Keemiline reaktsioon

Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest (lähteaine(te)st) tekib keemiliste sidemete katkemise või moodustumise tulemusena üks või mitu uute omadustega keemilist ainet (saadust, produkti).
Erinevalt tuumareaktsioonidest ei toimu keemilises reaktsioonis aatomituumade muutusi.
Ühe keemilise aine muutumine teiseks keemilises protsessis nõuab energiat, et ületada energeetiline barjäär. Keemiline reaktsioon saab toimuda ainete segus või lahuses, kui üks aine on kontaktis teise ainega ja süsteem saab mingil viisil energiat (soojus, valgus, elektrivool või mehaaniline jõud) või tuleb see molekulide enda sisemisest energiast. Aine molekulid saavad muutuda reaktsioonivõimeliseks, kui nad saavutavad energiataseme, mida nimetatakse aktivatsioonienergiaks. Mida suurem on reaktsiooni toimumiseks vajalik aktivatsioonienergia, seda aeglasem on protsess. Reaktsiooni aktivatsioonienergiat saab madaldada katalüsaatori abil.
Keemiline muutus on aatomitevahelisi keemilisi sidemeid moodustavate elektronide ümberpaiknemine, st ühtede sidemete katkemine ja uute sidemete moodustumine. Reaktsiooni käigus tekivad uued molekulid, kuid aatomid ei teki ega kao.
Keemiaseadused.
Keemilised reaktsioonid alluvad kindlatele seaduspärasustele, mis võimaldavad mõista reaktsioonide olemust ja teha stöhhiomeetria ning reaktsioonide tasakaalu, kineetika, soojusefektide ja termodünaamika arvutusi.
Mõnda tüüpi reaktsioonide korral on edukalt rakendatavad eripärased reeglid.
Näiteks: Markovnikovi reegel ütleb, et liitumisel alkeenidele või alküünidele ühineb elektrofiil (E+, näiteks H+ või R+ jt) selle süsiniku aatomiga, millega on seotud rohkem vesiniku aatomeid; 
Zaitsevi reegel ütleb, et aluse poolt industreeritud elimineerimisreaktsioon annab eelistatult suurema asendatusega saaduse ehk reaktsioonisaadustes domineerib rohkem alküülrühmi sisaldav alkeen.
Reaktsioonivõrrand.
Keemilist reaktsiooni kirjeldatakse reaktsioonivõrrandiga, mis näitab protsessis osalevaid lähteaineid ja lõppsaadusi. Vastavalt massi jäävuse seadusele saab võrrandi pooled võrdsustada, nii et mõlemal poolel on iga elemendi aatomeid võrdne arv. Täpsem reaktsioonivõrrand kajastab ka reaktsiooni mehhanismi: vaheastmeid ehk elementaarreaktsioone. Tasakaalulise reaktsiooni korral kasutatakse poolte vahel topeltnooli, millest üks näitab paremale, teine vasakule.
Orgaaniliste reaktsioonide korral, kui tekib kõrvalsaadusi, võrrandi pooli ei võrdsustata ja poolte vahel kasutatakse üht noolt. Retrosünteesi (see on sünteesi planeerimine "tagurpidi" lähtudes soovitud lõppühendi struktuurist) võrrandites kasutatakse laia noolt.
Reaktsiooni mehhanism.
Keemilise reaktsiooni mehhanismi all mõistetakse reaktsiooni kulgemise viisi lähteainetelt saadustele. Mehhanism kirjeldab millised sidemed katkevad, millised tekivad, millises järjekorras sidemete katkemine/tekkimine toimub, millised vaheühendid tekivad ja kaovad, millised on üksikud elementaarreaktsioonid, nende kiirused, tasakaalud jne.
Reaktsiooni kiirus.
Keemilise reaktsiooni kiirus näitab, kuidas reaktsiooni komponentide kontsentratsioon või rõhk ajas muutub. Reaktsiooni kiirus on võrdeline reaktsioonis osalevate molekulide kontsentratsioonidega, kuid sõltub ka temperatuurist ja teistest teguritest. Sellega tegeleb keemiline kineetika.
Keemiline süntees.
Keemiline süntees on vajaliku saaduse saamiseks kasutatav keemiline reaktsioon või mitme reaktsiooni jada koos vajalike keemiliste ja füüsikaliste protseduuride rakendamisega. Enamasti on tegu lihtsamatest ühenditest keerukamate keemiliste ühendite saamisega.
Sünteesi tootlikkust näitab saagis, mis arvutatakse reaktsioonivõrrandi(te) ja stöhhiomeetria põhjal.
Reaktsioonide klassifikatsioon.
Keemilisi reaktsioone võib klassifitseerida paljude tunnuste põhjal.
1) Reaktsioonis osalevate ainete olemuse alusel
2) Faasilise oleku alusel
3) Reaktsiooniga kaasneva energeetilise efekti põhjal
4) Reaktsiooni initsieerimisviisi alusel
5) Intermediaadi olemuse järgi
6) Reaktsiooni mehhanismi/tee järgi
7) Konkureerivate reaktsioonide alusel
8) Olulisemad reaktsioonitüübid keemilise muutuse iseloomu või saaduse iseloomu põhjal
9) Seoses funktsionaalrühmade muutustega – vaata artiklit "Orgaaniline reaktsioon"
10) Saaduste selektiivse moodustumise järgi