Αντιδραστικότητα:Ορισμός, Παράγοντες και Συχνές Ερωτήσεις

Αντιδραστικότητα

Τα στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα δείχνουν διάφορες τάσεις. Αυτές οι τάσεις χωρίζονται ευρέως σε δύο κατηγορίες, δηλαδή, φυσικές ιδιότητες και χημικές ιδιότητες. Υπάρχουν πολλά παρατηρήσιμα μοτίβα στις φυσικές και χημικές ιδιότητες των στοιχείων καθώς κινούμαστε σε μια περίοδο ή προς τα κάτω σε μια ομάδα στον Περιοδικό Πίνακα.

Όπως ορισμένα στοιχεία δείχνουν περισσότερη συγγένεια για να σχηματίσουν δεσμούς με άλλα, ενώ μερικά δεν δείχνουν καμία συγγένεια. Γιατί όμως συμβαίνει; Και ποια είναι αυτή η συγγένεια; Πώς ποικίλλει η αντιδραστικότητα στον Περιοδικό Πίνακα;

Σε αυτήν την ενότητα, θα συζητήσουμε την αντιδραστικότητα και τις τάσεις των στοιχείων στον Περιοδικό Πίνακα.

Τι είναι η Αντιδραστικότητα;

Γενικά, ο ορισμός της αντιδραστικότητας είναι ο βαθμός στον οποίο μια ουσία παρουσιάζει χημική αλλαγή όταν αναμιγνύεται με μια άλλη ουσία. Είναι μια μέτρηση του πόσο μια ουσία αντιδρά με άλλες. Η επιστημονική μελέτη των χημικών αλλαγών και της κινητικής τους είναι μια άλλη μορφή ορισμού της αντιδραστικότητας.

Αντιδραστικότητα στη Χημεία

Η αντιδραστικότητα στη Χημεία αναφέρεται στον ρυθμό με τον οποίο μια χημική ουσία υφίσταται μια χημική αντίδραση στο χρόνο. Είναι μια σχετική τάση ενός στοιχείου να κερδίσει ή να χάσει ένα ηλεκτρόνιο(α) κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης.

Στις καθαρές ενώσεις, η αντιδραστικότητα ελέγχεται από τις φυσικές ιδιότητες του δείγματος. Ενώ βρίσκεται σε ένα μείγμα, εξαρτάται από τη χημική φύση των ατόμων που υπάρχουν σε αυτό.

Η αντιδραστικότητα στη Χημεία μετρά πόσο οικειοθελώς μια ουσία βιώνει μια χημική αλλαγή. Αυτή η αλλαγή μπορεί να συμβεί μεταξύ των ίδιων, είτε στο ίδιο μόριο είτε μέσα σε διαφορετικά άτομα ή μόρια. Γενικά, αυτή η αλλαγή ακολούθησε την απώλεια ενέργειας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Στοιχεία υψηλής αντίδρασης όπως F, N, O, Na, K, κ.λπ., μπορούν να αντιδράσουν έντονα κατά τη διάρκεια της χημικής διαδικασίας. Μερικές φορές, μπορεί να προκαλέσουν εκρηκτικές αντιδράσεις και είναι πολύ αντιδραστικά στη χημεία. Ως εκ τούτου, για να απαντηθεί το ερώτημα τι είναι η αντιδραστικότητα, μπορεί να αναφερθεί ως πόσο πιθανό ή έντονα είναι ένα άτομο να αντιδράσει με άλλες ουσίες.

Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η αντιδραστικότητα

Η χημική αντιδραστικότητα, ή απλά η αντιδραστικότητα, εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Μερικά από αυτά συζητούνται παρακάτω:

1. Μέγεθος του ατόμου:

Το μέγεθος ενός ατόμου γενικά θεωρείται ως η απόσταση μεταξύ των ηλεκτρονίων του εξωτερικού κελύφους και του πυρήνα, δηλαδή η ακτίνα του ατόμου.

Όσο μεγαλύτερη είναι η ατομική ακτίνα, τόσο μικρότερη είναι η αντιδραστικότητα ενός στοιχείου. Είναι επειδή όταν τα ηλεκτρόνια είναι μακριά από τον πυρήνα, υπάρχει μικρότερη πυκνότητα ηλεκτρονίων στο άτομο. Ως αποτέλεσμα, δείχνει λιγότερη συγγένεια να αντιδρά με άλλα στοιχεία ή μπορείτε να πείτε ότι για να αντιδράσει με άλλα άτομα, πρέπει να του παρέχετε περισσότερη θερμική ενέργεια.

2. Θερμοκρασία:

Η διαθέσιμη ενέργεια για μια χημική αντίδραση αυξάνεται αυξάνοντας τη θερμοκρασία, καθιστώντας την συνήθως πιο πιθανή.

Καθώς αυξάνετε τη θερμοκρασία της αντίδρασης, τα ηλεκτρόνια αρχίζουν να δονούνται πιο συχνά και να συγκρούονται με τα ηλεκτρόνια άλλων ατόμων πιο εύκολα. Ως αποτέλεσμα, υπάρχει μια επέκταση στην ενέργεια ενεργοποίησης των μορίων, και ως εκ τούτου, παρουσιάζουν υψηλές πιθανότητες να σχηματίσουν δεσμούς ή αντιδραστικότητα.

3. Πυρηνικό φορτίο:

Όσο περισσότερα πρωτόνια στον πυρήνα ενός ατόμου, τόσο μεγαλύτερη είναι η έλξη μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων του εξωτερικού κελύφους. Ως εκ τούτου, η μεγαλύτερη αντιδραστικότητα μειώνεται.

Όταν το θετικό φορτίο στον πυρήνα αυξάνεται, θα υπάρχει ισχυρότερη πυρηνική έλξη μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων του κελύφους σθένους. Ως αποτέλεσμα, τραβάει πιο άνετα τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους προς τον εαυτό του. Σημαίνει ότι το μέγεθος του ατόμου μειώνεται, και ως εκ τούτου, θα είναι πιο δύσκολο να χαθούν ηλεκτρόνια και να σχηματιστούν δεσμοί. Επομένως, η αντιδραστικότητα μειώνεται καθώς το θετικό φορτίο αυξάνεται στον πυρήνα. Αυτή η σειρά αντιστρέφεται σε περίπτωση αρνητικής φόρτισης.

4. Θωράκιση ηλεκτρονίων:

Η προστασία (ή η θωράκιση) ηλεκτρονίων εμποδίζει την έλξη των ηλεκτρονίων του κελύφους σθένους προς τον πυρήνα λόγω της παρουσίας ηλεκτρονίων εσωτερικού κελύφους. Η αντιδραστικότητα μειώνεται με την αύξηση των ηλεκτρονίων θωράκισης σε ένα άτομο.

Τα ηλεκτρόνια αποτελούν αρνητικό φορτίο. Έτσι, τα ηλεκτρόνια του εσωτερικού κελύφους απωθούν τα ηλεκτρόνια του εξωτερικού κελύφους. Αυτή η απώθηση μειώνει την έλξη μεταξύ των εξωτερικών ηλεκτρονίων και του πυρήνα. Ως αποτέλεσμα, η αντιδραστικότητα μειώνεται επειδή υπάρχει λιγότερη πυρηνική έλξη για τη σύλληψη ενός ηλεκτρονίου από άλλο είδος.

Τάσεις στην αντιδραστικότητα των στοιχείων

Γενικά, όλες οι χημικές και φυσικές ιδιότητες εκδηλώνουν την ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων. Καθώς η ηλεκτρονική διαμόρφωση διαφέρει από στοιχείο σε στοιχείο, η σχέση μεταξύ των θεμελιωδών ιδιοτήτων όπως η ιοντική και η ατομική ακτίνα, η ενθαλπία ιονισμού, η συγγένεια ηλεκτρονίων και η ηλεκτραρνητικότητα διαφέρει επίσης.

1. Ατομική και ιοντική ακτίνα:

Προχωρώντας κατά μήκος της ομάδας, η ιοντική και η ατομική ακτίνα των ατόμων αυξάνονται. Ως αποτέλεσμα, η αντιδραστικότητα αυξάνεται. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό περίβλημα παραμένει ο ίδιος ενώ κινείται προς τα κάτω στην ομάδα. Αλλά υπάρχει μια σταδιακή αύξηση στον αριθμό των κελυφών της ίδιας ομάδας ατόμων. Ως εκ τούτου, θα υπάρχει λιγότερη θωράκιση ηλεκτρονίων στο ηλεκτρόνιο σθένους και μπορεί να δείξει υψηλή αντιδραστικότητα.

Ενώ κινείται κατά μήκος μιας περιόδου, οι ατομικές ή ιοντικές ακτίνες μειώνονται. Τα ηλεκτρόνια εισέρχονται στα ίδια κελύφη σθένους, αυξάνοντας την έλξη τους προς τον πυρήνα. Ως εκ τούτου, τα εξωτερικά κελύφη έλκονται κοντά στον πυρήνα και υπάρχει μείωση στις ακτίνες των ατόμων. Υπάρχει επίσης μια αύξηση στην πυκνότητα ηλεκτρονίων που κάνει το άτομο πιο αντιδραστικό. Ως εκ τούτου, η αντιδραστικότητα αυξάνεται από τη μετακίνηση σε μια περίοδο.

2. Ενέργεια Ιονισμού:

Η ενέργεια ιονισμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την έλξη των ηλεκτρονίων από το εξωτερικό περίβλημα.

Όταν περνάτε από πάνω προς τα κάτω, δηλαδή, μαζί με μια ομάδα, η απόσταση μεταξύ του πυρήνα και του κελύφους σθένους αυξάνεται και η έλξη μεταξύ των δύο μειώνεται. Επομένως, η ενέργεια ιονισμού μειώνεται επειδή χρειάζεται λιγότερη ενέργεια για να τραβήξει ηλεκτρόνια από το πολύ μακρινό κέλυφος σθένους ενός ατόμου.

Όταν κινείστε κατά μήκος μιας περιόδου, η πυκνότητα ηλεκτρονίων αυξάνεται στο άτομο και το μέγεθός του μειώνεται. Ως αποτέλεσμα, πρέπει να εφαρμόσετε πολλή ενέργεια ιονισμού για να αφαιρέσετε το ηλεκτρόνιό του από το κέλυφος σθένους.

3. Συγγένεια ηλεκτρονίων:

Η συγγένεια ηλεκτρονίων είναι η ποσότητα της μεταβολής της ενέργειας όταν ένα ηλεκτρόνιο σε αέρια κατάσταση εφαρμόζεται σε ένα ουδέτερο άτομο για να σχηματίσει ένα ανιόν.

Με την κίνηση προς τα κάτω στην ομάδα, υπάρχει μείωση της συγγένειας ηλεκτρονίων των στοιχείων. Είναι επειδή, καθώς αυξάνεται το μέγεθος ενός ατόμου, τα ηλεκτρόνια σθένους απομακρύνονται περισσότερο από τον πυρήνα του. Έτσι, η έλξη μεταξύ τους μειώνεται. Ως εκ τούτου, το τράβηγμα ενός ηλεκτρονίου από το κέλυφος σθένους του γίνεται εύκολο.

Με την κίνηση κατά μήκος της περιόδου, η ποσότητα της συγγένειας ηλεκτρονίων αυξάνεται. Είναι λόγω της αύξησης της έλξης μεταξύ του πυρήνα ενός ατόμου και του κελύφους σθένους. Ως αποτέλεσμα, η αφαίρεση ηλεκτρονίων από ένα πιο σταθερό άτομο είναι δύσκολη.

4. Ηλεκτραρνητικότητα:

Η δυνατότητα ενός ατόμου να προσελκύει ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων προς τον εαυτό του ονομάζεται ηλεκτραρνητικότητα.

Ενώ κινείται προς τα κάτω στην ομάδα, η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων μειώνεται. Είναι επειδή ο αριθμός των φλοιών σθένους αυξάνεται και η έλξη μεταξύ των ηλεκτρονίων σθένους και του πυρήνα μειώνεται. Επομένως, η τάση για έλξη ηλεκτρονίων από άλλα άτομα μειώνεται.

Καθώς κινείται σε μια περίοδο, η ηλεκτραρνητικότητα των ατόμων αυξάνεται. Είναι επειδή η έλξη μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων του κελύφους σθένους αυξάνεται. Ως αποτέλεσμα, η ατομική ακτίνα μειώνεται. Ως εκ τούτου, η τάση για έλξη ηλεκτρονίων από άλλα άτομα αυξάνεται.

Σύνοψη

Η χημική αντιδραστικότητα είναι υψηλότερη στα άκρα των δύο περιόδων και χαμηλότερη στη μέση του Περιοδικού Πίνακα. Η αντιδραστικότητα στο άκρο αριστερά μιας περιόδου οφείλεται στην απλότητα της απώλειας ενός ηλεκτρονίου ή λόγω της ενθαλπίας χαμηλού ιονισμού. Τα εξαιρετικά αντιδραστικά στοιχεία δεν υπάρχουν στη φύση σε ελεύθερη κατάσταση. Συνήθως εμφανίζονται σε συνδυασμένη μορφή.

Από την παραπάνω συζήτηση, είστε πλέον πολύ γνώστης της αντιδραστικότητας στη Χημεία.

Συχνές ερωτήσεις

Ε1. Ποιος είναι ο παράγοντας που καθορίζει τη χημική αντιδραστικότητα ενός μορίου;

Απάντηση: Τα στοιχεία αντιδρούν με άλλες ουσίες για να επιτύχουν σταθερότητα. Και η σταθερότητα μπορεί να επιτευχθεί μόνο όταν έχουν εκπληρώσει το κέλυφος σθένους. Επομένως, το πόσο ομαλά μπορεί να το επιφέρει αυτό ένα στοιχείο υπολογίζει την αντιδραστικότητά του. Αυτή η ικανότητα να σχηματίζονται σταθερά εξωτερικά κελύφη εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.

Για παράδειγμα, στην ομάδα μετάλλων ΙΑ (Li, Na, K και κάτω από τη στήλη), όλα τα στοιχεία έχουν ένα μόνο ηλεκτρόνιο στο τελικό τους κέλυφος, επομένως ο ευκολότερος τρόπος για να γεμίσει το εξωτερικό τους περίβλημα είναι να εγκαταλείψει αυτό το ένα ηλεκτρόνιο.

Ενώ κινείται προς τα κάτω στην ομάδα, τα άτομα γίνονται μεγαλύτερα. Και τα μεγαλύτερα άτομα δεν συγκρατούνται τόσο σφιχτά από αυτό το ένα ηλεκτρόνιο. Επομένως, η σειρά αντιδραστικότητας σε αυτήν την ομάδα είναι Li

Ε2. Πώς επηρεάζει η πολικότητα ενός μορίου την αντιδραστικότητα μιας χημικής ένωσης;

Απάντηση: Η αντιδραστικότητα και η πολικότητα είναι ευθέως ανάλογες μεταξύ τους. Όσο υψηλότερη είναι η πολικότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντιδραστικότητα. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η ένωση είναι πολύ πολική αλλά μπορεί να μην αντιδρά πολύ όπως στην περίπτωση του HF. Η αντίδραση συχνά εξαρτάται από τις συνθήκες αντίδρασης. Για παράδειγμα,

• Ακυλαλογονίδια αντιδρούν έντονα λόγω της υψηλότερης πολικότητας τους από τα καρβοξυλικά οξέα.
• Οι εστέρες έχουν υψηλότερη αντιδραστικότητα από τα καρβοξυλικά οξέα.
• Τα αλκυλαλογονίδια είναι πιο δραστικά από τα αλκάνια.

Ε3. Ποια είναι τα χημικά αντιδραστικά στοιχεία στην ατμόσφαιρα;

Απάντηση: Υπάρχουν αρκετά στοιχεία στην ατμόσφαιρα που είναι χημικά αντιδραστικά στη Χημεία. Το πιο αντιδραστικό από όλα είναι το οξυγόνο. Είναι διαβρωτικό, τοξικό και μπορεί να προκαλέσει τύφλωση στα νεογέννητα. Η χρόνια έκθεση σε υψηλές μερικές πιέσεις οξυγόνου πάνω από περίπου 5 PSI είναι τοξική για τους ενήλικες.

Μερικά άλλα αντιδραστικά αέρια είναι:

• Τα οξείδια του αζώτου συγκεντρώνονται από κεραυνούς και έντονη καύση θερμότητας, όπως σε πυρκαγιές.
• Οι μεταβολισμοί πολλών μικροοργανισμών παράγουν μεθάνιο.
• Το όζον στο επίπεδο του εδάφους δημιουργείται από κεραυνούς και την αντίδραση των οξειδίων του αζώτου με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο.
• Το μεθυλοβρωμίδιο παράγεται επίσης από τον μικροβιακό μεταβολισμό.

Q4. Πώς καθορίζουν τα ηλεκτρόνια την αντιδραστικότητα;

Απάντηση: Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν τη μεταφορά ή την κοινή χρήση ηλεκτρονίων που υπάρχουν στο κέλυφος σθένους. Ο συνολικός αριθμός ηλεκτρονίων που υπάρχουν σε ένα άτομο κατανέμεται σε κελύφη ή τροχιές. Και τα ηλεκτρόνια που υπάρχουν στο κέλυφος σθένους καθορίζουν τη φύση του χημικού δεσμού που δημιουργείται από το άτομο. Ως εκ τούτου, τα ηλεκτρόνια καθορίζουν την αντιδραστικότητα.