Definicija reaktivnosti u kemiji

U kemiji je reaktivnost mjera koliko lako neke tvari prolaze kroz kemijska reakcija. Reakcija može uključivati ​​supstancu samu ili s drugim atomima ili spojevima, obično praćenima oslobađanjem energije. Najaktivniji elementi i spojevi mogu se upaliti spontano ili eksplozivno. Oni uglavnom sagorijevaju u vodi kao i kisik u zraku. Reaktivnost ovisi o tome temperatura. Povećanje temperature povećava energiju dostupnu za kemijsku reakciju, obično je čini vjerojatnijom.

Druga definicija reaktivnosti je da je to znanstveno istraživanje kemijskih reakcija i njihovih kinetika.

Organizacija elemenata na periodni sustav elemenata omogućuje predviđanja koja se odnose na reaktivnost. I visoko elektropozitivni i vrlo visoki elektronegativni elementi imaju jaku sklonost reagiranju. Ti se elementi nalaze u gornjem desnom i donjem lijevom kutu periodičke tablice i u određenim skupinama elemenata. halogena, alkalijski metali i zemnoalkalijski metali su vrlo reaktivni.

• Najaktivniji je element fluor, prvi je element u halogenoj grupi.
• Metal je najaktivniji Francij, zadnji alkalni metal (i najskuplji element). Međutim, francij je nestabilan radioaktivni element koji se nalazi samo u tragovima. najreaktivniji metal koji ima stabilan izotop je cezij, koji se nalazi neposredno iznad francijuma na periodičnoj tablici.
• Najmanje reaktivni elementi su plemeniti plinovi. Unutar ove skupine helij je najmanje reaktivan element, ne formira stabilne spojeve.
• Metal može imati više stanja oksidacije i ima tendenciju da ima intermedijarnu reaktivnost. Nazivaju se metali niske reaktivnosti plemeniti metali. Najmanje reaktivni metal je platina, a slijedi zlato. Zbog svoje male reaktivnosti, ovi metali se ne otapaju u jakim kiselinama. Aqua regia, mješavina dušične i solne kiseline koristi se za otapanje platine i zlata.

Tvar reagira kada proizvodi nastali kemijskom reakcijom imaju nižu energiju (veću stabilnost) od reaktanata. Razlika energije može se predvidjeti korištenjem teorije valentne veze, teorije atomske orbitale i teorije molekularne orbite. U osnovi se svodi na stabilnost svojih elektrona orbitale. Neparni elektroni bez elektrona u usporedivim orbitalama najvjerojatnije će komunicirati s orbitama drugih atoma, tvoreći kemijske veze. Neparni elektroni s degeneriranim orbitalama koji su napola ispunjeni stabilniji su, ali još uvijek su reaktivni. Najmanje reaktivni atomi su oni sa ispunjenim skupom orbitala (oktet).

Stabilnost elektrona u atomima ne određuje samo reaktivnost atoma, već i njegovu valenciju i vrstu kemijskih veza koje može formirati. Na primjer, ugljik obično ima valenciju od 4 i tvori 4 veze jer je njegova elektronska konfiguracija valencije elektrona u polu stanju ispunjena u 2s² 2p². Jednostavno objašnjenje reaktivnosti je da se povećava lakoćom prihvaćanja ili darivanja elektrona. U slučaju ugljika, atom može ili prihvatiti 4 elektrona da ispune svoju orbitu ili (rjeđe) donirati četiri vanjska elektrona. Iako se model temelji na atomskom ponašanju, isti se princip primjenjuje na ione i spojeve.

Na reaktivnost utječu fizička svojstva uzorka, njegova kemijska čistoća i prisutnost drugih tvari. Drugim riječima, reaktivnost ovisi o kontekstu u kojem se tvar promatra. Na primjer, soda bikarbona i voda nisu osobito reaktivni, dok soda bikarbona i ocat lako reagiraju kako bi nastao plin ugljični dioksid i natrijev acetat.

Veličina čestica utječe na reaktivnost. Na primjer, hrpa kukuruznog škroba je relativno inertna. Ako se na škrob koristi neposredan plamen, teško je pokrenuti reakciju izgaranja. Međutim, ako kukuruzni škrob isparava i stvara oblak čestica, to lako se zapali.

Pojam se reaktivnost ponekad koristi i za opisivanje brzine reakcije materijala ili brzine kemijske reakcije. Prema ovoj definiciji, šansa za reakciju i brzina reakcije međusobno su povezane zakonima o brzini:

Ako je stopa promjena molarne koncentracije u sekundi u koraku reakcije koji određuje brzinu, k je reakcijska konstanta (neovisna o koncentracija), i [A] je produkt molarne koncentracije reaktanata podignutih u reakcijski redoslijed (koji je jedan, u osnovnom jednadžba). Prema jednadžbi, što je veća reaktivnost spoja, veća mu je vrijednost za k i brzinu.

Ponekad se vrsta sa slabom reaktivnošću naziva "stabilnom", ali treba paziti da kontekst bude jasan. Stabilnost se također može odnositi na sporo radioaktivno raspadanje ili na prijelaz elektrona iz pobuđenog stanja u manje energetske razine (kao u luminescenciji). Nereaktivna vrsta može se nazvati "inertna". Međutim, većina inertnih vrsta zapravo reagira u pravim uvjetima da formira komplekse i spojeve (npr. Plemeniti plinovi većeg atomskog broja).