Opredelitev reaktivnosti v kemiji

V kemiji je reaktivnost merilo, kako hitro je podvržena snov kemijska reakcija. Reakcija lahko vključuje snov samostojno ali z drugimi atomi ali spojinami, ki jih na splošno spremlja sproščanje energije. Najbolj reaktivni elementi in spojine se lahko vnamejo spontano ali eksplozivno. Na splošno gorijo v vodi, pa tudi kisik v zraku. Reaktivnost je odvisna temperatura. Zvišanje temperature povečuje energijo, ki je na voljo za kemično reakcijo, ponavadi je to bolj verjetno.

Druga opredelitev reaktivnosti je, da gre za znanstveno preučevanje kemijskih reakcij in njihovih kinetika.

Organizacija elementov na periodična tabela omogoča napovedi glede reaktivnosti. Tako zelo elektropozitivno in visoko elektronegativni elementi imajo močno nagnjenost k odzivanju. Ti elementi so nameščeni v zgornjem desnem in spodnjem levem kotu občasne tabele in v določenih skupinah elementov. The halogeni, alkalijske kovine in zemeljsko-zemeljske kovine so visoko reaktivne.

• Najbolj reaktiven element je fluor, prvi element v skupini s halogeni.
instagram viewer
• Najbolj reaktivna kovina je francij, zadnja alkalna kovina (in najdražji element). Vendar je francij nestabilen radioaktivni element, ki ga najdemo le v sledovih. The najbolj reaktivna kovina ki ima stabilen izotop je cezij, ki se nahaja neposredno nad francijem na periodični tabeli.
• Najmanj reaktivni elementi so žlahtni plini. Znotraj te skupine je helij najmanj reaktiven element, ki ne tvori stabilnih spojin.
• Kovina ima lahko več oksidacijskih stanj in ima ponavadi vmesno reaktivnost. Kovine z nizko reaktivnostjo se imenujejo žlahtne kovine. Najmanj reaktivna kovina je platina, sledi ji zlato. Te kovine se zaradi svoje nizke reaktivnosti ne raztopijo v močnih kislinah. Aqua regia, mešanica dušikove kisline in klorovodikove kisline se uporablja za raztapljanje platine in zlata.

Snov reagira, kadar imajo produkti, nastali v kemijski reakciji, nižjo energijo (večjo stabilnost) kot reaktanti. Razliko v energiji je mogoče predvideti s teorijo valenčnih vezi, atomsko orbitalno teorijo in teorijo molekularne orbite. V bistvu se spušča do stabilnosti elektronov v njih orbitale. Pri parih elektronih, ki nimajo elektronov v primerljivih orbitalah, najverjetneje medsebojno delujejo orbitali drugih atomov in tvorijo kemične vezi. Nepovezani elektroni z napol napolnjenimi orbitali so bolj stabilni, vendar še vedno reaktivni. Najmanj reaktivni atomi so tisti z napolnjenim nizom orbitalov (oktet).

Stabilnost elektronov v atomih ne določa le reaktivnosti atoma, temveč tudi njegovo valenco in vrsto kemijskih vezi, ki jih lahko tvori. Na primer, ogljik ima navadno valenco 4 in tvori 4 vezi, ker je njegova valenčna elektronska konfiguracija napol napolnjena pri 2s² 2p². Preprosta razlaga reaktivnosti je, da se poveča z lahkoto sprejema ali darovanja elektrona. V primeru ogljika lahko atom sprejme 4 elektrone za zapolnitev svoje orbite ali (manj pogosto) darovanje štirih zunanjih elektronov. Medtem ko model temelji na atomskem obnašanju, velja isto načelo za ione in spojine.

Na reaktivnost vplivajo fizikalne lastnosti vzorca, njegova kemična čistost in prisotnost drugih snovi. Z drugimi besedami, reaktivnost je odvisna od konteksta, v katerem se snov gleda. Soda bikarbona in voda na primer nista posebej reaktivni pecilna soda in kis hitro reagirata tvori plin ogljikov dioksid in natrijev acetat.

Velikost delcev vpliva na reaktivnost. Na primer, kup koruznega škroba je relativno inerten. Če na škrob uporabimo neposreden plamen, je težko sprožiti zgorevalno reakcijo. Če pa koruzni škrob uparimo, da nastane oblak delcev, ga zlahka vžge.

Včasih se izraz reaktivnost uporablja tudi za opis hitrosti reagiranja materiala ali hitrosti kemične reakcije. V skladu s to opredelitvijo sta možnost odziva in hitrost reakcije medsebojno povezana z zakonom o hitrosti:

Kjer je hitrost sprememba molarne koncentracije na sekundo v koraku reakcije, ki določa hitrost, je k reakcijska konstanta (neodvisno od koncentracija) in [A] je produkt molarne koncentracije reaktantov, dvignjenih v reakcijski vrstni red (ki je v osnovnem enačba). Po enačbi je višja reaktivnost spojine, večja je njena vrednost za k in hitrost.

Včasih se vrsta z nizko reaktivnostjo imenuje "stabilna", vendar je treba paziti, da je kontekst jasen. Stabilnost se lahko nanaša tudi na počasno radioaktivno razpadanje ali na prehod elektronov iz vzbujenega stanja v manj energijske ravni (kot pri luminiscenci). Nereaktivno vrsto lahko imenujemo "inertna". Vendar večina inertnih vrst dejansko reagira v pravih pogojih in tvori komplekse in spojine (npr. Žlahtni plini z večjim atomskim številom).