תגובת התחלופה, כל אחד מסוגי התגובות הכימיות בהן מוחלף אטום, יון או קבוצת אטומים או יונים במולקולה על ידי אטום, יון או קבוצה אחרת. דוגמא לכך היא התגובה בה אטום הכלור במולקולת הכלורמתן נעקר על ידי היון ההידרוקסיד ויוצר מתנול:
מתחם תיאום: החלפה
אחת התגובות הכלליות ביותר המוצגות על ידי תרכובות קואורדינציה היא זו של החלפה או החלפה של ליגנד אחד על ידי אחר.
CH 3 Cl + - OH → CH 3 OH + Cl -
אם האטום הכלור נעקר על ידי קבוצות אחרות - כגון יון הציאניד (- CN), יון האתוקסיד (C 2 H 5 O -) או יון ההידרוסולפיד (HS -) - כלורמתן הופך בהתאמה לאצטוניטריל (CH 3 CN), מתיל אתיל אתר (CH 3 OC 2 H 5), או מתנתיול (CH 3 SH). לפיכך, תרכובת אורגנית כמו אלקיל הליד יכולה לעורר סוגים רבים של תרכובות אורגניות על ידי תגובות החלפה עם ריאגנטים מתאימים.
תגובות ההחלפה מחולקות לשלוש מחלקות כלליות, תלוי בסוג האטום או בקבוצה המשמשים כתחליף. באחד, התחליף הוא עשיר באלקטרונים ומספק את צמד האלקטרונים לקשר עם המצע (המולקולה שהופכת). תגובה מסוג זה ידועה כתחליף נוקלאופילי. דוגמאות לריגנטים נוקלאופיליים הם אניוני ההלוגן (Cl -, Br -, I -), אמוניה (NH 3), קבוצת ההידרוקסיל, קבוצת האלוקוקסי (RO -), קבוצת הסיאנו וקבוצת ההידרוסולפיד. בסוג השני של תגובת התחלופה, התחליף חסר באלקטרונים, וזוג האלקטרונים להדבקה עם המצע מגיע מהמצע עצמו. תגובה זו ידועה כתחליף אלקטרופילי. דוגמאות למינים אלקטרופיליים הם יון ההידרוניום (H 3 O +), הלידי המימן (HCl, HBr, HI), היון ניטרוניום (NO 2 +), וטריפיד גופרית (SO 3). מצעים של נוקלאופילים הם בדרך כלל הלידים אלקיליים, בעוד שתרכובות ארומטיות הן בין המצעים החשובים ביותר של אלקטרופילים. המחלקה השלישית של החלפות כוללת תגובות של רדיקלים חופשיים עם מצעים מתאימים. דוגמאות לריגנטים קיצוניים הם רדיקלי ההלוגן והמינים המכילים חמצן שמקורם בתרכובות פרוקסי.
