Home  / Учебник ОБЩАЯ ХИМИЯ / Глава 5. Химические реакции / Реакции с участием растворителей

Реакции с участием растворителей

Интересно, что энергетическое стимулирование молекул к образованию активных частиц тоже может осуществляться по трехстадийному механизму «ассоциация - электронная изомеризация - диссоциация». Это резонно предположить, если сам стимулятор является частицей активной. Такова молекула воды. Она воздействует на молекулы других неорганических веществ и практически полностью разлагает их на активные частицы - ионы. Рассмотрим  общие закономерности протекания реакций в водных растворах.
Начнем с самого простого житейского примера - растворения в воде поваренной соли. Весь процесс записывается так:

 NaCl + 2H₂O → Na⁺(H₂O) + Cl¯(H₂O)  

Постадийно реакция выглядит следующим образом:
1)

                                     H

                                       \

    Na:Cl + 2H₂O   →       O: <--- Na:Cl: ... H:O:H

                                       /

                                     H

Отметим, что на первой стадии образование неизомеризованного ассоциата происходит за счет двух различных химических связей между двумя молекулами воды и молекулой соли: донорно-акцепторной со стороны натрия и водородной со стороны хлора. Здесь и далее водородная часть обозначается как ван-дер-ваальсовая. По сути, она является неким симбиозом ван-дер-ваальсовой и ковалентной полярной.
2) H                                                   H

      \                                                     \

       O: <--- Na:Cl: ... H:O:H    D       O: Na⁺ ... Cl:H ... OH

      /                                                     /

    H                                                   H

3)H                                              

      \                                               

       O: Na⁺ ... Cl:H ... OH  →  Na⁺(H₂O) + Cl¯(H₂O)

      /                                               

    H                                              

Этот пример показывает, как в присутствии воды связь в молекуле NaCl, для которой разложение в газовой фазе или в углеводородном растворителе требует нагрева до 5000^оC, распадается на ионы при комнатной температуре.

Диссоциация кислот протекает таким же образом, в три стадии, с образованием промежуточного соединения за счет водородной связи:
1) H₂O: + H:Cl   ⇆  H₂O: ... H:Cl 
2) H₂O: ... H:Cl  ⇆ H₂O:H ... Cl 
3) H₂O:H ... Cl   ⇆ H₃O⁺  + Cl¯ 
Взаимодействие между кислотами и основаниями в водных растворах (реакция нейтрализации) осуществляется по аналогичной схеме:

HO^- + HCl  ⇆  HO^-: ... H:Cl  ⇆  H:O:H ... Cl¯  ⇆  H₂O + Cl¯ 

Изучение процессов с участием различных типов активных частиц: радикалов, ионов и молекул растворителя - позволяет нам сделать общее заключение о протекании химических реакций.
1) молекулы, вступающие в химическую реакцию, распадаются на активные частицы;
2) активные частицы в свою очередь образуют промежуточные соединения с исходными молекулами;
3) промежуточные соединения образуются за счет химических связей, менее прочных, чем ковалентные: ван-дер-ваальсовых, донорно-акцепторных, водородных;
4) промежуточные соединения способны к образованию бо́льшего количества различных электронных изомеров, чем молекулы, вступающие в реакцию.