Процеси перетворення, які протікають в хімічній речовині або в сумішах різних речовин, представляють собою хімічні реакції.
При протіканні хімічних реакцій завжди утворюються нові речовини.
Хімічні реакції виявляють і характеризують хімічні властивості даної речовини.
Вихідні речовини, взяті для проведення хімічної реакції, називаються реагентами, а речовини, які утворилися в результаті протікання хімічної реакції називають продукти реакції. В загальному вигляді хімічна реакція зображується так:
РЕАГЕНТИ → ПРОДУКТИ
Приклад. При нагріванні магнію (сріблясто-білий метал) в молекулярному кисні (безбарвний газ) утворюється магнію (ІІ) оксид (білий порошок):
2Mg + O2 → 2MgO
Хімічні реакції завжди супроводжуються фізичними явищами або ефектами.
Ознаки хімічних реакцій:
- Виділення або поглинання енергії. Наприклад виділення тепла і (або) світла, або навпаки поглинання тепла – охолодження системи;
- Зміна забарвлення;
- Виділення газу, поява запаху;
- Утворення або зникнення осаду при додаванні реагентів.
За наявністю вказаних фізичних ефектів можна припустити, що відбувається хімічна реакція.
Хімічні процеси, що протікають в речовині, відрізняються і від фізичних процесів, і від ядерних перетворень. У фізичних процесах властивності речовин та їх хімічний склад залишаються, але можуть змінити зовнішню форму або агрегатний стан.
Приклади найбільш поширених фізичних процесів: обробка різанням (стругання, точіння, фрезерування, пиляння та ін.), пресування, згинання, волочіння, витягування та ін.; дроблення (розмелювання, пульверизація та ін.); змішування (перемішування, спікання, розчинення і ін.); поділ (декантація, фільтрування, центрифугування, дистиляція і ін.); зміна агрегатного стану (плавлення і затвердіння, випаровування або кипіння і конденсація, сублімація і десублімація).
В хімічних процесах (хімічних реакціях) утворюються нові речовини з відмінними від реагентів властивостями, але ніколи не утворюються атоми інших хімічних елементів. В атомах які беруть участь у хімічній реакції обов’язково відбуваються видозміни електронної оболонки, але склад ядер атомів залишається незмінним.
В ядерних реакціях відбуваються зміни в складі атомних ядер, що призводить до утворення атомів інших елементів.
За допомогою хімічних реакцій можна отримувати необхідні речовини, які в природі знаходяться в обмежених кількостях, наприклад азотні добрива, або взагалі не зустрічаються в природі, наприклад сульфаміди та інші синтетичні лікарські препарати, поліетилен і інші пластмаси.
Хімія дозволяє синтезувати нові, невідомі природі речовини, необхідні для життєдіяльності людини. Водночас інтенсивний хімічний вплив на навколишнє середовище і на природні процеси може призвести до порушення природних хімічних циклів, що робить актуальною екологічну проблему (забруднення навколишнього середовища) і ускладнює завдання раціонального використання природних ресурсів і збереження природного середовища на Землі. З іншого боку, впродовж історичного розвитку Землі, на планеті неодноразово відбувалися як поступові, так і раптові (наприклад падіння атероїдів, землетруси, віверження і ін.) зміни навколичнього середовища, як локального, так і глобального масштабу. В наслідок таких історичних кліматичних змін вимирали види. Проте, жива природа має здатність пристосовуватись до змін і виживати.