Réaction chimique
Les réactions chimiques provoquent un changement de la nature chimique de la matière. Sont donc exclues les transformations purement physiques comme les changements d'état (fusion, solidification, évaporation, ébullition), l'usure, l'érosion et la rupture. Une réaction peut dégager de l'énergie (en général sous forme de chaleur, mais aussi de la lumière), elle est alors une réaction exothermique. Elle peut nécessiter un apport d'énergie, sous forme de chaleur (donc « produire du froid ») ou de lumière, elle est alors une réaction endothermique. D'une manière générale, une réaction ne peut avoir lieu que si certaines conditions sont réunies (présence de tous les réactifs, conditions de température, de pression, de lumière). Certaines réactions nécessitent ou sont facilitées par la présence d'une substance chimique, appelée catalyseur, qui n'est pas consommée par la réaction. Classiquement, les réactions chimiques impliquent des changements qui concernent le mouvement des électrons, la formation et la rupture des liaisons chimiques. Cependant, le concept général d'une réaction chimique, en particulier la notion d'équation chimique, est aussi applicable aux transformations élémentaires des particules et des réactions nucléaires. En chimie organique, diverses réactions chimiques sont combinées dans la synthèse chimique afin d'obtenir le produit désiré. En biochimie, des séries de réactions chimiques catalysées par des enzymes forment les voies métaboliques, par lesquelles des synthèses et les décompositions d'habitude impossibles sont exécutées dans une cellule.
Réaction en cascade
Dans les réactions en cascade, l'isolement des intermédiaires n'est pas nécessaire, car chaque réaction qui compose la séquence se produit spontanément. Dans la définition la plus stricte du terme, les conditions réactionnelles ne changent pas lors des étapes consécutives d'une réaction en cascade et aucun nouveau réactif n'est ajouté après l'étape initiale. En revanche, les synthèses monotopes permettent de manière similaire d'effectuer au moins deux réactions consécutives sans aucun isolement d'intermédiaires, mais n'empêchent pas l'ajout de nouveaux réactifs ou de changer les conditions réactionnelles après la première réaction. Ainsi, toute réaction en cascade est également une synthèse monotope, alors que l'inverse n'est pas vrai. Bien que souvent composées uniquement de transformations intramoléculaires, les réactions en cascade peuvent également se produire de manière intermoléculaire, auquel cas elles appartiennent également à la catégorie des réactions multicomposants.