة كالجاري.

[59] بروكينر ، ص 580.

[60] ليتشنر ، مانفريد. جيركي، كلاوس؛ نوردماير، إيكهارد (2003). الكيمياء الجزيئية ( الطبعة الثالثة). بازل: بيركهاوزر . ص 53 – 65. ISBN 978-3-7643-6952-1.

[61] فوكس، ماري آن؛ وايتسيل، جيمس ك. (2004). الكيمياء العضوية ( الطبعة الثالثة). جونز وبارتليت . ص 699. ISBN 978-0-7637-2197-8.

[62] ديلز، أو. ألدر، ك. (1928). "Synthesen in der Hydroaromatischen Reihe". جوستوس ليبيج أنالين دير كيمي . 460 : 98– 122. دوى : 10.1002/jlac.19284600106 .

[63] بروكنر ، ص 637-647.

[64] وودوارد، آر بي؛ هوفمان، آر. (1965). "الكيمياء الفراغية للتفاعلات الحلقية الكهربائية". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 87 (2): 395-397 . Bibcode : 1965JAChS..87..395W . doi : 10.1021/ja01080a054 .

[65] كارلسون ، بيتر. دونيكي، ديتليف؛ كولمان، يناير؛ فوكس، جورج. جيروك، وولفجانج (2005). الكيمياء الحيوية كارلسون والكيمياء الحيوية المرضية (باللغة الألمانية) ( الطبعة السادسة عشرة). ثيم . ص 55 – 56. ISBN 978-3-13-357815-8.

[66] الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " البناء ". doi : 10.1351/goldbook.A00314 .

[67] إميج، جيرهارد؛ كليم، إلياس (2005). الكيمياء التقنية (بالألمانية) ( الطبعة الخامسة). سبرينغر . الصفحات 33-34 . ISBN 978-3-540-23452-4.

[68] تروست، ب. (1991). "اقتصاد الذرة - بحث عن الكفاءة التركيبية". مجلة ساينس . 254 (5037): 1471-1477 . Bibcode : 1991Sci...254.1471T . doi : 10.1126/science.1962206 . PMID 1962206 .

[69] وايزمانتل، جاي إي. (1999). جون جيه. ماكيتا (محرر). موسوعة المعالجة الكيميائية والتصميم . المجلد 67. مطبعة سي آر سي . ص 109. ISBN 978-0-8247-2618-8.

[70] أتكينز ، ص 987.

[ 1 ]

[

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[

[ 44 ]

[

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]

[ 49 ]

[

[

[ 52 ]

[ 53 ]

[ 54 ]

[ 55 ]

[ 56 ]

[

[

[

[ 60 ]

[ 61 ]

[ 62 ]

[ 63 ]

[ 64 ]

[ 65 ]

[

[ 67 ]

[ 68 ]

[

[