化学反応では、変化を受ける物質は反応物と呼ばれます。反応の結果として形成される物質は、製品と呼ばれます。反応物と生成物は、化学式の矢印で分離されます。たとえば、次の方程式では、メタン(Ch₄)と酸素(O₂)は反応物であり、二酸化炭素(CO₂)と水(H₂O)は製品です。
ch₄ +2o₂→co₂ +2h₂o
化学式の前の係数は、反応に関与する各物質の相対量を示しています。この場合、メタンの1つの分子は、2つの酸素分子と反応して、1つの分子の二酸化炭素と2つの水分子を生成します。
化学反応中の反応物と生成物は常に異なる物質です。これは、化学反応が関与する物質の化学組成の変化を伴うためです。上記の例では、メタンおよび酸素分子は二酸化炭素と水分子に変換されます。この変化は、反応物の原子間の化学結合が壊れており、製品の原子間に新しい結合が形成されるという事実によるものです。
化学反応は、以下を含むいくつかの異なるタイプに分類できます。
* 併用反応: 2つ以上の物質が結合して単一の製品を形成します。たとえば、水素と酸素ガスが組み合わされると、水蒸気が形成されます。
* 分解反応: 単一の物質が2つ以上の製品に分解されます。たとえば、水が電化されると、水素と酸素ガスに分解されます。
* 単一代表反応: 1つの要素は、化合物内の別の要素を置き換えます。たとえば、鉄を硫酸銅に加えた場合、鉄は化合物の銅を置き換え、硫酸鉄と銅金属を形成します。
* 二重再配置反応: 2つの化合物がイオンを交換して2つの新しい化合物を形成します。たとえば、塩化ナトリウムと硝酸塩溶液が混合されると、塩化ナトリウムからのナトリウムイオンは、硝酸銀の銀イオンと銀イオンと交換し、硝酸ナトリウムと塩化銀を形成します。
化学反応は生命に不可欠です。それらは、私たちの体、環境、そして私たちが毎日使用している商品やサービスを生産する業界で発生します。