التفاعل في الكيمياء

ما هو النشاط التفاعلي

النشاط التفاعلي هو مفهوم أساسي في الكيمياء يصف قدرة المادة على المشاركة في التفاعلات الكيميائية. يمكن للمواد عالية التفاعلية تكوين مركبات جديدة بسهولة، بينما تظل المواد الأقل تفاعلية مستقرة في ظل ظروف مماثلة.

تشير التفاعلية إلى ميل المادة إلى الخضوع لتحولات كيميائية. ويعتمد ذلك على عوامل مثل التركيب الذري وقوة الرابطة والظروف البيئية. على سبيل المثال، العناصر التي تحتوي على إلكترون واحد في غلافها الخارجي، مثل الفلزات القلوية، عادةً ما تكون تفاعلية للغاية.

التفاعلية الكيميائية في الجدول الدوري

تختلف التفاعلية الكيميائية في الجدول الدوري بطريقة يمكن التنبؤ بها عبر الدورات والمجموعات. فيما يلي لمحة موجزة عن كيفية تغير التفاعلية:

الاتجاهات في التفاعلية الكيميائية

1- تفاعلية الفلزات القلوية (المجموعة 1): تتسم الفلزات القلوية (مثل الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم) بتفاعلية عالية، خاصةً مع الماء. يزداد التفاعل كلما انتقلت إلى أسفل المجموعة، حيث يكون السيزيوم الأكثر تفاعلًا. ويرجع ذلك إلى السهولة التي تفقد بها إلكترون التكافؤ الوحيد.

2- تفاعلية الفلزات القلوية الترابية (المجموعة 2): إن الفلزات القلوية الترابية (مثل المغنيسيوم والكالسيوم والباريوم) تفاعلية أيضًا، ولكنها أقل تفاعلية من الفلزات القلوية. تزداد التفاعلية في أسفل المجموعة، حيث تصبح الذرات أكبر حجمًا وإلكترونات التكافؤ الخاصة بها أبعد من النواة، مما يجعل فقدانها أسهل.

3- تفاعلية الهالوجينات (المجموعة 17): الهالوجينات (على سبيل المثال، الفلور والكلور والبروم واليود) تفاعلية للغاية، خاصةً مع الفلزات القلوية والفلزات القلوية الترابية. تقل تفاعليتها كلما تحركت إلى أسفل المجموعة، حيث يصبح من الصعب على الذرات الأكبر حجمًا جذب الإلكترونات لتكوين أيونات سالبة.

4- تفاعلية الغازات النبيلة (المجموعة 18): تكون الغازات النبيلة (مثل الهيليوم والنيون والأرجون) خاملة بشكل عام لأن لها غلاف إلكتروني خارجي كامل. ونادراً ما تتفاعل مع العناصر الأخرى، على الرغم من أن بعضها، مثل الزينون والكريبتون، يمكن أن تشكل مركبات في ظروف معينة.

5- الفلزات الانتقالية (المجموعات 3-12): الفلزات الانتقالية (مثل الحديد والنحاس والزنك والنحاس والزنك) أقل تفاعلية من الفلزات القلوية أو القلوية الترابية. ويمكنها تكوين حالات أكسدة مختلفة وغالبًا ما تُستخدم كمحفزات في التفاعلات الكيميائية. تتفاوت تفاعليتها، لكنها تميل إلى تكوين مركبات مستقرة.

عبر دورة (من اليسار إلى اليمين):

• تقل التفاعلية الفلزية: تميل الفلزات إلى فقدان الإلكترونات لتكوين أيونات موجبة. كلما تحركت عبر الدورة، تصبح العناصر أقل فلزية وتقل قدرتها على فقدان الإلكترونات.
• تزداد التفاعلية اللافلزية: تصبح العناصر غير الفلزية، وخاصة الهالوجينات، أكثر تفاعلية كلما تحركت إلى اليمين. وهذا لأن لديها قدرة أكبر على اكتساب الإلكترونات وتكوين أيونات سالبة.

تفاعل الفلزات مع الماء والأحماض

تُظهِر الفلزات تفاعلات مختلفة عند تعرضها للماء والأحماض، ويتحدد ذلك إلى حد كبير حسب موقعها في سلسلة التفاعلية.

التفاعل مع الماء

تتفاعل الفلزات عالية التفاعلية مثل البوتاسيوم والصوديوم بقوة مع الماء، فتنتج الهيدروكسيدات وتطلق غاز الهيدروجين:

2Na+2H2H2O →2NaOH+H2

التفاعل مع الأحماض

تتفاعل الفلزات مثل المغنيسيوم والزنك مع الأحماض مثل حمض الهيدروكلوريك لتكوين كلوريدات الفلزات وغاز الهيدروجين:

Mg+2HCl + 2HCl →MgCl2+H2

تتفاعل الفلزات الأقل تفاعلية مثل الحديد ببطء، بينما لا تتفاعل الفلزات منخفضة التفاعل مثل النحاس مع الأحماض في الظروف العادية.

الأسئلة المتداولة

ما الذي يحدد تفاعلية الفلز؟

تتحدَّد تفاعلية الفلز من خلال قدرته على فقدان الإلكترونات، ويتأثر ذلك بموضعه في سلسلة التفاعلية وبنيته الذرية.

لماذا تتفاعل بعض الفلزات مع الماء بينما لا يتفاعل البعض الآخر؟

يمكن للفلزات الأعلى في سلسلة النشاط الكيميائي أن تزيح الهيدروجين من الماء، مما يؤدي إلى تفاعلات، في حين تفتقر الفلزات الأقل مرتبة إلى التفاعلية اللازمة.

كيف تكون سلسلة النشاط الكيميائي مفيدة في التطبيقات الواقعية؟

تساعد سلسلة النشاط التفاعلي في التنبؤ بسلوك الفلزات في التفاعلات، مما يساعد في عمليات مثل استخلاص الفلزات ومنع التآكل.

هل يمكن أن يكون لللافلزات تفاعلية متفاوتة؟

نعم، تُظهر اللافلزات أيضًا مستويات تفاعلية مختلفة، مما يؤثر على قدرتها على تكوين مركبات والمشاركة في التفاعلات الكيميائية.

لماذا لا يتفاعل الذهب مع الأحماض مثل المعادن الأخرى؟ يقع الذهب في أسفل سلسلة التفاعلية، مما يجعله شديد المقاومة للتآكل والتفاعلات مع معظم الأحماض.