**واکنش شیمیایی** (به انگلیسی: Chemical reaction) فرایندی است که در آن ساختار ذره‌های تشکیل دهندهٔ مواد اولیه دچار تغییر می‌شود؛ یعنی طی آن یک یا چند ماده شیمیایی به یک یا چند ماده شیمیایی دیگر تبدیل می‌شود؛ مثلاً:

همان‌گونه که دیده می‌شود؛ CH  
4 + 2 O  
2 → CO  
2 + 2 H  
2O, در اینجا ضریب ۲ قبل از گاز اکسیژن در طرف واکنش دهنده‌ها، و قبل از آب در کنار محصول به دست آمده از این **واکنش شیمیایی** قرار می‌گیرد تا برابر قانون بقای جرم، مقدار هر عنصر در طول واکنش تغییر نکند. پدیده شیمی هم قابل برگشت است هم غیر قابل برگشت

انواع تغییرات مواد
------------------

یک واکنش ترمیت با استفاده از اکسید آهن
تغییراتی که در واکنشی بر روی مواد واکنش‌دهنده صورت می‌گیرد، به‌طور کلی به دو نوع تغییرات فیزیکی و شیمیایی تقسیم می‌شوند.

ذره‌های تشکیل دهنده ماده؛ بنابراین تغییرات همهٔ حالات ماده مانند ذوب، انجماد، تبخیر، میعان، تصعید (فرازش) و چگالش و همچنین انحلال نمک‌ها و بازها در آب، تغییر فیزیکی هستند.

### تغییرات شیمیایی

در تغییرات شیمیایی اتصال اتم‌ها به یکدیگر و آرایش الکترونی آن‌ها در واکنش‌دهنده‌ها تغییر می‌یابد. البته در یک واکنش شیمیایی، اتم‌ها نه به‌وجود می‌آیند و نه از بین می‌روند و تنها ترکیب، تجزیه یا بازآرایی می‌شوند. واکنش شیمیایی بیان یک تغییر شیمیایی است که ممکن است با آزاد کردن انرژی به صورت گرما، نور یا صوت همراه باشند و تولید گاز، تشکیل رسوب یا تغییر رنگ در پی داشته باشند.

روی دادن تغییر و تغییر به‌طور متوالی
------------------------------------

مواردی وجود دارد که هر دو تغییر فیزیکی و شیمیایی بر روی یک پدیده، به‌طور متوالی اتفاق می‌افتند. برای نمونه، با حرارت دادن تکه‌ای قند در لوله آزمایش، ابتدا قند ذوب می‌شود که یک پدیدهٔ فیزیکی است. سپس به رنگ قهوه‌ای در می‌آید که نشان‌دهندهٔ شروع تبدیل قند به کربن و یک پدیدهٔ شیمیایی است. در ادامه مقداری بخار آب به بالای لوله می‌رسد که نشانهٔ تجزیهٔ قند و ادامهٔ پدیدهٔ شیمیایی پیشین است. سپس قطره‌های آب روی دیوارهٔ لولهٔ آزمایش پدیدار می‌شود که نشان‌دهندهٔ میعان بخار آب آزاد شده و یک پدیدهٔ فیزیکی است. در پایان، در لوله ماده‌ای سیاه رنگ، بی‌مزه و نامحلول در آب (برخلاف قند اولیه) باقی می‌ماند که این ماده زغال است و با توجه به تغییر رنگ، مزه و قابلیت حلالیت آن در آب می‌توان آن را تشخیص داد.

انرژی شیمیایی
-------------

هر نوع پیوندی میان اتم‌های مختلف سازندهٔ مولکول‌های یک جسم، نوعی انرژی در انرژی شیمیایی دارد که مقدار آن به نوع اتم‌ها و نحوهٔ قرار گرفتن آن‌ها در مولکول بستگی دارد. در یک واکنش شیمیایی، در واقع اتصال اتم‌ها به یکدیگر در واکنش‌ها تغییر می‌کند و در نتیجه انرژی شیمیایی فراورده‌های واکنش با انرژی شیمیایی واکنش‌دهنده‌ها تفاوت پیدا می‌کند.

به عنوان مثال، واکنش گاز کلر با گاز هیدروژن را در نظر بگیریم. گاز کلر از مولکول‌های دو اتمی Cl۲ و گاز هیدروژن از مولکول‌های دو اتمی H۲ تشکیل شده‌اند. فراوردهٔ واکنش، کلرید هیدروژن HCl خواهد بود که در مقایسه با واکنش‌دهنده، پیوندهای کاملاً متفاوتی دارد و از این رو انرژی شیمیایی آن‌ها متفاوت است.

اکنون این پرسش پیش می‌آید که با توجه به متفاوت بودن انرژی شیمیایی فراورده‌ها و واکنش‌دهنده‌ها و قانون پایستگی انرژی، این اختلاف انرژی چگونه ظاهر می‌شود؟

تغییرات گرماگیر و تغییرات گرمازا
--------------------------------

مطابق قانون پایستگی انرژی در هر واکنش انرژی کل باید ثابت بماند؛ بنابراین در واکنش‌ها، اختلاف انرژی میان فراورده‌ها و واکنش‌دهنده‌ها به صورت گرما ظاهر می‌شود. از این رو، واکنش‌هایی نظیر واکنش‌های سوختن متان که با تشکیل کلرید هیدروژن در آن‌ها، سطح انرژی فراورده‌های واکنش از مواد واکنش‌دهنده پایین‌تر باشد، به علت تولید انرژی گرمایی، گرمازا می‌گوییم و در مقابل واکنش‌هایی که در آن‌ها سطح انرژی شیمیایی فراورده‌ها بیشتر از واکنش‌دهنده‌ها باشد، واکنش‌های گرماگیر نامیده می‌شوند و برای انجام چنین واکنشی باید مقداری گرما به اجزای واکنش‌دهنده داده شود، مانند تجزیه کردن کلرید آمونیوم جامد که با گرم کردن، به دو گاز آمونیاک و کلرید هیدروژن تبدیل می‌شود.

بنابراین در اندازه‌گیری و محاسبهٔ انرژی واکنش‌های شیمیایی، چیزی که همیشه محسوس و قابل اندازه‌گیری است، تفاوت محتوای انرژی یا به عبارتی سطح انرژی مواد اولیه و محصولات عمل است که معمولاً به تغییر محتوای گرمایی، تغییر آنتالپی گفته می‌شود و با ΔH نمایش می‌دهند و در یک واکنش گرمازا داریم:

H1: سطح انرژی مواد واکنش دهنده

H2: سطح انرژی مواد حاصل

H2 <H1
H2-H1<0

به این ترتیب تغییر آنتالپی ΔH در یک واکنش انرژی‌ده، منفی است.

در یک واکنش گرماگیر داریم:

H2>H1→H2-H1>0→ΔH>0

پس تغییر آنتالپی، ΔH در یک واکنش انرژی‌گیر، مثبت است.

واکنش‌های شیمیایی برگشت‌پذیر و برگشت‌ناپذیر
-------------------------------------------

### واکنش‌های برگشت‌ناپذیر

در این قبیل واکنش‌ها، محصولات واکنش برهم اثر شیمیایی ندارند. به همین دلیل واکنش فقط در جهت رفت انجام می‌گیرد و تا مصرف‌شدن کامل واکنش‌دهنده پیش می‌رود؛ مثلاً اگر تکه‌ای نوار منیزیم را در ظرف محتوی HCl وارد کنیم، واکنش شدیدی میان منیزیم و اسید رخ می‌دهد و کم‌کم در اسید حل و ناپدید می‌شود و همزمان با ناپدیدشدن فلز، حباب‌های گاز هیدروژن درون اسید به چشم می‌خورند که از ظرف خارج می‌شوند؛ بنابراین این واکنش یک‌طرفه است و فقط در جهت رفت پیش می‌رود؛ یعنی اگر مقداری گاز هیدروژن را در محلول کلرید وارد کنیم، هیچ واکنشی انجام نمی‌گیرد.

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

علاوه بر واکنش بالا سوختن انواع سوخت‌ها مانند بنزین، نفت، گاز طبیعی و… در مجاورت هوا، محکم شدن تدریجی سیمان، پختن تخم مرغ، مچاله شدن نایلون در برابر شعله، نمونه‌هایی از واکنش‌های برگشت‌ناپذیرند.

### واکنش‌های برگشت‌پذیر

این واکنش‌ها در شرایط مناسب در هر دو جهت رفت و برگشت پیش می‌روند، مثلاً اگر بخار آب را از روی گرد آهن داغ عبور دهند، اکسید آهن همراه با گاز هیدروژن پدید می‌آید.

(3Fe(s) + 4H2O(g) → Fe3O4(s) + 4H2(g

و اگر گاز هیدروژن را بر اکسید آهن (Fe3O4) عبور دهند، آهن و بخار آب تولید می‌شود. واکنش برگشت:
(Fe3O4(s) + 4H2(g) → 3Fe(s) + 4H2O(l

واکنش رفت و برگشت در مجموع یک واکنش برگشت‌پذیر را تشکیل می‌دهند. در خر زاده نتیجه واکنش اثر بخار آب بر آهن داغ برگشت‌پذیر است. در زندگی با موارد زیادی از واکنش‌های برگشت‌پذیر برخورد می‌کنیم، مانند شارژ دوبارهٔ باتری اتومبیل. مواد شیمیایی موجود در باتری خودرو هنگام تولید جریان برق به تدریج مصرف شده و به مواد دیگری تبدیل می‌شود. با شارژ مجدد باتری، واکنش‌های برگشت انجام می‌گیرند و مواد اولیه پدید می‌آیند.

مثال‌هایی از فرایندهای شیمیایی
------------------------------

همان‌طور که در پیش گفته شد، در تغییر شیمیایی ماهیت شیمیایی مواد تغییر می‌یابد و فراورده‌های جدید با خواص متفاوت از مواد اولیه تولید می‌شود؛ بنابراین پدیده‌های زیر نمونه‌هایی از تغییرهای شیمیایی هستند:

* سوختن انواع سوخت‌ها. مانند بنزین، نفت، گاز طبیعی و… در مجاورت هوا
* زنگ زدن فلزات
* گوارش غذا
* رسیدن میوه
* پختن غذا
* فساد مواد
* سفت شدن تدریجی سیمان
* انحلال آمونیاک در آب؛ زیرا در اثر انحلال، قسمتی از مولکول‌های آمونیاک با مولکول‌های آب ترکیب شده و مادهٔ جدیدی به نام هیدروکسید آمونیوم تولید می‌نمایند. به همین دلیل که واکنش شیمیایی بین حلال و حل شونده رخ می‌دهد، حل شدن بیشتر جنبهٔ شیمیایی دارد.
* لخته شدن مواد کلوئیدی. در اثر لخته شدن پیوندهای جدیدی تشکیل می‌گردد که باعث تجمع مولکول‌های یک محلول کلوئیدی می‌شود.
* ایجاد گاز (اکسیژن) در اثر حرارت اکسید جیوه

منابع
-----



|  |  |
| --- | --- |
|  | در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ واکنش شیمیایی موجود است. |

* Chemical Reactions by Jenny Karpelenia, Publisher: Perfection Learning, 2005

| * ن
* ب
* و
سازوکارهای ابتدایی واکنش‌های شیمیایی |
| --- |
| واکنش‌های جانشینی هسته‌دوستی | 
* واکنش جانشینی هسته‌دوستی تک‌مولکولی (SN1)
* واکنش جانشینی هسته‌دوستی دومولکولی (SN2)
* جانشینی هسته‌دوست آروماتیک (SNAr)
* Nucleophilic internal substitution (SNi)
* جانشینی هسته دوستی آسیل (SNAcyl)

 |
| Electrophilic substitutions | 
* جانشینی الکترون‌دوستی آروماتیکی (SEAr)

 |
| واکنش‌های حذفی | 
* واکنش حذفی تک مولکولی (E1)
* E1cB-elimination
* واکنش حذفی دو مولکولی (E2)
* Ei elimination

 |
| واکنش‌های افزایشی | 
* واکنش افزایشی الکترون دوست
* واکنش افزایشی هسته‌دوستی
* واکنش افزایشی رادیکال آزاد
* حلقه‌زایی
* اکسایش افزایشی

 |
| واکنش‌های تک مولکولی | 
* واکنش درون مولکولی
* همپاری
* نورکافت
* سازوکار لیندمان
* RRKM theory

 |
| واکنش‌های انتقال الکترون/پروتون | 
* اکسایش-کاهش
* واکنش هارپون
* سازوکار گروتهوس
* Marcus theory
* Inner sphere electron transfer
* Outer sphere electron transfer

 |
| اثرات محیطی | 
* Solvent effects
* Cage effect
* Matrix isolation

 |
| موضوعات مرتبط | 
* واکنش ابتدایی
* Reaction dynamics
* حدواسط فعال
* رادیکال آزاد
* مولکولاریته
* شیمی فضایی
* فروکافت
* نظریه برخورد
* Arrow pushing
* Potential energy surface

 |
| سینتیک شیمیایی | 
* معادله سرعت
* ثابت تعادل
* مرحله تعیین‌کننده سرعت
* Reaction coordinate
* Energy profile (chemistry)
* نظریه حالت گذار
* انرژی فعال‌سازی
* کمپلکس فعال
* معادله آرنیوس
* معادله ایرینگ
* سینتیک میکائلیس–منتن
* Diffusion-controlled reaction

 |

| * ن
* ب
* و
موضوعات سنتز نامتقارن |
| --- |
| گونه‌های کایرال | 
* دست‌سانی
* Stereocenter
* دست‌سانی صفحه‌ای
* *C*2-symmetric ligands
* Axial chirality
* Supramolecular chirality
* Inherent chirality

 |
| مولکول‌های کایرال | 
* Stereoisomer
* انانتیومر
* دیاستریومر
* مزو
* مخلوط راسمیک
* Enantiomeric excess (ee)
* Diastereomeric excess (de)

 |
| تجزیه و تحلیل | 
* چرخش نوری
* عامل تفکیک‌کننده کایرال
* NMR spectroscopy of stereoisomers
* Ultraviolet–visible spectroscopy of stereoisomers

 |
| تفکیک کایرال | 
* تبلور مجدد
* Kinetic resolution
* کروماتوگرافی ستون کایرال
* Diastereomeric recrystallization

 |
| واکنش‌ها | 
* Asymmetric induction
* Chiral pool synthesis
* کمکی کایرال
* سنتز نامتقارن
* کاتالیزور آلی
* بیوکاتالیز

 |

| * ن
* ب
* و
شاخه‌های شیمی |
| --- |
| 
* فهرست ترکیب‌های آلی
* فهرست زیست‌مولکول‌ها
* فهرست ترکیب‌های معدنی
* جدول تناوبی

 |
| شیمی‌فیزیک | 
* الکتروشیمی
* ترموشیمی
* ترمودینامیک شیمیایی
* علم سطح
* شیمی کلوئیدی
	+ میکرومریتیک
* سرماشیمی
* آواشیمی
* طیف‌بینی
* شیمی ساختاری / بلورنگاری
* فیزیک‌شیمی
* سینتیک شیمیایی
	+ فموتوشیمی
* شیمی کوانتومی
	+ شیمی چرخش
* فوتوشیمی

 |
| شیمی آلی | 
* زیست‌شیمی
* شیمی بیوارگانیک
* زیست‌شناسی شیمیایی
* شیمی بالینی
* شیمی اعصاب
* شیمی زیست‌فیزیکی
* زیست‌شناسی مولکولی
* شیمی فضایی
* شیمی آلی فیزیکی
* واکنش آلی
* آنالیز سنتز برگشتی
* سنتز نامتقارن
* سنتز جامع / نیمه سنتز
* شیمی دارویی
* شیمی فولرن
* شیمی بسپار
* پتروشیمی

 |
| شیمی معدنی | 
* کمپلکس شیمیایی
* شیمی مغناطیسی
* شیمی آلی فلزی
* شیمی معدنی زیستی
* شیمی بیو ارگانومتالیک
* شیمی معدنی فیزیکی
* شیمی خوشه‌ای
* بلورنگاری
* شیمی حالت جامد
* متالورژی
* شیمی سرامیک
* علم مواد

 |
| شیمی تجزیه | 
* تجزیه دستگاهی
* روش الکتروتجزیه‌ای
* طیف‌بینی
	+ طیف‌بینی فروسرخ
	+ طیف‌سنجی رامان
	+ طیف‌سنجی مرئی-فرابنفش
	+ طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای
* طیف‌سنجی جرمی
	+ یونش الکترونی
	+ طیف‌سنجی جرمی پلاسمای جفت‌شده القایی
	+ واجذب-یونش لیزری به کمک ماتریس
* فرایند جداسازی
* کروماتوگرافی
	+ کروماتوگرافی گازی
	+ کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا
* فموتوشیمی
* بلورنگاری
* مشخصه‌یابی

 |
| دیگر | 
* شیمی هسته‌ای
	+ پرتو شیمی
	+ شیمی اکتینید
* کیهان‌شیمی / اخترشیمی
* زمین‌شیمی
* شیمی محیط زیست
	+ شیمی جو
	+ شیمی اقیانوس
* شیمی خاک‌رس
* کربوشیمی
* پتروشیمی
* شیمی خوراک
	+ شیمی کربوهیدرات
* شیمی کشاورزی
* آموزش شیمی
	+ شیمی غیرحرفه‌ای
* شیمی پنهان
* شیمی قانونی
	+ نکروشیمی
* نانوشیمی
	+ شیمی فراذره‌ای
* سنتز شیمیایی
	+ شیمی سبز
	+ کلیک شیمی
	+ شیمی ترکیبی
* شیمی محاسباتی
	+ شیمی ریاضیاتی
* شیمی نظری
* شیمی تر

 |
| همچنین ببینید | 
* تاریخ شیمی
* جایزه نوبل شیمی
* شیمی در گذر زمان
	+ کشف عناصر شیمیایی
* «دانش بنیادی»
* واکنش شیمیایی
	+ فروکافت
* عنصر شیمیایی
* ترکیب شیمیایی
* اتم
* مولکول
* یون
* پیوند شیمیایی

 |
| 
* رده
* **انبار**
* درگاه
* ویکی‌پروژه

 |