Αντίδραση σύνθεσης

Αντιδράσεις σύνθεσης ή σχηματισμού ονομάζονται οι χημικές αντιδράσεις που έχουν ως αποτέλεσμα να σχηματίζεται χημική ένωση από τα στοιχεία που την αποτελούν, όπως για παράδειγμα είναι η σύνθεση του διοξειδίου του θείου από θείο και οξυγόνο : S + O2 → SO2. Οι αντιδράσεις σύνθεσης είναι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις γιατί τα στοιχεία στα αντιδρώντα που ενώνονται έχουν αριθμό οξείδωσης 0, ενώ στο προϊόν έχουν αριθμό οξείδωσης διάφορο του 0. Για παράδειγμα στην αντίδραση Si0 + Cl20 → Si+4Cl4−1, το Si αυξάνει τον αριθμό οξείδωσής του (δηλ. οξειδώνεται) και το Cl ελαττώνει τον αριθμό του (δηλ. ανάγεται). Ανάλογα με την ένωση που σχηματίζεται, διακρίνουμε τις εξής περιπτώσεις :

 Στην περίπτωση αυτή το μέταλλο συμπεριφέρεται ως αναγωγικό και οξειδώνεται αποκτώντας θετικό αριθμό οξείδωσης και το αμέταλλο συμπεριφέρεται ως οξειδωτικό και ανάγεται αποκτώντας αρνητικό αριθμό οξείδωσης. Έτσι σχηματίζεται ιοντική ένωση αφού το μέταλλο γίνεται κατιόν και το αμέταλλο ανιόν. Οι αντιδράσεις σύνθεσης είναι πάντα εξώθερμες δηλ. απελευθερώνεται θερμότητα προς το περιβάλλον. Οι σπουδαιότερες από τις αντιδράσεις μετάλλου-αμετάλλου είναι : Αντιδράσεις μετάλλου-οξυγόνου. Τα μέταλλα εκτός από τα ευγενή (άργυρος, χρυσός, λευκόχρυσος) ενώνονται απευθείας με το καθαρό ή ατμοσφαιρικό Ο2, σε διαφορετικές για το καθένα συνθήκες. Τα περισσότερα μέταλλα στις συνηθισμένες συνθήκες, προσβάλλονται αργά και επιφανειακά ενώ αντίθετα καίγονται σε υψηλή θερμοκρασία χαρακτηριστική για το καθένα τους. Έτσι, για τις αντιδράσεις σύνθεσης ορισμένων μετάλλων με το Ο2, έχουμε :2M + O2 → 2MO όπου Μ = Pb, Zn, Ni, Mg, Ba, Hg, Cu Κ + Ο2 → ΚΟ2 (το Ο έχει αριθμό οξείδωσης -1/2) 2Na + O2 → Na2O2 (το Ο έχει αριθμό οξείδωσης -1) 3Fe + 2O2 → Fe3O4 2Al + 3/2 O2 → Al2O3Αντιδράσεις μετάλλου-αλογόνου (Χ2 όπου Χ = F, Cl, Br, I). Το φθόριο (F2) είναι το δραστικότερο αλογόνο και αντιδρά ζωηρά με αρκετά μέταλλα ακόμα και με το λευκόχρυσο (Pt) και το χρυσό (Au) :3F2 + 2M → 2MF3 όπου Μ = Al, Fe, Au F2 + 2Na → 2NaF 2F2 + Pt → PtF4Το χλώριο (Cl2), το βρόμιο (Βr2) και το ιώδιο (Ι2) δίνουν παραπλήσιες αντιδράσεις αλλά το βρόμιο και το ιώδιο είναι λιγότερο δραστικά : Cl2 + M → MCl2 όπου Μ = Mg, Mn, Zn, Hg 3/2 Cl2 + M → MCl3 όπου Μ = Fe, CrΑντιδράσεις μετάλλου-θείου. Το θείο (S) προσβάλλει γενικά όλα τα μέταλλα. Τα περισσότερα απ' αυτά, όταν θερμαίνονται με θείο, μετατρέπονται σε ένα σουλφίδιο του μετάλλου :S + M → MS όπου Μ = Mg, Fe, Cu, Pb, Zn,Αντιδράσεις μετάλλου-αζώτου. Το άζωτο (Ν2) αντιδρά με ορισμένα μέταλλα σε υψηλή θερμοκρασία και δίνει τα αντίστοιχα νιτρίδια :N2 + 3M → M3N2 όπου Μ = Ca, Mg, Ra, Mn N2 + 2Al → 2AlNΑντιδράσεις μετάλλου-άνθρακα. Ο άνθρακας (C) αντιδρά με ορισμένα μέταλλα σε υψηλή θερμοκρασία και δίνει καρβίδια :3C + 4Al → Al4C3 2C + Ca → CaC2C + 3Fe → Fe3C 2C + 3Cr → Cr3C2Αντιδράσεις μετάλλου-υδρογόνου. Το υδρογόνο (Η2) αντιδρά με τα στοιχεία της 1ης (αλκάλια) και 2ης ομάδας (αλκαλικές γαίες) του περιοδικού πίνακα σχηματίζοντας τα αντίστοιχα υδρίδια όπου έχει αριθμό οξείδωσης -1. Το Η2 συμπεριφέρεται ως οξειδωτικό :1/2 H2 + M → MH όπου Μ = Li, K, Na, Rb H2 + M → MH2 όπου M = Ca, Mg, Ba, RaΑντιδράσεις μετάλλου-φωσφόρου, αρσενικού, αντιμόνιου. Ο φωσφόρος (P), το αρσενικό (As) και το αντιμόνιο (Sb) αντιδρούν με ορισμένα μέταλλα και δίνουν τα αντίστοιχα φωσφίδια, αρσενίδια και αντιμονίδια :3Ca + 2P → Ca3P2 3Mg + 2As → Mg3As2 3Ca + Sb → Ca3Sb2 Τα αμέταλλα αντιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας ομοιοπολικές ενώσεις. Το πλήθος των ενώσεων που σχηματίζεται από τέτοιες αντιδράσεις σύνθεσης είναι πολύ μεγάλο, δεν έχουν όμως όλες οι ενώσεις την ίδια σπουδαιότητα. Ενδιαφέρον παρουσιάζουν αυτές που φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Οι παραπάνω ενώσεις προκύπτουν με απευθείας αντίδραση σύνθεσης των αμετάλλων, π.χ. η ένωση CF4 σχηματίζεται από την αντίδραση C + 2F2 → CF4 κ.λ.π. Οι κενές θέσεις του πίνακα αντιστοιχούν σε ενώσεις που είναι ήδη γραμμένες ή που δεν υπάρχουν, ή που σχηματίζονται έμμεσα. Για παράδειγμα η ένωση μεταξύ Br2 και Η2 (δηλ. HBr) είναι η ίδια με την ένωση μεταξύ Η2 και Br2. Οι ενώσεις μεταξύ ίδιων αμετάλλων προφανώς δεν υπάρχουν. Οι ενώσεις AsH3 (αρσίνη), PH3 (φωσφίνη), SbH3 (αντιμονίνη), οι διάφορες ενώσεις του Si με το Η2 (σιλάνια), του Β με το Η2 (βοράνια) και του C με το Cl2 (CCl4), το Br2 (CBr4) και τo Ι2 (CI4) σχηματίζονται έμμεσα. Μανουσάκης Γ.Ε. "Γενική και Ανόργανη Χημεία", Τόμοι 1ος και 2ος, Θεσσαλονίκη 1981. Μανωλκίδης Κ., Μπέζας Κ. "Στοιχεία Ανόργανης Χημείας", Έκδοση 14η, Αθήνα 1984. Μανωλκίδης Κ., Μπέζας Κ. "Χημικές Αντιδράσεις", Αθήνα 1976. Βάρβογλης Α. "Χημεία Οργανικών Ενώσεων", Θεσσαλονίκη 1986. Δημητριάδης Θ. Γ. "Test Οξειδοαναγωγής", Αθήνα 1989. Βασιλικιώτης Γ. Σ. "Ποιοτική Ανάλυση", Θεσσαλονίκη 1980. Μπαζάκης Ι. Α. "Γενική Χημεία", Αθήνα. Χημική εξίσωση Αρχή διατήρησης της μάζας Ανόργανη αντίδραση Οργανική αντίδραση Αντίδραση αποσύνθεσης