Reaktyvumo apibrėžimas chemijoje

Chemijoje reaktyvumas yra tai, kaip lengvai medžiaga išgyvena a cheminė reakcija. Reakcija gali vykti atskirai arba su kitais atomais ar junginiais, paprastai išsiskiriant energijai. Labiausiai reaguojantys elementai ir junginiai gali užsidegti savaime arba sprogiai. Paprastai jie dega vandenyje, taip pat ore yra deguonis. Reaktyvumas priklauso nuo to temperatūra. Pakilus temperatūrai, padidėja cheminei reakcijai reikalinga energija, paprastai ji tampa didesnė.

Kitas reaktyvumo apibrėžimas yra tas, kad tai yra cheminių reakcijų ir jų tyrimų mokslinis tyrimas kinetika.

Elementų organizavimas Periodinė elementų lentelė leidžia numatyti reaktyvumą. Ir labai elektropozitinis, ir labai elektroneigiami elementai turi stiprų polinkį reaguoti. Šie elementai yra viršutiniame dešiniajame ir kairiajame periodinės lentelės kampuose ir tam tikrose elementų grupėse. halogenai, šarminiai metalai ir šarminių žemių metalai yra labai reaktyvūs.

• Labiausiai reaguojantis elementas yra fluoras, pirmasis halogeno grupės elementas.
instagram viewer
• Labiausiai reaguojantis metalas francio, paskutinis šarminis metalas (ir brangiausias elementas). Tačiau francis yra nestabilus radioaktyvus elementas, randamas tik nedideliais kiekiais. reaktyviausias metalas kuris turi stabilų izotopą, yra cezis, esantis tiesiai virš periodinio stalo francio.
• Mažiausiai reaguojantys elementai yra tauriųjų dujų. Šioje grupėje helis yra mažiausiai reaktyvus elementas, nesudarantis stabilių junginių.
• Metalas gali turėti kelias oksidacijos būsenas ir linkęs į vidutinį reaktyvumą. Metalai, kurių mažas reaktyvumas, yra vadinami taurieji metalai. Mažiausiai reaguojantis metalas yra platina, po jos eina auksas. Dėl mažo reaktyvumo šie metalai lengvai netirpsta stipriose rūgštyse. Vandens regija, azoto rūgšties ir druskos rūgšties mišinys, naudojamas ištirpinti platiną ir auksą.

Medžiaga reaguoja, kai cheminės reakcijos metu susidarę produktai turi mažesnę energiją (didesnį stabilumą) nei reagentai. Energijos skirtumą galima numatyti naudojant valentinių ryšių teoriją, atominių orbitų teoriją ir molekulinių orbitalių teorijas. Iš esmės tai sietina su elektronų stabilumu juose orbitalės. Nesuderinti elektronai, kurių palyginamose orbitose nėra elektronų, greičiausiai sąveikauja su kitų atomų orbitomis, sudarydami cheminius ryšius. Nesuderinti elektronai, kurių išsigimusios orbitos yra pusiau užpildytos, yra stabilesnės, tačiau vis tiek reaktyvios. Mažiausiai reaktyvūs atomai yra tie, kurių orbitalių rinkinys yra užpildytas (oktetas).

Atomų elektronų stabilumas lemia ne tik atomo reaktyvumą, bet ir jo valentingumą bei cheminių ryšių tipą, kurį jis gali sudaryti. Pvz., Anglies valentas paprastai yra 4 ir sudaro 4 jungtis, nes jos pradinės būklės valentų elektronų konfigūracija yra pusiau užpildyta per 2s² 2p². Paprastas reaktyvumo paaiškinimas yra tas, kad jis didėja lengvai priimant ar dovanojant elektroną. Anglies atveju atomas gali priimti 4 elektronus, kad užpildytų savo orbitalę, arba (rečiau) paaukoti keturis išorinius elektronus. Nors modelis grindžiamas atominiu elgesiu, tas pats principas galioja ir jonams bei junginiams.

Reaktyvumui turi įtakos fizinės mėginio savybės, jo cheminis grynumas ir kitų medžiagų buvimas. Kitaip tariant, reaktyvumas priklauso nuo konteksto, kuriame žiūrima į medžiagą. Pvz., Kepimo soda ir vanduo nėra ypač reaktyvūs kepimo soda ir actas lengvai reaguoja susidaryti anglies dioksido dujoms ir natrio acetatui.

Dalelių dydis turi įtakos reaktyvumui. Pavyzdžiui, kukurūzų krakmolo krūva yra palyginti inertiška. Jei krakmolui liečiama tiesioginė liepsna, sunku pradėti degimo reakciją. Tačiau jei kukurūzų krakmolas garinamas, kad susidarytų dalelių debesis, jis lengvai užsidega.

Kartais terminas reaktyvumas taip pat naudojamas apibūdinti, kaip greitai medžiaga reaguos, ar cheminės reakcijos greitį. Pagal šį apibrėžimą reagavimo galimybė ir reakcijos greitis yra susiję vienas su kitu greičio įstatymu:

Kai greitis yra molinės koncentracijos per sekundę pokytis greitį nustatančiame reakcijos etape, k yra reakcijos konstanta (nepriklauso nuo koncentracija), o [A] yra reagentų molinės koncentracijos, padidintos pagal reakcijos tvarką (kuri yra viena, bazinėje bazėje, sandauga) lygtis). Pagal lygtį, kuo didesnis junginio reaktyvumas, tuo didesnė jo vertė k ir greitis.

Kartais rūšis, kurios mažai reaguoja, vadinamos „stabiliomis“, tačiau reikėtų pasirūpinti, kad kontekstas būtų aiškus. Stabilumas taip pat gali reikšti lėtą radioaktyvųjį skilimą arba elektronų perėjimą iš sužadintos būsenos į mažiau energetinius lygius (kaip ir liuminescencijos metu). Nereaktyvi rūšis gali būti vadinama „inertiška“. Tačiau dauguma inertiškų rūšių medžiagų reaguoja tinkamomis sąlygomis, sudarydamos kompleksus ir junginius (pvz., Tauriųjų dujų, kurių atominis skaičius didesnis).