Definice reaktivity v chemii

V chemii je reaktivita měřítkem toho, jak snadno se látka podrobí a chemická reakce. Reakce může zahrnovat látku samotnou nebo s jinými atomy nebo sloučeninami, obvykle doprovázenou uvolněním energie. Nejreaktivnější prvky a sloučeniny se mohou vznítit spontánně nebo výbušně. Obvykle hoří ve vodě a kyslíku ve vzduchu. Reaktivita závisí na teplota. Zvyšující se teplota zvyšuje energii dostupnou pro chemickou reakci, obvykle ji zvyšuje.

Další definicí reaktivity je, že se jedná o vědecké studium chemických reakcí a jejich reakcí kinetika.

Organizace prvků na internetu periodická tabulka umožňuje předpovědi týkající se reaktivity. Vysoce elektropozitivní i vysoce elektronegativní prvky mají silnou tendenci reagovat. Tyto prvky jsou umístěny v pravém horním a dolním levém rohu periodické tabulky a v určitých skupinách prvků. halogeny, alkalické kovy a kovy alkalických zemin jsou vysoce reaktivní.

• Nejreaktivní prvek je fluor, první prvek v halogenové skupině.
instagram viewer
• Nejreaktivnější kov je francium, poslední alkalický kov (a nejdražší prvek). Francium je však nestabilní radioaktivní prvek, který se nachází pouze ve stopových množstvích. nejvíce reaktivní kov to má stabilní izotop je cesium, který je umístěn přímo nad francium na periodické tabulce.
• Nejméně reaktivní prvky jsou vzácné plyny. V této skupině je hélium nejméně reaktivní prvek, který netvoří stabilní sloučeniny.
• Kov může mít několik oxidačních stavů a ​​má tendenci mít střední reaktivitu. Kovy s nízkou reaktivitou se nazývají ušlechtilé kovy. Nejméně reaktivní kov je platina, následovaná zlatem. Kvůli jejich nízké reaktivitě se tyto kovy rychle nerozpouštějí ve silných kyselinách. Lučavka královská, směs kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové, se používá k rozpuštění platiny a zlata.

Látka reaguje, když produkty vytvořené chemickou reakcí mají nižší energii (vyšší stabilita) než reakční složky. Rozdíl v energii lze předpovědět pomocí teorie valenčních vazeb, atomové orbitální teorie a molekulární orbitální teorie. V podstatě se scvrkává na stabilitu elektronů v jejich orbitaly. Nepárové elektrony bez elektronů ve srovnatelných orbitálech jsou s největší pravděpodobností interagovány s orbitaly z jiných atomů a vytvářejí chemické vazby. Nepárové elektrony s degenerovanými orbitaly, které jsou napůl naplněné, jsou stabilnější, ale stále reaktivní. Nejméně reaktivní atomy jsou atomy s plnou sadou orbitálů (oktet).

Stabilita elektronů v atomech určuje nejen reaktivitu atomu, ale také jeho valenci a typ chemických vazeb, které může tvořit. Například uhlík má obvykle valenci 4 a tvoří 4 vazby, protože jeho konfigurace valenčního elektronu v základním stavu je napůl naplněna ve 2 s² 2p². Jednoduché vysvětlení reaktivity je, že se zvyšuje s lehkostí přijetí nebo darování elektronu. V případě uhlíku může atom buď přijmout 4 elektrony, aby naplnil svůj orbitál, nebo (méně často) darovat čtyři vnější elektrony. Zatímco model je založen na atomovém chování, stejný princip platí pro ionty a sloučeniny.

Reaktivita je ovlivněna fyzikálními vlastnostmi vzorku, jeho chemickou čistotou a přítomností dalších látek. Jinými slovy, reaktivita závisí na kontextu, ve kterém je látka vnímána. Například jedlá soda a voda nejsou příliš reaktivní jedlá soda a ocet snadno reagují za vzniku plynného oxidu uhličitého a octanu sodného.

Velikost částic ovlivňuje reaktivitu. Například hromada kukuřičného škrobu je relativně inertní. Pokud někdo aplikuje přímý plamen na škrob, je obtížné iniciovat spalovací reakci. Pokud se však kukuřičný škrob odpaří, aby vytvořil oblak částic, je snadno zapálí.

Někdy se termín reaktivita také používá k popisu toho, jak rychle bude materiál reagovat nebo rychlost chemické reakce. Podle této definice je pravděpodobnost reakce a rychlost reakce spolu spojena podle zákona o sazbách:

Kde rychlost je změna molární koncentrace za sekundu v kroku stanovení rychlosti reakce, k je reakční konstanta (nezávislá na koncentrace) a [A] je součin molární koncentrace reakčních složek zvýšený na reakční pořadí (což je jedna, v základním rovnice). Podle rovnice, čím vyšší je reaktivita sloučeniny, tím vyšší je její hodnota pro k a rychlost.

Někdy se druh s nízkou reaktivitou nazývá „stabilní“, ale je třeba věnovat pozornost objasnění kontextu. Stabilita se také může vztahovat na pomalý radioaktivní rozpad nebo na přechod elektronů z excitovaného stavu na méně energetické úrovně (jako v luminiscenci). Nereaktivní druh může být nazýván „inertní“. Většina inertních druhů však ve skutečnosti reaguje za správných podmínek za vzniku komplexů a sloučenin (např. Vzácných plynů s vyšším atomovým číslem).