Definicja reaktywności w chemii

W chemii reaktywność jest miarą tego, jak łatwo substancja podlega Reakcja chemiczna. Reakcja może obejmować samą substancję lub inne atomy lub związki, czemu zwykle towarzyszy uwolnienie energii. Najbardziej reaktywne pierwiastki i związki mogą ulec samozapłonowi lub wybuchowi. Na ogół palą się w wodzie, a także w powietrzu w powietrzu. Reaktywność zależy od temperatura. Rosnąca temperatura zwiększa energię dostępną dla reakcji chemicznej, zwykle zwiększając jej prawdopodobieństwo.

Inną definicją reaktywności jest to, że jest to naukowe badanie reakcji chemicznych i ich reakcji kinetyka.

Organizacja elementów w Internecie układ okresowy pozwala na przewidywania dotyczące reaktywności. Zarówno wysoce elektrododatni, jak i wysoce elementy elektroujemne mieć silną tendencję do reagowania. Elementy te znajdują się w prawym górnym i lewym dolnym rogu układu okresowego oraz w niektórych grupach elementów. The halogeny, metale alkaliczne i metale ziem alkalicznych są wysoce reaktywne.

• Najbardziej reaktywnym elementem jest fluor, pierwszy element w grupie halogenowej.
• Najbardziej reaktywnym metalem jest wapń, ostatni metal alkaliczny (i najdroższy element). Jednak wapń jest niestabilnym pierwiastkiem radioaktywnym, występującym tylko w śladowych ilościach. The najbardziej reaktywny metal stabilnym izotopem jest cez, który znajduje się bezpośrednio nad wapniem w układzie okresowym pierwiastków.
• Najmniej reaktywne elementy to Gazy szlachetne. W tej grupie hel jest najmniej reaktywnym pierwiastkiem, nie tworząc stabilnych związków.
• Metal może mieć wiele stanów utlenienia i mieć tendencję do pośredniej reaktywności. Nazywa się metale o niskiej reaktywności metale szlachetne. Najmniej reaktywnym metalem jest platyna, a następnie złoto. Ze względu na niską reaktywność metale te nie rozpuszczają się łatwo w mocnych kwasach. Aqua regia, mieszanina kwasu azotowego i kwasu solnego służy do rozpuszczenia platyny i złota.

Substancja reaguje, gdy produkty powstałe w wyniku reakcji chemicznej mają niższą energię (wyższą stabilność) niż reagenty. Różnicę energii można przewidzieć za pomocą teorii wiązań walencyjnych, teorii atomowych orbit i teorii molekularnych. Zasadniczo sprowadza się do stabilności elektronów w nich orbitale. Niesparowane elektrony bez elektronów na porównywalnych orbitach najprawdopodobniej będą oddziaływać z orbitalami innych atomów, tworząc wiązania chemiczne. Niesparowane elektrony ze zdegenerowanymi orbitalami, które są w połowie wypełnione, są bardziej stabilne, ale nadal reaktywne. Najmniej reaktywne atomy to te z wypełnionym zestawem orbitali (oktet).

Stabilność elektronów w atomach determinuje nie tylko reaktywność atomu, ale także jego wartościowość i rodzaj wiązań chemicznych, które może on tworzyć. Na przykład węgiel zwykle ma wartość 4 i tworzy wiązania 4, ponieważ jego konfiguracja elektronowa walencyjna w stanie podstawowym jest wypełniona do połowy w ciągu 2 s² 2szt². Prostym wyjaśnieniem reaktywności jest to, że zwiększa się ona wraz z łatwością przyjmowania lub przekazywania elektronu. W przypadku węgla atom może albo przyjąć 4 elektrony, aby wypełnić orbitę, albo (rzadziej) przekazać cztery zewnętrzne elektrony. Podczas gdy model opiera się na zachowaniu atomowym, ta sama zasada dotyczy jonów i związków.

Na reaktywność mają wpływ właściwości fizyczne próbki, jej czystość chemiczna i obecność innych substancji. Innymi słowy, reaktywność zależy od kontekstu, w którym oglądana jest substancja. Na przykład soda oczyszczona i woda nie są szczególnie reaktywne soda oczyszczona i ocet łatwo reagują z wytworzeniem gazowego dwutlenku węgla i octanu sodu.

Rozmiar cząstek wpływa na reaktywność. Na przykład stos skrobi kukurydzianej jest stosunkowo obojętny. Jeśli ktoś zastosuje bezpośredni płomień do skrobi, trudno jest zainicjować reakcję spalania. Jeśli jednak skrobia kukurydziana jest odparowywana, tworząc chmurę cząstek, to ona łatwo zapala się.

Czasami termin reaktywność stosuje się również do opisania szybkości reakcji materiału lub szybkości reakcji chemicznej. Zgodnie z tą definicją szansa na reakcję i szybkość reakcji są powiązane ze sobą przez prawo szybkości:

Gdzie szybkość jest zmianą stężenia molowego na sekundę w etapie determinującym szybkość reakcji, k jest stałą reakcji (niezależną od stężenie), a [A] jest iloczynem stężenia molowego reagentów podniesionego do rzędu reakcji (który jest jeden, w zasadzie równanie). Zgodnie z równaniem, im wyższa reaktywność związku, tym wyższa jest jego wartość k i szybkość.

Czasami gatunek o niskiej reaktywności nazywany jest „stabilnym”, ale należy zachować ostrożność, aby wyjaśnić kontekst. Stabilność może również odnosić się do powolnego rozpadu radioaktywnego lub przejścia elektronów ze stanu wzbudzonego do poziomów mniej energetycznych (jak w luminescencji). Gatunek nieaktywny można nazwać „obojętnym”. Jednak większość obojętnych gatunków faktycznie reaguje w odpowiednich warunkach, tworząc kompleksy i związki (np. Gazy szlachetne o większej liczbie atomowej).