化學變化

化學變化是指相互接觸的分子間發生原子或電子的轉換或轉移，生成新的分子並伴有能量的變化的過程，其實質是舊鍵的斷裂和新鍵的生成。

化學變化過程中總伴隨著物理變化。在化學變化過程中通常有發光、放熱、也有吸熱現象等。按照原子碰撞理論，分子間發生化學變化是通過碰撞完成的，要完成碰撞發生反應的分子需滿足兩個條件：（1）具有足夠的能量；（2）正確的取向。因為反應需克服一定的分子能壘，所以須具有較高的能量來克服分子能壘。兩個相碰撞的分子須有正確的取向才能發生舊鍵斷裂。

基本介紹

• 中文名：化學變化
• 外文名：chemical change
• 實質：原子之間的結合方式發生了改變
• 需要條件：足夠能量、正確取向

名詞定義

化學變化（chemical change）在生產和生活中普遍存在。產生了新物質的變化是化學變化。如鐵的生鏽、節日的焰火、酸鹼中和，鎂條的燃燒等等。巨觀上可以看到各種化學變化都產生了新物質，這是化學變化的特徵。總結：有新物質產生的變化即為化學變化。

分類

化學變化種類較多，可根據不同方面將其分類。

種類及數量

從反應物和生成物的種類及數量進行劃分，可以把化學變化分為四種基本反應類型：化合反應、分解反應、置換反應和複分解反應。

（1）化合反應：S+O₂=點燃=SO₂；

（2）分解反應：2H₂O=通電=2H₂↑+O₂↑；

（3）置換反應：H₂+CuO=高溫=Cu+H₂O；

（4）複分解反應：HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃。

升降變化

氧化還原反應實例

若從反應中元素化合價的升降變化的角度，可以分為氧化還原反應和非氧化還原反應。其中氧化還原反應又分為氧化反應和還原反應。氧化還原反應的實質是發生了電子的轉移或偏離。

氧化反應：

還原劑（反應物）→失電子或共用電子對偏離→化合價升高→被氧化→發生氧化反應→生成氧化產物。

還原反應：

氧化劑（反應物）→得電子或共用電子對偏向→化合價降低→被還原→發生還原反應→生成還原產物。

氧化-還原反應（oxidation-reduction reaction,，也作redox reaction）是化學反應前後，元素的氧化數有變化的一類反應。氧化還原反應的實質是電子的得失或共用電子對的偏移。氧化還原反應是化學反應中的三大基本反應之一，另外兩個為（路易斯）酸鹼反應與自由基反應。自然界中的燃燒、呼吸作用、光合作用、生產生活中的化學電池、金屬冶煉、火箭發射等等都與氧化還原反應息息相關。研究氧化還原反應，對人類的進步具有極其重要的意義。

是否有離子參加

若從反應中是否有離子參加的角度看，可分為離子反應和非離子反應。離子反應的本質是某些離子濃度發生改變。

離子反應示意圖

離子反應的本質是某些離子濃度發生改變。常見離子反應多在水溶液中進行。有離子參加的化學反應，根據反應原理，離子反應可分為複分解、鹽類水解、氧化還原、絡合4個類型；也可根據參加反應的微粒，分為離子間、離子與分子間、離子與原子間的反應等。極濃的電解質跟固態物質反應時，應根據反應的本質來確定是否屬於離子反應。例如，濃硫酸跟銅反應時，表現的是硫酸分子的氧化性，故不屬於離子反應；濃硫酸跟固體亞硫酸鈉反應時，實際上是氫離子跟亞硫酸根離子間的作用，屬於離子反應。此外，離子化合物在熔融狀態也能發生離子反應。

能量變化

若從反應的能量變化的角度看可分為吸熱反應和放熱反應。

在化學反應中，反應物總能量大於生成物總能量的反應叫做放熱反應。包括燃燒、中和、金屬氧化、鋁熱反應、較活潑的金屬與酸反應、由不穩定物質變為穩定物質的反應。

吸熱反應指的就是化學上把最終表現為吸收熱量的化學反應。吸熱反應中反應物的總能量低於生成物的總能量。吸熱反應的逆反應一定是放熱反應。

特徵

實質

從微觀上可以理解化學變化的實質：化學反應前後原子的種類、個數沒有變化，僅僅是原子與原子之間的結合方式發生了改變，原子是化學變化的最小微粒。例如對於分子構成的物質來說，就是原子重新組合成新物質的分子。物質的化學性質需要通過物質發生化學變化才能表現出來，因此可以利用使物質發生化學反應的方法來研究物質的化學性質，製取新的物質。

實例

化學變化常伴有光、熱、氣體、沉澱產生或顏色氣味改變等表現現象發生，可以參照這些現象來判斷有無化學反應發生。但要注意跟物理變化的區別。物理變化也常伴有發光（電燈）、放熱（摩擦）、放出氣體（啟開汽水瓶蓋）、顏色變化（氧氣變成液氧）、產生沉澱物（明礬淨水）等，只是沒有新物質生成，這是物理變化與化學變化的根本區別。根據反應物、生成物種類不同可以把化學反應分為化合、分解、置換和複分解4種基本類型。也可以從其他角度給化學反應分類，如分成氧化還原反應與非氧化還原反應；吸熱反應與放熱反應等等。物體在化學變化中表現出來的性質是化學性質。化學變化里一定包含物理變化，物理變化里一定沒有化學變化。

化學變化伴隨現象

化學韻語記憶

化學變化，具有特徵；

新的物質，一定生成；

放熱發光，顏色改變；

放出氣體，生成沉澱；

化變同時，物變發生。

具體例子

燃燒必然伴隨發光、放熱的現象，但是不一定有火焰。如果是可燃性氣體燃燒，就會產生火焰，如：氫氣、一氧化碳、甲烷的燃燒，硫磺和蠟燭在燃燒時會產生硫蒸氣和石蠟蒸氣，也有火焰；但是木炭在燃燒過程中始終是固態，不能產生可燃性蒸氣，所以沒有火焰。其中，爆炸較複雜，有兩種情況。一種是由於燃燒放熱散不掉，在有限空間內體積膨脹產生的爆炸，它是化學變化，例如：H₂與O₂混合點燃爆炸，爆竹爆炸等；另一種是由於氣壓引起的爆炸，例如：氣球爆炸，輪胎爆炸等，是物理變化。吸熱反應和放熱反應可通過反應條件判斷。“點燃”為放熱；“高溫”為吸熱。有些反應中條件還需“催化劑”才能進行，但不論什麼反應，都必然遵守質量守恆定律。