Definícia reaktivity v chémii

V chémii je reaktivita mierou toho, ako ľahko látka podlieha a chemická reakcia. Reakcia môže zahŕňať látku ako takú alebo s inými atómami alebo zlúčeninami, zvyčajne sprevádzanú uvoľňovaním energie. Najreaktívnejšie prvky a zlúčeniny sa môžu vznietiť spontánne alebo výbušne. Spravidla horia vo vode, rovnako ako kyslík vo vzduchu. Reaktivita závisí od teplota. Zvyšujúca sa teplota zvyšuje energiu dostupnú pre chemickú reakciu, zvyčajne ju zvyšuje.

Ďalšou definíciou reaktivity je to, že je to vedecká štúdia chemických reakcií a ich kinetika.

Organizácia prvkov na internete periodická tabuľka umožňuje predpovede týkajúce sa reaktivity. Vysoko elektropozitívne aj vysoko elektronegatívne prvky majú silnú tendenciu reagovať. Tieto prvky sa nachádzajú v pravom hornom a dolnom ľavom rohu periodickej tabuľky av určitých skupinách prvkov. halogény, alkalické kovy a kovy alkalických zemín sú vysoko reaktívne.

• Najreaktívnejším prvkom je fluór, prvý prvok v halogénovej skupine.
instagram viewer
• Najreaktívnejším kovom je francium, posledný alkalický kov (a najdrahší prvok). Francium je však nestabilný rádioaktívny prvok, ktorý sa nachádza iba v stopových množstvách. naj reaktívnejší kov ktorý má stabilný izotop je cézium, ktoré sa nachádza v periodickej tabuľke priamo nad franciom.
• Najmenej reaktívne prvky sú vzácne plyny. V tejto skupine je hélium najmenej reaktívnym prvkom, ktorý netvorí žiadne stabilné zlúčeniny.
• Kov môže mať viac oxidačných stavov a môže mať strednú reaktivitu. Nazývajú sa kovy s nízkou reaktivitou vzácne kovy. Najmenej reaktívnym kovom je platina, potom zlato. Vďaka svojej nízkej reaktivite sa tieto kovy v silných kyselinách ľahko nerozpúšťajú. Aqua regia, zmes kyseliny dusičnej a kyseliny chlorovodíkovej, sa používa na rozpustenie platiny a zlata.

Látka reaguje, keď produkty vytvorené chemickou reakciou majú nižšiu energiu (vyššia stabilita) ako reaktanty. Energetický rozdiel možno predpovedať pomocou teórie valenčných väzieb, atómovej orbitálnej teórie a molekulárnej orbitálnej teórie. V podstate sa to scvrkáva na stabilitu elektrónov v nich orbitálov. Nepárové elektróny bez elektrónov v porovnateľných orbitaloch sú najpravdepodobnejšie interagujúce s orbitálmi z iných atómov, čím vytvárajú chemické väzby. Nespárované elektróny s polovične naplnenými degenerovanými orbitalmi sú stabilnejšie, ale stále reaktívne. Najmenej reaktívne atómy sú atómy s plnou sadou orbitálov (oktet).

Stabilita elektrónov v atómoch určuje nielen reaktivitu atómu, ale jeho valenciu a typ chemických väzieb, ktoré môže tvoriť. Napríklad uhlík má zvyčajne valenciu 4 a tvorí 4 väzby, pretože jeho konfigurácia elektrónov v základnom stave je napoly naplnená po 2 s² 2p². Jednoduchým vysvetlením reaktivity je to, že sa zvyšuje s ľahkosťou prijatia alebo darovania elektrónu. V prípade uhlíka môže atóm buď prijať 4 elektróny, aby naplnil orbitál, alebo (menej často) darovať štyri vonkajšie elektróny. Zatiaľ čo model je založený na atómovom správaní, ten istý princíp platí pre ióny a zlúčeniny.

Reaktivita je ovplyvnená fyzikálnymi vlastnosťami vzorky, jej chemickou čistotou a prítomnosťou ďalších látok. Inými slovami, reaktivita závisí od kontextu, v ktorom je látka vnímaná. Napríklad sóda na pečenie a voda nie sú príliš reaktívne jedlá sóda a ocot ľahko reagujú za vzniku plynného oxidu uhličitého a octanu sodného.

Veľkosť častíc ovplyvňuje reaktivitu. Napríklad hromada kukuričného škrobu je relatívne inertná. Ak niekto aplikuje priamy škrob na škrob, je ťažké iniciovať spaľovaciu reakciu. Avšak, ak je kukuričný škrob odparený, aby vytvoril oblak častíc, je ľahko sa zapáli.

Pojem reaktivita sa niekedy používa aj na opis toho, ako rýchlo bude materiál reagovať alebo rýchlosť chemickej reakcie. Podľa tejto definície šanca na reakciu a rýchlosť reakcie spolu súvisia podľa zákona o sadzbách:

Ak rýchlosť predstavuje zmenu molárnej koncentrácie za sekundu v kroku určovania rýchlosti reakcie, k je reakčná konštanta (nezávislá od koncentrácia) a [A] je produkt molárnej koncentrácie reaktantov zvýšenej na poradie reakcie (čo je jedna, v bázickom rovnice). Podľa rovnice, čím vyššia je reaktivita zlúčeniny, tým vyššia je jej hodnota pre k a rýchlosť.

Niekedy sa druh s nízkou reaktivitou nazýva „stabilný“, ale je potrebné venovať pozornosť objasneniu kontextu. Stabilita sa môže vzťahovať aj na pomalý rádioaktívny rozpad alebo na prechod elektrónov z excitovaného stavu na menej energetické úrovne (ako v luminiscencii). Nereaktívny druh sa môže nazývať „inertný“. Avšak väčšina inertných druhov v skutočnosti reaguje za správnych podmienok a vytvára komplexy a zlúčeniny (napr. Vzácne plyny s vyšším atómovým číslom).