¿Qué debe suceder para que ocurra una reacción química?

De arriba hacia abajo, descripción general de 30,000 pies:

  1. Debe tener algún tipo de productos químicos que sean capaces de reaccionar entre sí;
  2. Estos productos químicos deben reunirse;
  3. Estos productos químicos deben estar en una forma que les permita reaccionar; y
  4. Debe haber suficiente energía para superar la energía de activación inicial de la reacción (si es exotérmica) o para permitir que ocurra la reacción (si es endotérmica).

De abajo hacia arriba, debe tener elementos combinados entre sí de una manera que les permita intercambiar electrones. Los elementos tienden a ser más estables cuando sus capas de valencia (orbitales de electrones más externos) están completamente pobladas, por lo que la mayoría de los electrones tenderán a intentar adquirir electrones para llenar esas capas, o arrojar electrones para exponer las capas llenas a continuación. Esta es la idea básica sobre la cual proceden todas las reacciones químicas [1]. Una reacción química tiene lugar cuando los elementos o compuestos se unen e intercambian electrones. A veces, este intercambio deja los elementos involucrados fuertemente ionizados, y se unen con “enlaces iónicos” (piense en la sal de mesa); otras veces, comparten electrones para llenar sus capas más externas y crean “enlaces covalentes” (piense en el agua) [2].

[1] Y, a veces, un elemento es tan insistente que formará compuestos que no deberían existir, si solo piensas en términos de rellenar conchas de valencia. Como el flúor, por ejemplo. El flúor es más electronegativo que el oxígeno, lo cual no es una frase que se ve muy a menudo. Realmente quiere un electrón más, y realmente no le importa de dónde viene. Formará compuestos como el trifluoruro de cloro (!) Y el hexafluoruro de xenón (!!), que la química de la escuela secundaria sugiere que realmente no deberían ser las cosas. (Aparentemente, el hexafluoruro de xenón se combina con agua para formar HF y un óxido de xenón, XeO3, que he oído describir como “altamente explosivo” y hombre, creo. Esta es una molécula que no quiere ser una molécula y es bastante enfático en ese punto).

[2] También hay enlaces de hidrógeno, aunque son un poco de su propio animal y son atracciones electrostáticas entre un átomo de hidrógeno unido a un átomo fuertemente electronegativo y otro átomo de hidrógeno unido a un compañero menos electronegativo. Pero en este punto podemos estar perdiéndonos en la maleza.

A nivel macroscópico, debe obtener una nueva sustancia que no estaba allí antes. Normalmente, determina esto llevando a cabo procedimientos de purificación y pruebas de pureza, lo que puede hacer incluso si no sabe lo que tiene.

A nivel microscópico / fundamental, los electrones y los núcleos necesitan ser reorganizados; los enlaces químicos deben romperse y formar nuevos enlaces.