Bên cạnh phản ứng oxi hóa khử, phản ứng phân hủy, phản ứng hóa hợp… thì phản ứng thế là kiến thức quan trọng trong Hóa học 8. Vậy phản ứng thế là gì? Phản ứng thế bao gồm những loại nào?. Mời bạn đọc cùng với chúng tôi tìm hiểu chi tiết về phản ứng thế ngay sau đây.
Phản ứng thế là gì?
Phản ứng thế chính là phản ứng hóa học mà trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất sẽ thay thế cho nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất.
Ví dụ: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
→ Phản ứng trên chính là phản ứng thế, đơn chất Fe đã thay thế nguyên tử của nguyên tố hidro trong hợp chất axit HCl.
Các loại phản ứng thế là gì?
Phản ứng thế vô cơ
Trong hóa học vô cơ thì phản ứng thế xảy ra luôn đi kèm với sự thay đổi số oxi hóa của các chất. Phản ứng xảy ra với điều kiện cụ thể về nhiệt độ, áp suất (tùy theo từng trường hợp).
Phương trình phản ứng minh họa về phản ứng thế trong hóa học vô cơ như sau:
A + BX → AX + B
Một số phương trình hóa học của phản ứng thế trong hóa học vô cơ:
- Zn + CuCl2 → Cu + ZnCl2
- 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
- 3Cl2 + 2NH3 → 6HCl + N2
Phản ứng thế hữu cơ
Trong hóa học hữu cơ thì phản ứng thế lại được chia ra thành các loại chính như sau:
- Phản ứng thế ái lực điện tử
Phản ứng thế ái lực điện tử thì một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử sẽ thay thế cho một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác trong phân tử hữu cơ. Phản ứng này thường liên quan đến sự chuyển đổi của các liên kết π (liên kết pi) và sự thay đổi vị trí của các electron. Chính vì vậy mà nó được gọi là “phản ứng thế ái lực điện tử”.
- Phản ứng thế ái lực hạt nhân
Phản ứng thế ái lực hạt nhân thì một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử trong phân tử tham gia thay thế cho một nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác bằng cách tham gia vào một phản ứng hạt nhân. Đây thường là các phản ứng thế nucleophile (động cơ hạt nhân) hoặc là phản ứng thế electrophilic (động cơ điện tử).
- Phản ứng thế gốc
Phản ứng thế gốc thì các gốc tự do hữu cơ, ví dụ như các radicale sẽ tham gia thay thế các nguyên tử hoặc là nhóm nguyên tử trong phân tử khác.
Các phản ứng này thường được xảy ra dưới tác động của ánh sáng hoặc là các điều kiện thích hợp để có thể tạo ra gốc tự do.
Phản ứng thế thường gặp ở các hydrocacbon no, có ký hiệu là S. Đây chính là một dạng phản ứng dây chuyền. Để có thể khơi mào phản ứng thì cần phải thực hiện chiếu sáng hoặc là cho thêm các chất dễ phân hủy thành gốc tự do vào.
Ví dụ: Xét quá trình phản ứng thế giữa metan với clo. Ta thấy, phản ứng xảy ra theo cơ chế gốc, trải qua 3 giai đoạn đó là: khơi mào, phát triển mạch và tắt mạch. Cụ thể như sau:
Khơi mào: Cl2 → Cl’ + Cl’ (điều kiện: ánh sáng khuếch tán).
Phát triển mạch:
- CH4 + Cl’ → CH3′ + HCl
- CH3′ + Cl2 → CH3Cl + Cl’
Tắt mạch:
- Cl’ + Cl’ → Cl2
- CH3′ + Cl’ → CH3Cl
- CH3′ + CH3′ → CH3 – CH3
Bài tập áp dụng
Câu 1: Trong các phản ứng dưới đây, phản ứng thế là phản ứng nào?
- Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
- FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O
- Fe(NO3)2 + AgNO3 → Fe(NO3)3 + Ag
- 3Zn + 8HNO3 → 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Đáp án: A
Câu 2: Phản ứng thế là phản ứng nào dưới đây?
- C3H8 → C2H4 + CH4
- CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
- C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl
- C2H4 + Br2 → C2H4Br2
Đáp án: C
Câu 3: Cho Fe phản ứng thế với HCl. Sau đó đốt cháy sản phẩm khí sinh ra thì thu được ngọn lửa có màu gì?
- Cam
- Tím
- Đỏ
- Xanh nhạt
Đáp án: D
Câu 4: Hợp chất hữu cơ nào dưới đây chỉ có phản ứng thế đối với clo, không có phản ứng cộng với clo?
- C2H2
- CH4
- C2H4
- C6H6
Đáp án: D
Câu 5: Phản ứng hóa học đặc trưng của ankan là gì?
- Phản ứng tách.
- Phản ứng cộng.
- Phản ứng thế.
- Cả A, B và C.
Đáp án: C
Có thể bạn quan tâm:
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi liên quan đến phản ứng thế là gì cũng như các dạng bài tập liên quan. Hy vọng sẽ giúp bạn có cái nhìn tổng quát về loại phản ứng ứng hóa học này; nâng cao kiến thức và kỹ năng giải bài tập. Nếu như bạn có bất kỳ thắc mắc nào khác liên quan đến phản ứng thế, hãy để lại bình luận bên dưới bài viết này nhé!
