Определение за реактивност в химията

В химията реактивността е мярка за това колко лесно дадено вещество претърпява а химическа реакция. Реакцията може да включва веществото самостоятелно или с други атоми или съединения, обикновено придружени от освобождаване на енергия. Най-реактивните елементи и съединения могат да се запалят спонтанно или експлозивно. Обикновено горят във вода, както и кислорода във въздуха. Реактивността зависи от това температура. Повишаването на температурата увеличава наличната енергия за химическа реакция, обикновено я прави по-вероятна.

Друго определение на реактивността е, че това е научното изследване на химичните реакции и техните кинетика.

Организацията на елементите на периодичната таблица позволява прогнози относно реактивността. Както силно електропозитивни, така и силно електроотрицателни елементи имат силна склонност да реагират. Тези елементи са разположени в горния десен и долен ляв ъгъл на периодичната таблица и в определени групи елементи. Най- халогени, алкалните метали и алкалоземните метали са силно реактивни.

• Най-реактивният елемент е флуор, първият елемент в халогенната група.
• Най-реактивният метал е Франций, последният алкален метал (и най-скъпият елемент). Въпреки това, калцият е нестабилен радиоактивен елемент, който се намира само в следи. Най- най-реактивен метал който има стабилен изотоп е цезий, който се намира директно над франция на периодичната таблица.
• Най-малко реактивните елементи са благородни газове. В рамките на тази група хелият е най-малко реактивният елемент, не образува стабилни съединения.
• Металът може да има множество състояния на окисляване и има тенденция да има междинна реактивност. Наричат ​​се метали с ниска реактивност благородни метали. Най-малко реактивният метал е платината, следвана от златото. Поради ниската си реактивност, тези метали не се разтварят лесно в силни киселини. Аква регия, смес от азотна киселина и солна киселина се използва за разтваряне на платина и злато.

Веществото реагира, когато продуктите, получени от химическа реакция, имат по-ниска енергия (по-висока стабилност) от реагентите. Разликата в енергията може да се предвиди с помощта на теория за валентна връзка, теория на атомната орбитала и теория на молекулярната орбита. По принцип се свежда до стабилността на електроните в тях орбитали. Несравнените електрони, които нямат електрони в сравними орбитали, е най-вероятно да взаимодействат с орбитали от други атоми, образувайки химически връзки. Несвързаните електрони с изродени орбитали, които са полунапълнени, са по-стабилни, но все още реактивни. Най-малко реактивни атоми са онези със запълнен набор от орбитали (октет).

Стабилността на електроните в атомите определя не само реактивността на един атом, но и неговата валентност и вида на химичните връзки, които той може да образува. Например, въглеродът обикновено има валентност 4 и образува 4 връзки, тъй като неговата електронна конфигурация на валентното състояние е наполовина запълнена при 2s² 2P². Просто обяснение на реактивността е, че се увеличава с лекотата на приемане или даряване на електрон. В случай на въглерод, един атом може или да приеме 4 електрона, за да запълни своята орбитала, или (по-рядко) дарява четирите външни електрона. Докато моделът се основава на атомното поведение, същия принцип се прилага за йони и съединения.

Реактивността се влияе от физичните свойства на пробата, нейната химическа чистота и наличието на други вещества. С други думи, реактивността зависи от контекста, в който се разглежда веществото. Например содата и водата не са особено реактивни, докато сода и оцет лесно реагират да образуват въглероден диоксид и натриев ацетат.

Размерът на частиците влияе на реактивността. Например, купчина царевично нишесте е сравнително инертна. Ако човек приложи пряк пламък към нишестето, е трудно да се започне реакция на горене. Ако обаче царевичното нишесте се изпари, за да се получи облак от частици, то лесно се запалва.

Понякога терминът реактивност се използва и за описание на това колко бързо ще реагира материал или скоростта на химическата реакция. Съгласно това определение шансът за реакция и бързината на реакцията са свързани помежду си от закона за скоростта:

Където скоростта е промяната на моларната концентрация в секунда в етапа на определяне на скоростта на реакцията, k е константата на реакцията (независимо от концентрация) и [A] е продукт на молната концентрация на реагентите, повдигнати до реакционния ред (който е един, в основния уравнение). Според уравнението, колкото по-висока е реактивността на съединението, толкова по-висока е неговата стойност за k и скорост.

Понякога вид с ниска реактивност се нарича „стабилен“, но трябва да се внимава, за да се изясни контекста. Стабилността може също да се отнася до бавен радиоактивен разпад или до преход на електрони от възбудено състояние към по-малко енергийни нива (както при луминесценцията). Нереактивен вид може да бъде наречен „инертен“. Въпреки това, повечето инертни видове действително реагират при правилните условия, за да образуват комплекси и съединения (например благородни газове с по-голям атомен брой).