Reaktionstyper

En vanlig reaktionsformel beskriver reaktanter (till vänster om pilen) och produkter (till höger om pilen). För reaktioner mellan jonföreningar är detta en ganska bra beskrivning av vad som händer, men för organiska föreningar sker ofta reaktionerna med mellansteg och med samma reaktanter kan det bli flera olika produkter. Nedan beskrivs några olika organiska reaktionstyper med enkla exempel. För att förstå den organiska kemin är det viktigt att lära sig känna igen dessa reaktionstyper. 

Substitution

En atom eller en atomgrupp byts ut mot en annan atom eller atomgrupp. En substitutuinsreaktion kan ske på olika sätt med olika mellansteg, men resultatet är alltid det samma – en ny molekyl med lägre energiinnehåll.

Här visas hur den elektronegativa hydroxidjonen attackerar det centrala kolet och stöter bort kloret – som tar med sig en elektron och bildar en kloridjon. Hydroxidjonen tar dess plats.

Addition

Villkoret för en additionsreaktion är att det finns minst en dubbel- eller trippelbindning i ursprungsmolekylen (omättat kolväte). Elektronegativa atomer eller molekyler kan då bryta dubbel- eller trippelbindningen och binda till de båda kolatomerna.

Vid addition av en asymetrisk molekyl, till exempel HBr, till ett omättat kolväte säger Markovnikovs regel att den elektropositiva delen (i detta fall vätet) sätter sig på det kol där det är flest väten.

Elimination

Detta kan ses som motsatsen till addition – atomer eller atomgrupper avlägsnas från molekylen och dubbel-eller trippelbindningar bildas. 

I exemplet ovan attackerar den elektronegativa hydroxidjonen det centrala kolet och stöter bort kloret – som tar med sig en elektron. Hydroxidjonen tar upp ett väte (som tar med sig sin  elektron) och bildar vatten, vilket ger en dubbelbindning.

Kondensation

Här kopplas två eller flera molekyler samman under avspjälkning av små molekyler, oftast vatten. Esterbildning är ett bra exempel på detta.

Bilden visar hur etyletanoat bildas ur etanol och etansyra under avspjälkande av vatten.

Hydrolys

Hydrolys är kondensationens motsats – här sönderdelas en molekyl och vatten tas upp.

Bilden visar hur etanol och etansyra bildas ut etyletanoat under upptagande av vatten.

Radikaler

En radikal är en atom eller molekyl som har en oparad elektron. Dessa är alltid mycket reaktiva och bildar oftast snabbt nya föreningar. De flesta har kort livslängd och förekommer då som mellansteg i de kemiska reaktionerna. Många radikaler ger upphov till kedjereaktioner, som när de väl är igång fortsätter så länge det finns reaktanter. Processen konkurrerar med kedjebrytande reaktioner, vilka innebär  att radikalerna förbrukas.

Kedjebrytande reaktioner ger inga nya radikaler, så kedjereaktionerna stoppas.

Polymerisation

Vid en polymerisation slår sig flera mindre molekyler samman till större enheter. Reaktionsprodukten kallas polymer och reaktanten monomer. Polymerisation är mycket viktiga tillverkningsprocesser för alla plaster.

Vid tillverkning av polyeten bryts först dubbebindningarna. Detta ger etenradikaler som sedan binder till varandra i mycket långa kedjor. Polyeten är en av våra vanligaste plaster med mycket brett användningsområde. Polyeten är ett exempel på en termoplast – eftersom det inte finns några tvärbindningar mellan polymererna smälter plasten om den värms upp och stelnar åter när den kyls.

Fenolplast (Bakelit) är ett exempel på en härdplast. Vid härdning (tillsats av härdare eller värme) bildas ett tredimensionellt nätverka som inte kan brytas upp igen. Bindningarna med pilar innebär att molekylen fortsätter.

Fler reaktionstyper

De ovan beskriva reaktionstyperna är unika för den organiska kemin. Organiska molekyler kan även förekomma i redoxreaktioner, till exempel förbränning, och syra-bas-reaktioner, men dessa beskrivs på annan plats.