Химическая реакция

Хими́ческая реа́кция — превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в другие вещества, при котором ядра атомов не меняются, при этом происходит перераспределение электронов и ядер, и образуются новые химические вещества. В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях не изменяется общее число ядер атомов и изотопный состав химических элементов.

Химические реакции происходят при смешении или физическом контакте реагентов самопроизвольно, при нагревании, участии катализаторов (катализ), действии света (фотохимические реакции), электрического тока (электродные процессы), ионизирующих излучений (радиационно-химические реакции), механического воздействия (механохимические реакции), в низкотемпературной плазме (плазмохимические реакции) и т. п. Взаимодействие молекул между собой происходит по цепному маршруту: ассоциация — электронная изомеризация — диссоциация, в котором активными частицами являются радикалы, ионы, координационно-ненасыщенные соединения. Скорость химической реакции определяется концентрацией активных частиц и разницей между энергиями связи разрываемой и образуемой.

Химические процессы, протекающие в веществе, отличаются и от физических процессов, и от ядерных превращений. В физических процессах каждое из участвующих веществ сохраняет неизменным свой состав (хотя вещества могут образовывать смеси), но могут изменять внешнюю форму или агрегатное состояние.

В химических процессах (химических реакциях) получаются новые вещества с отличными от реагентов свойствами, но никогда не образуются атомы новых элементов, так как ядра остаются прежними, а все изменения происходят в электронной оболочке.

В ядерных реакциях происходят изменения в атомных ядрах всех участвующих элементов, что приводит к образованию атомов новых элементов.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Мезомерный эффект (эффект сопряжения) – это влияние заместителя, передаваемое по сопряженной системе р-связей. Обозначается буквой ́«М» и изогнутой стрелкой. Мезомерный эффект может быть «+» или «-». Выше было сказано, что имеется два вида сопряжения р, р и р, р. Классификация органических реакций Химические реакции – это процессы, сопровождающиеся изменением распределения электронов внешних оболочек атомов реагирующих веществ. В результате реакции в реагирующих молекулах веществ разрываются одни химические связи и образуются другие. Реакция идет в сторону образования стабильных частиц, т. е. обладающих меньшей внутренней энергией.

А. А. Дроздов, Органическая химия

Как правило, в природных условиях всегда имеет место не один, а несколько геохимических барьеров. С позиции самоочищения подземных вод наиболее эффективными являются окислительные барьеры (для элементов с переменной валентностью) и сорбционные (для большинства элементов, содержащихся в воде в микроколичествах). Для органических веществ характерны также процессы саморазложения. В этом случае вещество продолжает мигрировать, но уже в виде продуктов химических и биохимических реакций. Важной характеристикой процессов самоочищения является скорость их протекания. Скорость химических реакций уменьшается при понижении температуры. Для приближенной оценки влияния температуры на скорость химической реакции можно пользоваться правилом Вант-Гоффа, из которого следует, что при понижении температуры на 100 °C скорость реакции уменьшается в 2–4 раза. Для биохимических реакций характерна зависимость их скорости как от температуры, так и от содержания кислорода. Для каждого вида микроорганизмов характерен свой температурный диапазон жизнедеятельности. При несоответствии температурных условий подземных вод этому диапазону жизнедеятельность микроорганизмов замедляется в десятки и сотни раз. Возможность загрязнения подземных вод с поверхности земли в значительной степени определяется защищенностью водоносных горизонтов.

Марина Краснова, Полный справочник санитарного врача, 2013

Химические процессы изменяют строение элементарных частиц, из которых состоит данное вещество, в результате чего получаются новые вещества с новыми химическими и физическими свойствами. К основным химическим сварочно-металлургическим процессам относятся химические реакции взаимодействия свариваемого металла с газами, покрытиями и флюсами.

Илья Мельников, Общие сведения о сварке, сварных соединениях и швах, 2012

Гистохимические и цитохимические методы позволяет определять состав химических веществ и даже их количество в изучаемых структурах. Метод основан на проведении химических реакций с используемым реактивом и химическими веществами, находящимися в субстрате, с образованием продукта реакции (контрастного или флюоресцентного), который затем определяется при световой или люминесцентной микроскопии.

Александр Седов, Гистология человека: конспект лекций для вузов

Теория РНК-мира была создана молекулярными биологами для решения тех аспектов проблемы происхождения жизни, которые казались им наиболее важными: появления системы из ДНК, РНК и белков, связанных генетическим кодом. Ученые, изучавшие жизнь с других сторон, и прежде всего биохимики и биофизики, встретили ее скептически. Так, любой живой организм должен как-то получать энергию из внешней среды и вещества, из которых он будет строить себя и свои копии. Гетеротрофные организмы (например, животные) должны получать органические вещества в готовом виде и энергию извлекают из процессов их распада (дыхание, брожение). Автотрофные организмы, такие как растения, способны построить все необходимые органические вещества из простых неорганических предшественников (углекислого газа, воды и минеральных солей) и получают энергию обычно в виде света (фотосинтез). Есть автотрофные бактерии, которые обходятся без света и получают энергию из химических реакций между неорганическими веществами (хемосинтез).

Михаил Никитин, Происхождение жизни. От туманности до клетки, 2016

Ферменты – это особые органические вещества белковой природы. Интересно, что в организме они играют роль катализаторов, т. е. таких веществ, которые способны при определенных условиях увеличивать или, наоборот, уменьшать скорость течения химической реакции. Ферменты, находящиеся в клетках растений, принимают участие в сложном процессе обмена веществ в организме, в частности, играют роль катализатора. Одно лишь присутствие ферментов в организме возбуждает и значительно ускоряет химические процессы.

Д. Б. Абрамов, Совместимость золотого уса с продуктами питания, -1

Химическая реакция происходит, когда один обычный атом сталкивается с другим таким же. У каждого атома имеется крохотное, но тяжелое ядро, обладающее положительным электрическим зарядом, окруженное облаком из одного или нескольких отрицательно заряженных электронов. Изолированные атомные ядра практически никогда не взаимодействуют, за исключением внутризвездной «скороварки», для которой характерны сверхвысокие температура и давление. Однако электроны разных атомов постоянно сталкиваются друг с другом. Химические реакции происходят в те моменты, когда встречаются два или более атомов и их электроны вступают во взаимодействие и перегруппировываются. Такое перемешивание и связывание электронов случается по той причине, что их определенные комбинации оказываются наиболее устойчивыми, особенно совокупность двух, десяти или 18 электронов.

Роберт Хейзен, История Земли. От звездной пыли – к живой планете. Первые 4 500 000 000 лет, 2012

Многие исследователи полагают, что одной из причин старения организма является понижение способности коллоидных веществ, особенно белков, связывать большое количество воды. Вода представляет собой основную среду, в которой протекают многочисленные химические реакции и физические процессы, лежащие в основе жизни. Организмом осуществляется строгая регуляция содержания воды в каждом органе и в каждой ткани. Постоянство внутренней среды организма, в том числе и определенное содержание воды, – одно из главных условий нормальной жизнедеятельности.

Ю. Н. Улыбина, Питание и диета для мачо, -1

В основе химической теории адгезии, развиваемой в последние годы, лежит представление о том, что при взаимодействии клея с поверхностью твердого тела образуются ковалентные или координационные связи. Действительно, имеются примеры, показывающие возможность протекания химических реакций между клеем и склеиваемыми материалами [3].

З. И. Сафина, Технология склеивания изделий из композиционных материалов, 2014

Стеклообразование. Эта стадия характеризуется тем, что к ее окончанию стекломасса становится прозрачной, т.е. в ней отсутствуют непроваренные частицы шихты, но она еще пронизана большим количеством пузырей и свилей, т.е. она продолжает оставаться химически неоднородной. Для сортовых и тарных стекол эта стадия завершается при температуре 1150-1250 градусов С. Скорость протекания процесса стеклообразования в 8-9 раз выше скорости силикатообразования. К концу стеклообразования в основном протекают все химические реакции: разложение гидратов, карбонатов, сульфатов; взаимодействие компонентов шихты с образованием силикатов.

И. В. Мельников, Варка. Способы обработки. Материалы и инструменты. Декоративное покрытие. Гравёрные работы, 2013

Горящий кусок угля находится в состоянии обмена с окружающей природой: происходит включение кислорода в химическую реакцию и выделение углекислого газа. Образование ржавчины на поверхности железного предмета является следствие обмена со средой. Но в результате этих процессов неживые тела перестают быть тем, чем они были. Наоборот, для тел живой природы обмен с окружающей средой является условием их существования. В живых организмах обмен веществ приводит к восстановлению разрушенных компонентов, замене их новыми, подобными им, т. е. к самообновлению и самовоспроизведению, построению тела живого организма за счет усвоения веществ из окружающей среды.

Ж. А. Ржевская, Медицинская биология: конспект лекций для вузов, -1

В своих исследованиях Майер выявил 25 случаев превращения работы в тепло: механическая работа, электричество, химическая «сила» вещества, теплота, электричество и т. д. Распространив закон сохранения энергии и на биологические системы, к превращению энергии в живых организмах он отнес поглощение пищи, химические процессы в организме, тепловые и механические эффекты. Закон сохранения энергии был применен Гессом для объяснения химических реакций, а в результате деятельности Фарадея, Ленца и Джоуля был сформулирован так называемый закон Джоуля—Ленца о связи электрической и тепловой энергии, выражающийся формулой: Q = I2 · R · t.

Т. В. Карпова, Концепции современного естествознания, 2010

По Брёнстеду, “кислота” или “основание” – это не постоянное свойство соединения, а только и исключительно его роль в данной химической реакции. В принципе даже уксусная кислота может оказаться в “непривычной” для себя роли основания, если смешать ее с какой-нибудь более сильной кислотой – например, серной (H2SO4). В этом случае серная кислота отдаст протон и превратится в анион HSO4–, а уксусная кислота присоединит протон и превратится в довольно редкий, однако вполне реально существующий катион CH3COOH2+:

Сергей Ястребов, От атомов к древу: Введение в современную науку о жизни, 2017

Как известно, человек дышит молекулярным кислородом, причем, как объясняет ученый, в организме в результате химических реакций молекулярный кислород преобразуется в атомарную форму. Именно атомарный кислород является сильнейшим антиоксидантом.

Ю. Ю. Елисеев, Осторожно, перекись, 2013

Сварка не предусматривает целенаправленных проведение химических реакций. Однако при нагревании полимеров неизбежно ускоряются нежелательные химические реакции, в частности, термоокислительная деструкция полиолефинов, а также сшивка характерная для полиэтиленов низкого давления, негативно влияющие на свойства сварных соединений [2].

В. И. Кимельблат, Сварка полимерных труб и фитингов с закладными электронагревателями, 2013

Итак, при выведении из организма кислых продуктов (а это фосфорная кислота, органические кислоты), чтобы сохранить натрий, клетки дистального канальца при помощи специальных химических реакций выделяют свободный ион водорода, который весьма активен. Ион водорода поступает из клеточек канальцев в просвет канальца и вытесняет натрий из его солей. Натрий благополучно возвращается в кровь, а в мочу отправляются кислые соли или свободные кислоты. Реакция мочи при этом бывает кислая, а сам процесс называется ацидогенезом. Но это способ имеет свои границы: он не работает в отношении сильных минеральных кислот (соляной, серной), а это чревато тем, что рН мочи может перейти нижнюю границу – рН = 4,5, еще как-то переносимую здоровой почкой. И вот, чтобы те самые нейтральные соли не выпали и вместе с собой не унесли драгоценный натрий и калий, организм вырабатывает специальные катионы аммония, которые и вытесняют натрий и калий из их соединений и отправляют их обратно в кровь. Выделение кислых продуктов в виде аммониевых солей сберегает организму гораздо больше щелочных веществ, чем выделение их в виде кислых солей или свободных кислот, но происходит это медленнее.

Ирина Калюжнова, Отложение солей, 2007

1. Обмен веществ объединяет различные химические реакции, происходящие в живом организме, которые приводят к синтезу крупных молекул (анаболизм) или их распаду на более мелкие (катаболизм). Реакция первого типа требует поглощения ее выделением. Многие нарушения обмена веществ обусловлены дефицитом и значительно реже повышенной продукцией определенных белков в результате мутации специфического гена. Белки в качестве ферментов или гормонов катализируют или регулируют метаболические реакции. Дефицит белков может привести к изменению синтеза или распада различных веществ, нарушению их транспорта или рецепторной функции клеток.

А. В. Писклов, Факультетская терапия. Конспект лекций, 2005

В соответствии с данным открытием можно ли считать, что первые формы жизни, вероятно – доклеточные, тоже обходились без белков, а значит, и без рибосом? Вообще с биохимической точки зрения, у живого есть две характерные особенности. Это хранение и передача генетической информации и катализ всех химических реакций в клетке. Мы знаем, что нуклеиновые кислоты несут ответственность за хранение и передачу информации, а белки – за катализ. И здесь кроется главная загадка эволюции жизни. А при зарождении жизни, что появилось раньше – информация или катализ, т. е. нуклеиновые кислоты или белки? Можно полагать, что в начале жизни были именно РНК. Это привлекательная гипотеза, потому что была обнаружена способность РНК участвовать и в другой каталитической реакции без помощи белков – в сборке нуклеотидов в длинные цепи. Такая сборка лежит в основе возникновения первой самовоспроизво-дящейся системы – неотъемлемого признака живой природы» (Чек, 1988, с. 31–33).

Ю. А. Колесник, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007

Анаэробное расщепление гликогена начинается практически с самого начала работы, ведь наш организм не знает заранее, какая нагрузка его ждет, поэтому и старается активизировать все свои энергетические системы практически одновременно, чтобы не допустить перерывов в работе. На свою максимальную мощность анаэробная лактатная система выходит примерно через 15–20 секунд работы предельной интенсивности, т. е. когда заканчиваются запасы креатинфосфатов. Но действие и этой системы не может длиться долгое время, так что её хватает на 2–3 минуты очень интенсивной работы. И тут дело не в том, что запасы гликогена заканчиваются, нет, его остается еще достаточно много для продолжения работы. Причина невозможности продолжать работу заданной интенсивности кроется в молочной кислоте. При продолжительных интенсивных нагрузках количество образуемой молочной кислоты превышает порог ее возможного усвоения и утилизации другими мышцами и буферными системами крови. Ну, а далее, упуская слишком умные термины и химические реакции, избыток молочной кислоты в конечном счете приводит к снижению скорости расщепления гликогена, что приводит к уменьшению количества синтезируемой АТФ и как следствие, к снижению работоспособности. В такой ситуации нам ничего не остается делать, как остановиться, что бы «перевести дыхание» и дождаться вывода из работающих мышц излишков молочной кислоты, или же еще снизить интенсивность выполняемой работы, что бы запустить следующую систему получения энергии – аэробную.

С. Ю. Махов, Штурмовой бой ГРОМ. Методика многофунционального тренинга, 2014

Немецкий биохимик Отто Варбург получил в 1931 году Нобелевскую премию, доказав, что метаболические свойства раковых и здоровых клеток существенно отличаются друг от друга. Когда уровень кислорода, доставляемого в клетки, на 40% ниже нормы, чтобы выжить, клетки начинают ферментировать сахар почти без его помощи или анаэробно. Здоровые клетки аэробны – они используют кислород в большинстве своих химических реакций. Раковые же возвращаются к более примитивному метаболическому процессу, который называется ферментацией. Последняя анаэробна, то есть протекает без кислорода. Это означает, что раковые клетки успешнее размножаются при низком уровне кислорода в окружающей среде.

О. В. Афанасьева, Перекись водорода – природное лекарство, 2008

Фосфор (Р). Главным «депо» органических фосфорных соединений являются мышечная и костная ткани. Суточная потребность для взрослого человека составляет 0,8—1,2 г. Фосфор в виде своих соединений играет важнейшую роль во всех процессах организма: фосфорная кислота участвует в построении многочисленных ферментов (фосфатаз) – главных двигателей химических реакций клеток. Из фосфорнокислых солей состоит ткань нашего скелета.

Л. А. Кирсанова, Сбалансированное питание для беременных и кормящих, -1

Ферментопатии эритроцитов. В процессе созревания эритроцит теряет ядро, рибосомы и митохондрии, а вместе с тем и способность к синтезу белка и окислительному фосфорилированию (т. е. химической реакции, приводящей к введению в молекулу органического либо неорганического вещества остатков кислот фосфора). Метаболизм зрелого эритроцита достаточно прост и полностью соответствует его малым метаболическим потребностям. АТФ образуется в процессе бескислородного расщепления углеводов и уходит на обеспечение работы Na+,K+-АТФазы, поддерживающей ионный состав эритроцита. Небольшое количество энергии идет на сохранение железа гема в восстановленной форме и, по-видимому, на обновление липидов мембраны.

А. М. Соловьев, 250 показателей здоровья, 2013

Фолиевая кислота и группа родственных соединений, известная как витамин В6, служит в качестве коферментов в химических реакциях, вовлеченных в биосинтез белка и необходимых для продуцирования красных кровяных клеток и клеточного деления.

Алевтина Корзунова, Природа, которая лечит: морские водоросли, грибы, чайный гриб, 2013

Если оперировать сухими научными определениями, то метаболизм – это весь комплекс химических реакций, протекающих в организме для поддержания его жизнедеятельности.

Давид Кипнис, Похудейте без диет. Способ доступный всем, 2014

Адсорбер – приспособление для адсорбции углекислого газа из выдыхаемого воздуха. Адсорбер заполнен натронной известью, представляющей собой смесь 94 %-го гидроксида кальция, 5 %-го гидроксида натрия и 1 %-го гидроксида калия (имеется модификация натронной извести, где вместо гидроокиси натрия содержится 5 %-ная гидроокись бария). Свежая натронная известь содержит 35 % воды, которая необходима для реакции между СО2 и натронной известью. Натронная известь также содержит немного силикона для предотвращения дезинтегрирования гранул в порошок, а также химический краситель, который меняет цвет в зависимости от рН. СО2 извлекается из выдыхаемого газа путем химической реакции с натронной известью с образованием карбоната кальция. В процессе реакции вырабатывается тепло. Чем больше СО2 абсорбируется, тем ниже рН, цвет красителя меняется с розового на желтый или белый. Когда 75 % натронной извести изменит цвет, то ее нужно заменить. Емкость с натронной известью надо помещать на наркозном аппарате вертикально для предотвращения прохождения газов только через ее часть.

В. А. Корячкин, Толковый словарь анестезиолога-реаниматолога, 2007

Химические механизмы. Лекарственное вещество вступает в химическую реакцию с составными частями тканей или жидкостями организма, при этом они воздействуют на специфические рецепторы, ферменты, мембраны клеток или прямо взаимодействуют с веществами клеток.

В. Н. Малеванная, Фармакология, -1

Химические механизмы. Лекарственное вещество вступает в химическую реакцию с составными частями тканей или жидкостей организма, при этом воздействует на специфические рецепторы, ферменты, мембраны клеток или прямо взаимодействует с веществами клеток.

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Фармакология, 2009

Химические механизмы. Лекарственное вещество вступает в химическую реакцию с составными частями тканей или жидкостей организма, при этом они воздействуют на специфические рецепторы, ферменты, мембраны клеток или прямо взаимодействуют с веществами клеток.

В. Н. Малеванная, Фармакология. Конспект лекций, -1

В зависимости от катализируемых химических реакций все ферменты делят на шесть классов:

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Микробиология, 2009

Информационные и лечебные свойства этой воды намного выше, чем у кластерной. Исследователи утверждают, что эта вода обладает сознанием. Она живая и знает наверняка, ЧТО делает, свойства ее проявляются в зависимости от потребностей организма. Она вступает в одну химическую реакцию и делает что-то одно, а затем переключается на другую реакцию и делает что-то другое с теми же компонентами. А это может быть сделано только сознательно. Причем это сознание можно передавать воде мыслеформами.

Г. А. Гарбузов, Исцеляющая тайна воды за семью замками, 2008

Действие ЭМП в зависимости от энергии квантов может вызывать или не вызывать ионизацию атомов. ЭМИ, вызывающее ионизацию атомов, является ионизирующим излучением, к числу которых относятся γ- и рентгеновское излучения. ЭМИ, не вызывающее ионизацию атомов, – неионизирующее излучение, к спектру которых принадлежат ультрафиолетовое, оптическое (видимый свет), инфракрасное, гипервысокочастотное, сверхвысокочастотное или микроволновое и радиочастотное излучения. Условной границей между ионизирующими и неионизирующими излучениями принята энергия кванта в 12 эВ, соответствующая длине 100 нм. Эта граница находится в ультрафиолетовой области электромагнитного спектра. Таким образом, неионизирующее излучение не обладает достаточной энергией для ионизации вещества. Оно характеризуется энергиями фотонов ниже 12 эВ, длиной волны выше 100 нм, частотой ниже 3·1015 Гц. Тем не менее неионизирующее излучение обладает высокой биологической активностью, вызывая в зависимости от его интенсивности такие эффекты, как нагревание, изменение химических реакций, наведение электрических токов в тканях, информационное воздействие [2].

Г. Г. Верещако, Влияние электромагнитного излучения мобильных телефонов на состояние репродуктивной системы и потомство, 2015

Шунгитовые породы Карелии – высокоэффективное энергосберегающее сырье. Энергосберегающий потенциал породам сообщает уникальное сочетание состава, структуры и свойств. В 1 т породы около 300 кг шунгитового углерода по активности превосходящего кокс. Этот углерод находится в исключительно развитом (до 20 м2/г) и тесном контакте с кварцем, содержание которого достигает 55 %. Благодаря такому сочетанию шунгитового углерода с кварцем химическая реакция между ними протекает настолько активно, что в термических процессах производства литейного чугуна, ферросплавов, карбида и нитрида кремния, металлургии кобальта и никеля 1 т шунгитовой породы заменяет до 1 т кокса.

Аурика Луковкина, Шунгит, 2013

Прежде чем перейти к герою повествования – полонию-210, необходимо сказать об одном из его предшественников – радоне. Это благородный (раньше говорили – инертный) газ, поэтому он постепенно, не вступая в химические реакции, просачивается из глубин земного шара к поверхности (в разных географических районах – в разных количествах) и попадает в воздух. На него приходится значительная часть дозы облучения, которую получает средний человек (в некоторых регионах – до 50 %). Основная часть радона, попавшая при вдохе в трахею, бронхи и легкие, при выдохе выделяется обратно. Однако полоний-210, успевший образоваться при распаде радона, оседает в дыхательных путях, откуда разносится по организму. Радон хорошо растворяется в воде (в 22 раза лучше, чем азот), поэтому часть радона, попавшая в легкие при вдохе, может проникнуть через стенки легочных альвеол, раствориться в крови и затем распасться уже внутри организма с образованием полония.

И. А. Леенсон, Занимательная химия для детей и взрослых, 2013