Fluor wordt geïdentificeerd als het meest reactieve niet-metalen en het meest elektronegatieve element in het periodiek systeem, waardoor het het sterkste oxiderende agens is. Cesium is het meest reactieve metaal in het periodiek systeem, zozeer dat werken met dit metaal vaak eindigt in explosies!

Wat zei de ene chemicus tegen de andere toen hij hem bedroefd vond? “Waarom heb je natriumproblemen? Ik denk dat je overdrijft!”Zie je wat ik daar deed? Soms vraag ik me af waarom ik – ondanks mijn hilariteit – het echt moeilijk vind om vrienden te maken…

hoe dan ook, afgezien van mijn slechte cijfers, is het eerste wat me te binnen schiet als ik aan chemie denk labjassen, vreemd gevormde vaten, alsof reflecties van carnavalsspiegels, en laaiende explosies. Af en toe mompelt iemand “reactie” of “reactiviteit”, termen die zo alomtegenwoordig zijn dat je ze zult zien infiltreren in scheikundeboeken tot aan hun allerlaatste pagina. Dit is precies waar we ons nu zorgen over maken.

zonder enig technisch jargon is een” reactie ” precies wat het betekent, een reactie. Reactiviteit, aan de andere kant, kan worden gedefinieerd als de maat van hoe gemakkelijk een chemische soort zal deelnemen aan een reactie en vormen chemische bindingen. Dus, de vraag wordt-welk element is het makkelijkst op te wekken? Maar eerst …

wat bepaalt de reactiviteit van een element?

in eenvoudige termen is een chemische reactie de perfecte gelegenheid voor kopers en verkopers om goederen te kopen en te verkopen. De kopers en verkopers zijn chemische elementen. De goederen zijn elektronen en de valuta die wordt uitgewisseld is energie.

het doel van deze handel is het bereiken van stabiliteit, een optimale configuratie van elektronen, die wordt bereikt wanneer ofwel de valentie van een element (buitenste) omhulsel volledig wordt gevuld of geleegd. Kortom, een element kan meer elektronen kopen om zijn voorlaatste schil te vullen of ze verkopen om het te legen.

hoe minder elektronen betrokken zijn, hoe minder energie kost. Iedereen die bekend is met de spaarzame manier van functioneren van de natuur zal raden dat transacties die de minste hoeveelheid energie zijn degenen die het meest waarschijnlijk plaatsvinden. Dit is logisch, omdat een element liever elektronen verliest en zichzelf leeg maakt als zijn buitenste schil minder dan half gevuld is, of iets krijgt om zichzelf te vullen, als het meer dan half gevuld is. Zes kopen als je er gewoon twee kunt verliezen zou ronduit dwaas zijn, maar nog belangrijker, duur!

reactiviteit is dus een functie van hoe gemakkelijk een element elektronen verliest of wint.

hoe schatten we de prikkels van een element?

het periodiek systeem en zijn “trends”

hoe komen we erachter of een element een koper of verkoper is? We verwijzen naar het periodiek systeem.

het periodiek systeem is een herinnering dat wetenschappers borderline OCD zijn en niet anders kunnen dan alles op een uiterst nette en geordende manier organiseren. Het periodiek systeem organiseert elk element dat we kennen op een gebundelde manier.

de tabel rangschikt elementen volgens hun atoomnummer, dat gelijk is aan het aantal protonen of elektronen dat zij omvatten. (Is het niet raar dat ze de neiging om precies hetzelfde te zijn?)

Trend 1

het aantal elektronen in de valentieschelp neemt met één toe naarmate we door elk element op een rij gaan, hoewel het aantal schalen hetzelfde blijft. Het aantal schelpen kan worden afgeleid uit het rijnummer. Bijvoorbeeld, elk element in de tweede rij zal slechts twee shells en ga zo maar door bevatten.

een gevolg van deze trend is dat de atoomstraal afneemt naarmate we naar de laatste resident van een rij gaan. De reden is, dat de toename van elektronen wordt gespiegeld door de toename van protonen in het centrum, terwijl de eerste moet proppen in dezelfde schil. In de sleepvaart tussen de trekkende protonen en de oplopende elektronen wint de eerste, wat resulteert in een grotere nucleaire aantrekkingskracht, die al zijn schelpen dichter naar hem toe trekt.

daarom is het, door een sterke aantrekking, waarschijnlijker dat een element elektronen koopt of verkrijgt als we langs een Rij bewegen. De maat van het vermogen van een element om elektronen naar het toe te trekken staat bekend als elektronegativiteit. Het elektron-negatieve element is het meest waarschijnlijk om elektronen te stelen en het snelst te reageren.

Trend 2

Een andere trend is de toename van de straal van elementen als we een kolom naar beneden bewegen, terwijl het aantal valentie-elektronen hetzelfde blijft, ook al blijft het atoomnummer toenemen. Dit komt omdat de toename van elektronen gepaard gaat met een toename van schelpen. Zware metalen hebben een grotere radius, vooral die op de uiterste bodem. Ze illustreren de armste nucleaire aantrekkingskracht en hebben daardoor een slechte greep op hun buitenste elektronen.

de meting van het vermogen van een element om elektronen te verliezen staat bekend als elektropositiviteit, en neemt toe naarmate we een kolom naar beneden bewegen. Nogmaals, het meest elektropositieve element is het meest waarschijnlijk om zijn elektronen op te geven en het snelst te reageren.

nu we de regels kennen, laten we de winnaars onthullen.

meest reactieve niet-metaal – Fluor

fluor is het eerste element in de halogeengroep. Het is een lichtgeel, diatomair, zeer corrosief, brandbaar gas met een penetrante geur. Het atoomnummer is 9, en heeft een vastgelopen 7 elektronen in zijn valentieschil. Bovendien bevindt het zich in de tweede rij, wat impliceert dat al zijn 9 elektronen op de een of andere manier in slechts 2 schillen zijn gepropt.

Een 7-elektron valentieschil vereist dat het slechts een enkel elektron krijgt om zijn uiteindelijke schil te voltooien en stabiliteit te bereiken, wat geen grote prestatie is als je zijn kleine omvang en krachtige nucleaire pull beschouwt. Fluor wordt geïdentificeerd als het meest elektronegatieve element in het periodiek systeem, waardoor het de sterkste oxiderende stof is. Het is de meest reactieve niet-metaal.

fluor is zo reactief dat het stoffen kan verbranden die men over het algemeen als onbrandbaar zou beschouwen! Het kan glas, water en zelfs zand verbranden! Zijn promiscuïteit maakt het onmogelijk om het op te slaan of te isoleren in zijn zuiverste vorm. Vanwege zijn wilde reactiviteit, zijn vroege geschiedenis van isolatie en experimenten is gevuld met dodelijke ongevallen. Ja … fataal.

meest reactieve metaal – cesium

cesium is een goudkleurig metaal dat explosief reageert met lucht en water. Het atoomnummer is 55. Cesium bevindt zich in de eerste kolom en de op één na laatste rij. Zoals we hebben besproken, de straal van een element zo laag in de kolom is vrij groot in vergelijking met de elementen hierboven.

(Fotokrediet) : Dnn87 / Wikimedia Commons)

de grote radius maakt zijn nucleaire pull ineffectief en maakt het erg onhandig. Zijn grote grootte maakt het zeer gevoelig voor ionisatie. Het is hoogst berustend en geeft gemakkelijk het enige elektron in zijn valentieschelp op om stabiliteit te bereiken, makend het hoogst reactief. Cesium is het meest reactieve metaal in het periodiek systeem, zozeer dat werken met dit metaal vaak eindigt in explosies!

Francium

Francium is het laatste element in de eerste kolom, net onder cesium, waardoor het het grootste atoom in de kolom is. Logischerwijs zou men kunnen afleiden dat Francium een superieure reactiviteit moet bezitten in vergelijking met cesium, maar dit is niet het geval.

naar schatting is er niet meer dan één ounce van deze stof in de aardkorst per keer. Omdat het van nature zo schaars is, moeten wetenschappers het produceren om het te kunnen bestuderen.

(Fotokrediet) : MarlonMarin1 / Wikimedia Commons)

echter, zelfs als het op een of andere manier geïsoleerd is, duurt het niet lang. Francium is radioactief van aard, heeft een halfwaardetijd van slechts 22 minuten, dus het vervalt voordat het de kans krijgt om te reageren! Bovendien zorgt de aanwezigheid van zoveel protonen ervoor dat de elektronen met ongelooflijk hoge snelheden bewegen. Zoals Einstein zich realiseerde, op zo ‘ n kleine schalen en snelheden zo hoog, beginnen er vreemde dingen te gebeuren-de elektronen knuffelen iets dichter bij de kern dan men logisch zou verwachten, waardoor ze iets moeilijker te ontdoen van.

dus, het lijkt erop dat Francium het meest reactieve element is, helaas theoretisch.

Spoiler alert!

Het is u wellicht opgevallen dat de twee elementen die als het meest reactief worden beschouwd alleen winnaars zijn in hun specifieke categorieën — metalen en niet-metalen. Sorry dat ik een buzzkill ben, maar er is geen definitief antwoord op wie-het-meest-reactieve-element-onder-allen-is, want er zijn er twee nodig om de tango te dansen.

men kan zich afvragen welk element het meest reactief is met natrium? Het antwoord is dan Fluor, niet cesium. Of misschien wil je weten welk element het meest reactief is met stikstof. Het Is Lithium! Schokkend!

de term reactiviteit wordt vaak verkeerd geïnterpreteerd. De vraag is dubbelzinnig, en enigszins onvolledig, zoals dit artikel hopelijk laat zien.