ปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมี (Chemical reaction) คือกระบวนการที่เกิดจากการที่สารเคมีเกิดการเปลี่ยนแปลงแล้วส่งผลให้เกิดสารใหม่ขึ้นมาซึ่งมีคุณสมบัติเปลี่ยนไปจากเดิม การเกิดปฏิกิริยาเคมีจำเป็นต้องมีสารเคมีตั้งต้น 2 ตัวขึ้นไป (เรียกสารเคมีตั้งต้นเหล่านี้ว่า "สารตั้งต้น" หรือ reactant)ทำปฏิกิริยาต่อกัน และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในคุณสมบัติทางเคมี ซึ่งก่อตัวขึ้นมาเป็นสารใหม่ที่เรียกว่า "ผลิตภัณฑ์" (product) ในที่สุด สารผลิตภัณฑ์บางตัวอาจมีคุณสมบัติทางเคมีที่ต่างจากสารตั้งต้นเพียงเล็กน้อย แต่ในขณะเดียวกันสารผลิตภัณฑ์บางตัวอาจจะแตกต่างจากสารตั้งต้นของมันโดยสิ้นเชิง แต่เดิมแล้ว คำจำกัดความของปฏิกิริยาเคมีจะเจาะจงไปเฉพาะที่การเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอน ซึ่งก่อให้เกิดการสร้างและสลายของพันธะเคมีเท่านั้น แม้ว่าแนวคิดทั่วไปของปฏิกิริยาเคมี โดยเฉพาะในเรื่องของสมการเคมี จะรวมไปถึงการเปลี่ยนสภาพของอนุภาคธาตุ (เป็นที่รู้จักกันในนามของไดอะแกรมฟายน์แมน)และยังรวมไปถึงปฏิกิริยานิวเคลียร์อีกด้วย แต่ถ้ายึดตามคำจำกัดความเดิมของปฏิกิริยาเคมี จะมีปฏิกิริยาเพียง 2 ชนิดคือปฏิกิริยารีดอกซ์ และปฏิกิริยากรด-เบส เท่านั้น โดยปฏิกิริยารีดอกซ์นั้นเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนเดี่ยว และปฏิกิริยากรด-เบส เกี่ยวกับคู่อิเล็กตรอน

ในการสังเคราะห์สารเคมี ปฏิกิริยาเคมีต่างๆ จะถูกนำมาผสมผสานกันเพื่อให้เกิดสารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ในสาขาวิชาชีวเคมี เป็นที่ทราบกันว่า ปฏิกิริยาเคมีหลายๆ ต่อจึงจะก่อให้เกิดแนวทางการเปลี่ยนแปลง (metabolic pathway) ขึ้นมาเนื่องจากการที่จะสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์โดยตรงนั้นไม่สามารถทำได้ในตัวเซลล์ในคราวเดียวเนื่องจากพลังงานในเซลล์นั้นไม่พอต่อการที่จะสังเคราะห์ ปฏิกิริยาเคมียังสามารถแบ่งได้เป็นปฏิกิริยาอินทรีย์เคมีและปฏิกิริยาอนินทรีย์เคมี

ชนิดของปฏิกิริยาเคมี

ปฏิกิริยาเคมีนั้นสามารถจำแนกได้เป็นหลายชนิดและประเภท โดยหลักในการจำแนกนั้นขึ้นอยู่กับหลักเกณฑ์ที่จะนำไปใช้ในการจัดกลุ่มจำแนก แต่ส่วนมากแล้วจะแบ่งได้เป็น 5 ชนิดใหญ่ๆ ได้แก่

• ปฏิกิริยาการรวมตัว หรือการสังเคราะห์ (Combination reaction หรือ synthesis) คือการที่สารบริสุทธิ์หรือสารประกอบทางเคมี รวมสารเข้าด้วยกันและก่อให้เกิดสารผลิตภัณฑ์ตัวใหม่ที่ซับซ้อนกว่า

โครงสร้าง: A+Z → AZ

ตัวอย่าง: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

• ปฏิกิริยาการสลายตัว หรือการวิเคราะห์ (Decomposition reaction หรือ analysis) คือการที่สารประกอบสลายตัวมาเป็นสารประกอบหรือสารบริสุทธิ์ที่เล็กกว่า

โครงสร้าง: AZ → A+Z

ตัวอย่าง: 2H₂O → 2H₂ + O₂

• ปฏิกิริยาการแทนที่เชิงเดี่ยว (Single displacement reaction หรือ substitution) คือการที่สารบริสุทธิ์ถูกแทนที่ด้วยสารประกอบ

โครงสร้าง: A + XZ → AZ + X

• ปฏิกิริยาการแทนที่เชิงคู่ (Double displacement reaction)

โครงสร้าง: AX + BY → AY + BX

• ปฏิกิริยาการเผาไหม้ (Combustion)

ตัวอย่าง: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O