Γιατί το νάτριο και το κάλιο υποβάλλονται σε παρόμοιες αντιδράσεις με νερό;
* Παρόμοια ηλεκτρονική διαμόρφωση: Τόσο το νάτριο όσο και το κάλιο ανήκουν στην ομάδα 1 (αλκαλικά μέταλλα) του περιοδικού πίνακα. Έχουν ένα ηλεκτρόνιο σθένους στο εξώτατο κέλυφος τους, καθιστώντας τα ιδιαίτερα αντιδραστικά.
* Ενέργεια χαμηλής ιονισμού: Και τα δύο στοιχεία έχουν χαμηλές ενέργειες ιονισμού, πράγμα που σημαίνει ότι είναι σχετικά εύκολο να αφαιρέσετε το εξώτατο ηλεκτρόνιο τους. Αυτό τους καθιστά πρόθυμο να δώσουν αυτό το ηλεκτρόνιο και να σχηματίσουν θετικά ιόντα (Na+ και K+).
* Ισχυρό ηλεκτροθετικό χαρακτήρα: Οι ενέργειες χαμηλού ιονισμού τους καθιστούν εξαιρετικά ηλεκτροθεραπεία, πράγμα που σημαίνει ότι χάνουν εύκολα ηλεκτρόνια και σχηματίζουν θετικά ιόντα.
* εξαιρετικά αντιδραστική: Τόσο το νάτριο όσο και το κάλιο είναι εξαιρετικά αντιδραστικά μέταλλα, ειδικά με νερό. Αυτή η αντιδραστικότητα προέρχεται από την έντονη τάση τους να χάσουν το ηλεκτρόνιο σθένους τους.
Η αντίδραση:
Η αντίδραση τόσο του νατρίου όσο και του καλίου με νερό είναι εξωθερμική, που σημαίνει ότι απελευθερώνει θερμότητα. Η αντίδραση παράγει αέριο υδρογόνου (Η2) και διάλυμα του αντίστοιχου υδροξειδίου (ΝΑΟΗ ή ΚΟΗ). Η θερμότητα που παράγεται είναι συχνά επαρκής για να αναφλεγεί το αέριο υδρογόνου, προκαλώντας μια μικρή έκρηξη.
Απλοποιημένη εξίσωση αντίδρασης:
* 2na (s) + 2H2O (L) → 2naOH (aq) + h2 (g)
* 2k (s) + 2H2O (l) → 2koh (aq) + h2 (g)
Διαφορές:
Ενώ οι αντιδράσεις είναι παρόμοιες, το κάλιο είναι γενικά πιο αντιδραστικό από το νάτριο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το κάλιο έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα και ασθενέστερη συγκράτηση στο ηλεκτρόνιο σθένους του. Η αντίδραση με κάλιο είναι συνήθως πιο έντονη και απελευθερώνει περισσότερη θερμότητα από την αντίδραση με νάτριο.
Συνοπτικά: Η παρόμοια ηλεκτρονική διαμόρφωση, η χαμηλή ενέργεια ιονισμού και ο ισχυρός ηλεκτροθετικός χαρακτήρας του νατρίου και του καλίου οδηγούν στην εξαιρετικά αντιδραστική φύση τους και παρόμοιες αντιδράσεις με το νερό. Ωστόσο, η μεγαλύτερη ατομική ακτίνα του καλίου και η ασθενέστερη συγκράτηση στο ηλεκτρόνιο σθένους του καθιστούν πιο αντιδραστική από το νάτριο.
