La création de nouvelles liaisons chimiques et le changement des partenaires d'interaction des atomes par la rupture et la formation de liaisons se produisent par des réactions chimiques. Ces modifications de la composition atomique des substances se produisent constamment dans les êtres vivants pour stocker et extraire l'énergie, pour construire des structures organiques et, d'une manière générale, pour permettre tous les processus nécessaires au maintien de la vie.
Nous allons apprendre ici quelques faits de base sur les réactions chimiques.
Types de réaction
On peut distinguer quatre grands types de réactions chimiques. Dans une réaction de synthèse, les substances se combinent pour former des molécules plus complexes, tandis que dans une réaction de décomposition, les molécules se séparent en parties distinctes. Dans les substitutions simples, un élément non combiné en remplace un autre dans un composé donné. Enfin, dans une double substitution, deux éléments de deux composés respectifs échangent leur place. L'image montre un résumé très simplifié avec des représentations symboliques des parties du composé.
Équations chimiques
Les réactions chimiques sont représentées par des équations comme celle illustrée ici. Les réactifs sont indiqués du côté gauche de la flèche et les produits sont donnés du côté droit. La flèche indique le sens de la réaction. Chaque composé est représenté par sa formule et le nombre de molécules nécessaires à la réaction.
Il est important que le nombre total de chaque atome soit égal des deux côtés de l'équation. Dans cet exemple, nous avons quatre atomes d'hydrogène et deux atomes d'oxygène de chaque côté de la flèche.
Équilibre chimique
La plupart des réactions chimiques sont réversibles, elles peuvent donc se dérouler dans les deux sens. Pour l'indiquer, deux flèches sont représentées, qui indiquent les deux directions. Les réactions réversibles atteignent un point d'équilibre, dans lequel les vitesses dans les deux sens sont égales, mais cet équilibre peut être fortement déplacé d'un côté. Dans cet exemple, la quantité totale de N₂, H₂ et NH₃ ne change pas après avoir atteint l'état d'équilibre, alors que NH₃ est la molécule la plus abondante.
Catalyseurs
Certaines réactions sont influencées par des catalyseurs. Ces substances affectent la vitesse des réactions chimiques sans être consommées dans le processus, mais elles n'influencent pas l'équilibre spécifique d'une réaction. Les catalyseurs facilitent les réactions en diminuant l'énergie d'activation spécifique (Eₐ) et en aplatissant ainsi le profil énergétique d'une réaction chimique, comme illustré. Des protéines spécifiques, appelées enzymes, sont des catalyseurs biologiques importants qui agissent dans des voies biochimiques distinctes.
Il est important de comprendre que les enzymes, et les catalyseurs en général, ne changent pas l'équilibre d'une réaction chimique. En gros, ils ne font que "diminuer la friction" et aident à atteindre cet équilibre beaucoup plus rapidement. Cela signifie que la direction de la réaction est toujours déterminée par le rapport des molécules de chaque côté de l'équation.
La section suivante aborde les parties de molécules qui ont une importance particulière pour les réactions chimiques.
