Χημικές ιδιότητες

Χημική ιδιότητα είναι οποιοδήποτε χαρακτηριστικό ενός υλικού που αναδύεται κατά τη διάρκεια ή μετά από μια χημική αντίδραση. Είναι οποιαδήποτε ποιότητα που παράγεται μόνο με την αλλαγή της χημικής ταυτότητας μιας ουσίας. Οι χημικές ιδιότητες δεν μπορούν να διαπιστωθούν απλά κοιτάζοντας ή αγγίζοντας ένα πράγμα. η εσωτερική δομή της ουσίας πρέπει να τροποποιηθεί σημαντικά για να διερευνηθούν οι χημικές της ιδιότητες. Οι ιδιότητες μιας ουσίας αλλάζουν δραματικά όταν υφίσταται μια χημική αντίδραση, με αποτέλεσμα τη χημική μετατροπή. Οι χημικές ιδιότητες διακρίνονται από τις φυσικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να προσδιοριστούν χωρίς να αλλοιωθεί η δομή μιας ουσίας.

Χημικές ιδιότητες των μετάλλων

Τα μέταλλα έχουν υψηλή πυκνότητα και είναι ελατά και όλκιμα. Συνδυάζονται με άλλα μέταλλα ή αμέταλλα για να σχηματίσουν κράματα. Ορισμένα μέταλλα, όπως ο σίδηρος, σκουριάζουν όταν εκτίθενται στον αέρα. Εκτός από τον μόλυβδο, τα περισσότερα μέταλλα είναι εξαιρετικοί αγωγοί θερμότητας και ηλεκτρισμού. Όλα τα άλλα, με εξαίρεση τον υδράργυρο, είναι στερεά σε κανονικές θερμοκρασίες.

Με την καύση του οξυγόνου στον αέρα, περισσότερα μέταλλα παράγουν οξείδιο μετάλλου. Όταν τα μέταλλα υψηλής αντίδρασης καίγονται σε οξυγόνο, αντιδρούν βίαια. Το κάλιο και το νάτριο διατηρούνται στο λάδι επειδή αντιδρούν με τον αέρα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Εμπίπτουν στην κατηγορία των εξαιρετικά δραστικών μετάλλων. Το ασήμι, ο χρυσός, η πλατίνα και άλλα μέταλλα με χαμηλότερη αντιδραστικότητα δεν αμαυρώνουν εύκολα, διατηρώντας τη φωτεινή και αστραφτερή εμφάνισή τους. Κατά την αντίδραση με το νερό, τα μέταλλα παράγουν αέριο υδρογόνο και οξείδιο μετάλλου.

Ένα υδροξείδιο μετάλλου σχηματίζεται όταν διαλυτά οξείδια μετάλλων διαλύονται στο νερό. Το νερό δεν αντιδρά με όλα τα μέταλλα. Από την άλλη πλευρά, μέταλλα υψηλής αντίδρασης, όπως το νάτριο και το κάλιο, αντιδρούν επιθετικά με το νερό, με αποτέλεσμα μια εξώθερμη διαδικασία κατά την οποία το υδρογόνο αναφλέγεται αυθόρμητα. Όταν ένα μέταλλο ενώνεται με ένα οξύ, παράγει υδρογόνο και αλάτι. Σε ένα διάλυμα μεταλλικού άλατος, ένα πιο δραστικό μέταλλο συνήθως αντικαθιστά ένα λιγότερο αντιδραστικό μέταλλο.

Χημικές ιδιότητες αλκαλικών μετάλλων

Τα αλκαλικά μέταλλα έχουν ασημί όψη, είναι μαλακά και δεν είναι ιδιαίτερα πυκνά. Μπορούν να κοπούν εύκολα με ένα μαχαίρι βουτύρου και το καίσιο μπορεί ακόμη και να λιώσει στα χέρια σας. Έχουν χαμηλά σημεία τήξης και είναι εξαιρετικά αντιδραστικά, επομένως πρέπει να φυλάσσονται σε συγκεκριμένα διαλύματα ή δοχεία για να αποφευχθεί μια απροσδόκητη αντίδραση. Το γεγονός ότι τα αλκαλιμέταλλα περιέχουν ένα ηλεκτρόνιο στο εξώτατο στρώμα ηλεκτρονίων τους συμβάλλει στην αντιδραστικότητά τους. Όπως τόσα άλλα μέταλλα, τα αλκαλικά μέταλλα λαχταρούν για ηλεκτρονικές δομές παρόμοιες με εκείνες των διαβόητων σταθερών και μη αντιδραστικών ξαδέλφων τους, των ευγενών αερίων.

Το εξώτατο ηλεκτρόνιο ενός αλκαλιμετάλλου μπορεί να αφαιρεθεί με εξαιρετικά λίγη ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, τα αλκαλιμέταλλα χάνουν γρήγορα τα εξωτερικά ηλεκτρόνια τους και γίνονται ιόν +1. Αυτό συμβαίνει τόσο συχνά που η εύρεση ενός δείγματος αλκαλιμετάλλου με όλα τα ηλεκτρόνια του είναι ασυνήθιστη. Τα περισσότερα αλκαλικά μέταλλα υπάρχουν στην ιοντική τους κατάσταση +1.

Η αρχική ενέργεια ιονισμού είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου από ένα στοιχείο. Η ενέργεια πρώιμου ιονισμού των αλκαλιμετάλλων είναι η χαμηλότερη από όλα τα στοιχεία. Στην πραγματικότητα, η πρώτη ενέργεια ιονισμού μειώνεται καθώς μετακινείστε προς τα κάτω στη στήλη 1Α, καθιστώντας το καίσιο το πιο εύκολα ιονιζόμενο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα.

Αντιδράσεις αλκαλικών μετάλλων 

Το νερό, τα αλογόνα και τα οξέα όλα αντιδρούν επιθετικά με τα αλκαλικά μέταλλα. Ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων απελευθερώνονται εκπληκτικές ποσότητες θερμότητας και φωτός. Το γράμμα Μ υποδηλώνει αλκαλικά μέταλλα στις χημικές εξισώσεις. Τα ακόλουθα είναι παραδείγματα εξισώσεων αντίδρασης:

• Τα αλκαλιμέταλλα αντιδρούν με το οξυγόνο για να δημιουργήσουν οξείδια, τα οποία είναι λιγότερο αντιδραστικά και έχουν πιο θαμπή εμφάνιση. Τα οξείδια έχουν χαμηλότερη αντιδραστικότητα από τα καθαρά μέταλλα.
• Τα οξείδια παράγουν υδροξείδιο όταν έρχονται σε επαφή με το νερό. Τα υδροξείδια αυτών των στοιχείων διασπώνται εξ ολοκλήρου στο νερό, σχηματίζοντας ισχυρές γνωστές βάσεις. Το υδροξείδιο του νατρίου (NaOH), επίσης γνωστό ως αλισίβα, είναι μια ισχυρή βιομηχανική βάση.
• Το νερό μπορεί επίσης να αντιδράσει αμέσως με ένα καθαρό αλκαλικό μέταλλο. Το μέταλλο σε αυτή την κατάσταση είναι ένας βασικός ανυδρίτης. Εκπέμπεται αέριο υδρογόνο, το οποίο είναι εύφλεκτο.
• Όταν ένα μέταλλο αλκαλίου εκτίθεται σε ένα αλογόνο, εμφανίζεται μια πολύ εξώθερμη αντίδραση, με αποτέλεσμα ένα ιοντικό άλας. Σχεδόν όλα τα άλατα αλκαλιμετάλλων είναι πολύ διαλυτά στο νερό. Σχηματίζουν αγώγιμα διαλύματα, αποδεικνύοντας ότι είναι ιοντικά.

Συμπέρασμα

Η πλειοψηφία των αλκαλιμετάλλων έχει ένα ευρύ φάσμα χρήσεων. Τα ατομικά ρολόγια ρουβιδίου και καισίου είναι δύο από τις πιο γνωστές εφαρμογές των καθαρών στοιχείων, με τα ατομικά ρολόγια καισίου να είναι η πιο ακριβής αναπαράσταση του χρόνου που ήταν γνωστή από το 2012. Η λάμπα ατμών νατρίου, η οποία παρέχει πολύ αποτελεσματικό φως, είναι δημοφιλής εφαρμογή ενώσεων νατρίου. Το επιτραπέζιο αλάτι, γνωστό και ως χλωριούχο νάτριο, χρησιμοποιείται από την αρχαιότητα. Οι χημικές ιδιότητες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία κατηγοριών χημικών ουσιών. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση άγνωστων χημικών ουσιών και τον διαχωρισμό ή τον καθαρισμό τους από άλλες. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι χημικές ιδιότητες μιας ουσίας θα χρησιμοποιηθούν για να επηρεάσουν τις χρήσεις της στην επιστήμη των υλικών.