主な違い – 置換反応と二重置換え反応
置換反応は、反応性の高い化学種が存在する場合に起こります。
非常に反応性の高い化学種は、化合物のアニオンやカチオンを置き換えることができる。
この置換は反応性系列に従って行われる。
反応度系列とは、反応性の高い元素から反応性の低い元素の順に並べたもので、反応性の高い元素から反応性の低い元素の順に並べたものです。
したがって、ある元素が他の元素を置換する能力について知ることができる。
この変位には、単一変位と二重変位があります。
置換反応と二重置換反応の主な違いは、置換反応では1つの化学種が置換されるのに対し、二重置換反応では2つの化学種が置換されることである。
変位反応とは何か
置換反応とは、分子内の化学種を別の化学種で置き換えることによって起こる化学反応です。
置換反応は、化合物中に存在するカチオンやアニオンに対して高い結合親和性を持つ、より反応性の高い化学種が存在する場合に起こります。
反応種は、金属元素、アニオン、カチオンのいずれでもよい。
置換反応の一般的な形式は次のようになる。
a-b + c → a-c + b
上記の反応では、A-B分子のBがCに置き換わっている。
したがって、CはBよりも反応性の高い化学種です。
置換反応を完了させるには、AがBとCの両方に対して結合親和性を持つ必要がある。
BとCは金属元素、アニオン、カチオンのいずれでもよい。
置換される元素は反応性系列を見ることで予測できる。
反応度系列とは、反応性の高い元素から低い元素の順に分類したリストです。
したがって、そのリストの上位にある元素は下位にある元素よりも反応性が高い。
そして、下段にある元素は上段にある元素に容易に置き換えることができる。
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
上の反応は、H+カチオンがZn金属によって置換される様子を示しています。
ここでは、ZnはCl-アニオンと結合しています。
置換反応は、化合物からハロゲンを置換する際によく使われます。
ハロゲンの反応性はF>Cl>Br>Iの順で高くなります。
つまり、最も反応性が高いのはフッ素で、最も反応性が低いのはヨウ素です。
したがって、NaBr溶液からBr2液を得る必要がある場合、Cl2(g)を気化させ、分離法を用いて臭素液を分離することができる。
その反応を以下に示す。
NaBr(aq) + Cl2(g) → NaCl(aq) + Br2(aq)
化合物に最も反応性の低い元素を加えても、変位は起こりません。
例えば、金（Au）は反応性の低い金属なので、塩酸のような酸にも反応しない。
水にナトリウムを加えると、爆発的な反応を示す。
これはナトリウムの反応性の高さによるものです。
ナトリウムは水と反応し、水酸化ナトリウム（NaOH）と水素ガス（H2）を生成します。
そこで、ナトリウムはH-OH（水分子）からH+を置き換えます。
ダブルディスプレースメント反応とは
二重置換反応とは、2つの異なる分子間で2つのイオン種が交換される化学反応です。
生成物は新しい化合物であり、液体でも固体でもよい。
この種の反応の一般的な形式を以下に示す。
p-q + r-s → p-s + r-q
反応物のイオン間の結合が切れ、新しい結合が形成される。
この結合には、イオン結合と共有結合があります。
沈殿反応、酸塩基反応、アルキル化反応などが二重置換反応のよい例です。
Li2SO4(aq) + BaCl2(aq) → 2LiCl(aq) + BaSO4(s)となります。
溶液からバリウムを取り出したい場合は、硫酸リチウムを加えればいいのです。
すると、白い沈殿物である硫酸バリウム(BaSO4)が生成されます。
ここでは、SO42-イオンが塩化バリウム（BaCl2）のCl-イオンと交換されたことになります。
二重置換反応の多くは、沈殿物を形成します。
図2：水酸化ナトリウムと塩酸の中和反応
このような二重変位反応は、酸塩基反応でもよく見られます。
これを中和反応と呼びます。
例えば、NaOH(水酸化ナトリウム)とHCl(塩酸)の反応は、二重変位が起こる中和反応です。
NaOH(aq)＋HCl(aq)→NaCl(aq)＋H2O(l)となります。
上記の反応では、Cl-イオンがOH-イオンと交換されます。
新しい生成物は塩化ナトリウム(NaCl)と水分子(H2O)です。
変位反応と二重変位反応の違い
定義
置換反応。
置換反応とは、分子内の化学種が別の化学種に置き換わる化学反応のことである。
ダブルディスプレースメント反応。
二重置換反応とは、2つの異なる分子間で2つのイオン種が交換される化学反応です。
変位
置換反応。
置換反応では、一方の化学種が置換される。
ダブルディスプレースメント反応。
2つの化学種が置換される反応。
交換
置換反応。
置換反応では、1つの化学種が置換される。
ダブルディスプレースメント反応。
二重置換反応：2つの化学種が置換される反応。
反応性
変位反応。
化学種の反応性に基づいて起こる置換反応。
ダブルディスプレースメント反応。
交換性イオンが化合物に含まれる場合に起こる。
結論
二重置換反応は、置換反応の一種である。
どちらの反応でも、置換と交替が同時に起こる。
置換反応と二重置換反応の主な違いは、置換反応では1つの化学種が置換されるのに対し、二重置換反応では2つの化学種が置換されることです。
