化學反應

化學反應 (Chemical Reaction)
臺北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

化學反應是某物質轉換成另一種物質的過程。化學反應可以是自發的，不需外加能量；也可能是非自發的，需要被能量像是熱、光或者電引發。一般的化學反應限制在物質間有因電子轉移所發生的化學鍵形成或破壞，現在的化學反應則泛指分子-分子、原子-原子、原子自身內（核反應）的反應。

在化學反應中首先參與的物質稱為反應物 (Reagents)，反應物經由化學變化 (Chemical change)產生的物質為產物 (Products)，產物可能是一個或多個，且產物的性質和反應物性質不同。

常見的反應類型：

1. 異構化 (Isomerization)：

化合物本身的原子重排，沒有組成的改變。
例如：正丁烷 → 異丙烷

2. 化合反應 (Combination or synthesis)：

2個或2個以上的化學元素或是化合物形成較複雜的產物。
例如：

3. 分解反應 (Chemical decomposition)：

一個化合物分解成更小的化合物或元素。
例如：

4. 取代反應 (Substitution)：

一個元素被某化合物中反應性更好的元素所取代。
例如：

5. 複分解反應 (Metathesis)：

兩化合物彼此互換離子，各自形成不同的化合物。
例如：

6. 酸鹼反應 (Acid-Base)：

廣義的特徵就是指酸和鹼之間的反應，在不同的酸鹼觀點上會有不同的定義。
●阿瑞尼士(Arrhenius)定義：酸溶解在水中會放出；鹼溶解在水中會放出。
●布忍司特-羅瑞 (Brønsted-Lowry)定義：酸是的提供者；鹼是的接受者。此定義包含了阿瑞尼士學說。
●路易士 (Lewis)定義：酸是電子對的接受者；鹼是電子對的提供者。此定義包含了布忍司特-羅瑞學說。

7. 氧化還原反應 (Oxidation-Reduction, Redox)：

當物種生成時，原子會有氧化數的改變。
例如：

8. 燃燒反應 (Combution)：

通常是和氧氣反應來產生熱並生成被氧化後的產物。
例如：

化學反應與能量的關係：

1. 反應熱：化學反應前後，會伴隨不同行式的能量變化。例如：熱能、電能。而這種隨著反應變化的能量稱為反應熱。
2. 一般反應熱比核反應的反應熱低，但是比物理三態間相變化的反應熱高。
3. 能量守恆：化學反應前後，總能量不改變，但能量的形式是可以轉換的。例如：在燃燒反應中，物質反應前後的總能量不變，但是分子的部分的位能在反應後轉換成熱能或光能。

參考資料：
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_reaction
2. 陳雅玲/陳文博，《高中化學（上）互動式教學講義》，翰林出版社，2009.07.01。