في الكيمياء ، التفاعلية هي مقياس لمدى سهولة خضوع المادة أ تفاعل كيميائي. يمكن أن يشمل التفاعل المادة من تلقاء نفسها أو مع ذرات أو مركبات أخرى ، مصحوبة بشكل عام بإطلاق طاقة. قد تشتعل العناصر والمركبات الأكثر تفاعلاً بشكل تلقائي أو متفجر. وعادة ما تحترق في الماء وكذلك الأكسجين الموجود في الهواء. التفاعلية تعتمد على درجة الحرارة. تؤدي زيادة درجة الحرارة إلى زيادة الطاقة المتاحة للتفاعل الكيميائي ، مما يجعلها أكثر احتمالية عادة.
تعريف آخر للتفاعل هو أنه الدراسة العلمية للتفاعلات الكيميائية و حركية.
اتجاه التفاعل في الجدول الدوري
تنظيم العناصر على الجدول الدوري يسمح للتنبؤات بشأن التفاعل. كلاهما إيجابي للغاية وعالي عناصر كهربي لديهم ميل قوي للرد. توجد هذه العناصر في الزوايا العلوية اليمنى والسفلى اليسرى من الجدول الدوري وفي مجموعات عناصر معينة. ال الهالوجيناتوالمعادن القلوية والمعادن الأرضية القلوية شديدة التفاعل.
- العنصر الأكثر تفاعلاً هو الفلور، العنصر الأول في مجموعة الهالوجين.
- أكثر المعادن تفاعلاً الفرانسيومآخر معدن قلوي (و أغلى عنصر). ومع ذلك ، يعتبر الفرنسيوم عنصرًا مشعًا غير مستقر ، ولا يوجد إلا بكميات ضئيلة. ال معظم المعادن التفاعلية يحتوي على نظير ثابت هو السيزيوم ، والذي يقع مباشرة فوق الفرنسيوم في الجدول الدوري.
- العناصر الأقل رد فعل هي غازات نبيلة. داخل هذه المجموعة ، الهيليوم هو العنصر الأقل تفاعلاً ، ولا يشكل مركبات مستقرة.
- يمكن أن يحتوي المعدن على حالات أكسدة متعددة ويميل إلى التفاعل المتوسط. تسمى المعادن ذات التفاعل المنخفض المعادن النبيلة. أقل المعادن تفاعلاً هو البلاتين ، يليه الذهب. بسبب قلة تفاعلها ، لا تذوب هذه المعادن بسهولة في الأحماض القوية. أكوا ريجيا، خليط من حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك ، يستخدم لإذابة البلاتين والذهب.
كيف يعمل رد الفعل
تتفاعل المادة عندما يكون للمنتجات المكونة من تفاعل كيميائي طاقة أقل (استقرار أعلى) من المواد المتفاعلة. يمكن توقع اختلاف الطاقة باستخدام نظرية تكافؤ التكافؤ ونظرية المدار الذري ونظرية المدار الجزيئي. في الأساس ، يتلخص في استقرار الإلكترونات في المدارات. الإلكترونات غير المزاوجة التي لا تحتوي على إلكترونات في المدارات المماثلة هي الأكثر عرضة للتفاعل مع المدارات من الذرات الأخرى ، لتشكيل روابط كيميائية. الإلكترونات غير المزاوجة مع المدارات المتحللة ونصف المملوءة أكثر استقرارًا ولكنها لا تزال تفاعلية. أقل الذرات تفاعلاً هي تلك التي تحتوي على مجموعة مدارية مليئة (الثماني).
إن استقرار الإلكترونات في الذرات لا يحدد فقط تفاعلية الذرة بل تكافؤها ونوع الروابط الكيميائية التي يمكن أن تشكلها. على سبيل المثال ، يحتوي الكربون عادةً على تكافؤ 4 ويشكل 4 روابط لأن تكوين إلكترون تكافؤ الحالة الأرضية نصف ممتلئ عند 2 ث2 2 ص2. تفسير بسيط للتفاعل هو أنه يزيد بسهولة قبول إلكترون أو التبرع به. في حالة الكربون ، يمكن للذرة إما قبول 4 إلكترونات لملء مدارها أو (أقل في كثير من الأحيان) التبرع بالإلكترونات الخارجية الأربعة. في حين أن النموذج يعتمد على السلوك الذري ، فإن المبدأ نفسه ينطبق على الأيونات والمركبات.
تتأثر التفاعلية بالخصائص الفيزيائية للعينة ونقاوتها الكيميائية ووجود مواد أخرى. وبعبارة أخرى ، يعتمد التفاعل على السياق الذي يتم فيه عرض المادة. على سبيل المثال ، صودا الخبز والمياه ليست تفاعلية بشكل خاص ، بينما يتفاعل صودا الخبز والخل بسهولة لتشكيل غاز ثاني أكسيد الكربون وأسيتات الصوديوم.
يؤثر حجم الجسيمات على التفاعل. على سبيل المثال ، كومة من نشاء الذرة خاملة نسبيًا. إذا طبق المرء لهبًا مباشرًا على النشا ، فمن الصعب بدء تفاعل الاحتراق. ومع ذلك ، إذا تبخر نشا الذرة لعمل سحابة من الجسيمات ، فإنه يشعل بسهولة.
في بعض الأحيان يتم استخدام مصطلح التفاعلية أيضًا لوصف مدى سرعة تفاعل المادة أو معدل التفاعل الكيميائي. بموجب هذا التعريف ، ترتبط فرصة التفاعل وسرعة التفاعل مع بعضها البعض من خلال قانون المعدل:
المعدل = ك [أ]
حيث المعدل هو التغير في تركيز المولي في الثانية في خطوة تحديد المعدل للتفاعل ، ك هو ثابت التفاعل (بغض النظر عن التركيز) ، و [أ] هو نتاج التركيز المولي للمواد المتفاعلة المرفوعة إلى ترتيب التفاعل (وهو واحد ، في الأساس معادلة). وفقًا للمعادلة ، كلما زادت تفاعلية المركب ، زادت قيمته لـ k والمعدل.
الاستقرار مقابل التفاعل
في بعض الأحيان تسمى الأنواع ذات التفاعل المنخفض "مستقرة" ، ولكن يجب توخي الحذر لتوضيح السياق. يمكن أن يشير الاستقرار أيضًا إلى التحلل الإشعاعي البطيء أو انتقال الإلكترونات من الحالة المثارة إلى مستويات أقل نشاطًا (كما هو الحال في التلألؤ). يمكن أن يطلق على الأنواع غير المتفاعلة "خاملة". ومع ذلك ، فإن معظم الأنواع الخاملة تتفاعل في الواقع في ظل الظروف المناسبة لتشكيل المجمعات والمركبات (على سبيل المثال ، عدد ذري أعلى من الغازات النبيلة).