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Tipi di reazioni chimiche

Per comprendere i meccanismi delle reazioni chimiche è fondamentale lo studio del tipo di legami che gli atomi realizzano nei composti; in particolare, dei legami ionico e covalente. Il primo comporta un vero e proprio trasferimento di elettroni da una specie chimica all’altra, e consiste sostanzialmente in un’attrazione elettrostatica tra i due ioni di carica opposta che si sono così venuti a creare; il secondo consiste invece in una sorta di condivisione di uno o più atomi tra i due atomi interagenti.

Esempi di reazioni che coinvolgono ioni sono:

Ag+ + Cl¯ ⇋ AgCl

oppure

3 Ca2+ + 2 PO43¯ ⇋ Ca3(PO4)2

in cui la doppia freccia indica la reversibilità del processo. I due ioni argento e cloro si attraggono reciprocamente formando il sale cloruro di argento.

Un esempio di reazione che comporti la formazione di un singolo legame covalente è una reazione acido-base come

In questo caso, entrambi gli elettroni di legame vengono messi a disposizione dalla base, che li condivide con l’acido in modo da formare una molecola: il doppietto elettronico della base riempie l’orbitale vuoto dell’acido, formando un legame covalente (vedi Acidi e basi).

Nelle reazioni di ossidoriduzione, i reagenti acquistano o perdono elettroni:

2 Fe2+ + Br2 ⇋ 2 Fe3+ + 2 Br¯

In queste reazioni uno dei reagenti viene ridotto, ossia acquista elettroni e diminuisce il proprio numero di ossidazione, mentre l’altro viene ossidato, ossia cede elettroni, aumentando il proprio numero d’ossidazione. Molte reazioni di ossidoriduzione, come l’ossidazione dei metalli, la combustione e i processi metabolici associati alla respirazione, coinvolgono l’ossigeno atmosferico. Altre, invece, non richiedono la presenza dell’ossigeno; un esempio è la reazione

Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42¯→ 2PbSO4 + 2H2O

che si verifica all’interno degli accumulatori delle autovetture, producendo corrente elettrica.

L’unione di due gruppi di atomi per formare una nuova molecola è detta reazione di addizione, mentre la scissione di una molecola in più frammenti prende il nome di decomposizione. La polimerizzazione è una reazione di addizione in cui più molecole si uniscono a formare lunghe catene o reticoli (vedi Monomero; Polimero).