النشاط الكيميائي Chemical reactivity
- يعرّف النشاط الكيميائي على أنه مقياس لقابلية المادة للتفاعل مع مادة أخرى، والتي من الممكن أن تكون على شكل مركبات أو ذرات منفردة، وهذا التفاعل عادةً ما يكون مصحوبًا بانبعاث طاقة.
- أكثر العناصر والمركبات نشاطًا كيميائيًا هي التي تتفاعل تلقائيًا حتى إذا كانت في الماء أو تعرضت للأكسجين الموجود في الهواء.
- يعتمد النشاط الكيميائي بشكل كبير على درجات الحرارة، حيث إنّ زيادة درجة الحرارة تزيد من كمية الطاقة المتوفرة لحدوث التفاعل الكيميائي
- شحنة المادة أيضًا تؤثر في النشاط الكيميائي سواء كانت سالبةً أو موجبةً،
- الهالوجينات والمعادن القلوية هي أكثر العناصر نشاطًا، والتي هي الأصل في تكوين سلسلة النشاط الكيميائي.
سلسلة النشاط الكيميائي
- إن الأصل في سلسلة النشاط الكيميائي يعتمد على تفاعلات الإحلال الوحيد، والتي تحدث عند قيام عنصر أكثر بالإحلال محل عنصر آخر أقل نشاطًا في مركبّه، ولهذا فمن المهم وجود قائمة تحتوي على النشاط الكيميائي النسبي للعناصر المختلفة، ولذلك تم إنشاء سلاسل النشاط الكيميائي ، والتي تحتوي على مجموعة من العناصر المرتبة تنازليًا بحسب نشاطها الكيميائي، وبما أن الفلزات تستبدل بعضها، والهالوجينات تحل محل بعضها البعض، فتم إنشاء سلسلة مختلفة لكل منهما.
أولاً/ متسلسلة النشاط الكيميائي للفلزات
سلسلة من العناصر رتبت طبقا لنشاطها الكيميائي الأكثر نشاطا في الأعلى و الأدنى نشاطا في الأسفل.
- فمثلاً الصوديوم أكثر نشاطا من المغنيسيوم و الألومنيوم ، و المغنيسيوم أكثر نشاطا من الخارصين و النحاس و الخارصين أكثر نشاطا من الحديد و الفضة . فالأكاسيد تختزل بالعناصر التي أعلى العناصر و ليس أسفلها:
CuO + Mg → MgO + Cu
MgO + Cu → لا يحدث تفاعل
فكلما انتقلنا في السلسلة من أسفل لأعلى ، كان تفاعل العنصر مع الماء أو الحموض أكثر نشاطاً و عنفاً . فالصوديوم يتفاعل بعنف مع الماء البارد ، بينما المغنيسيوم يتفاعل ببط مع الماء البارد و لكنه بعنف مع بخار الماء .
- سلسلة النشاط تشمل فقط الفلزات بينما سلسلة النشاط الكهربائي تشمل اللافلزات أيضا.
ثانياً/ متسلسلة النشاط الكيميائي للهالوجينات
- في تفاعلات الإحلال البسيط يحل فيه لافلز محل لافلز آخر في مركب. كما هو شائع في بعض تفاعلات الهالوجينات.
- الهالوجينات لافلزات وهي كالفلزات فهي تظهر مستويات مختلفة من النشاط في تفاعلات الإحلال
- يبين الشكل التالي سلسلة النشاط للهالوجينات
- تبين السلسلة أن الفلور أنشط الهالوجينات واليود أقلها نشاطاً.
- الهالوجين الأنشط يحل محل الهالوجين الأقل نشاطاً في مركب ذائب فى الماء.
- الفلور مثلاً يحل محل البروم في محلول مائي لبروميد الصوديوم . لكن لايحل البروم محل الفلور في محلول مائي لفلوريد الصوديوم.
(F2(g) + 2NaBr(aq) → 2NaF(aq) + Br2(l
Br2(l) + 2NaF(aq) → No reaction
ثالثاُ/ متسلسلة النشاط الإشعاعي Radioactive Disintegration Series
- سلسلة النشاط الإشعاعي تعبر عن أي مجموعة من السلاسل الأربعة المستقلة التي تتكون من ذرات ذات أنوية ذرية ثقيلة غير مستقرة تتحلل عن طريق انبعاث جزيئات ألفا وبيتا حتى تصل إلى حالة الاستقرار.
- وهذه المجموعات الأربع تتكون من عناصر ذات عدد ذري أعلى من 81.
- وهذه السلاسل هي:
(1) سلسلة انحلال الثوريوم: تبدأ بالثوريوم ذي العدد الكتلي 232 وتنتهي بالرصاص النووي ذي العدد الكتلي 208.
(2) سلسلة انحلال اليورانيوم: تبدأ باليورانيوم ذي العدد الكتلي 238 وتنتهي بالرصاص ذي العدد الكتلي 206.
(3) سلسلة انحلال الأكتينيوم: تبدأ باليورانيوم ذي العدد الكتلي 235 وتنتهي بالرصاص ذي العدد الكتلي 207، سميت بسلسلة الأكتينيوم نسبةً لأول عناصرها اكتشافًا.
(4) سلسلة انحلال النبتونيوم: تبدأ بالنبتونيوم ذي العدد الذري 237 وتنتهي بالبزموت ذي العدد الذري 209.
لرؤية عناصر تلك السلاسل بالتفصيل يمكن قراءة الموضوع التالي: Radioactive Disintegration Series
العناصر الخاملة الغير نشطة
- هي عناصر تقع فى المجموعة (18) في الجدول الدوري.
- تضم العناصر الآتية: الهيليوم - النيون - الأرجون - الكربيتون - الزينون - الرادون
- سميت العناصر/ الغازات الخاملة بهذا الأسم نظراً لعدم نشاطها الكيميائي وذلك لأكتمال مستوى طاقة الإلكتروني الأخير بالألكترونات وبهذا تكون ذرات الغاز النبيل ليست في احتياج إلى مساعدة من أياً من الذرات حتى تكمل إلكتروناتها مما يجعلها لا تتفاعل مع أياً من الذرات الأخرى من العناصر.
- سميت الغازات الخاملة بالغازات النبيلة وذلك لعدم إحتياجها للتفاعل مع العناصر الأخري فالنبلاء من البشر لا يتفاعلون ولا يحتكون مع الكثير من طبقات الشعب العاديين، كذلك النبلاء من الغازات لا يتفاعلون بشكل كبير مع باقي العناصر.
- قد تشترك الغازات الخاملة فى التفاعلات ولكن تحت ظروف شديدة جداً.
– كانت هذه الغازات تعرف في السابق باسم الغازات الخاملة لأنه لم يكن يعرف لها أي مركب كيميائي ، و لكن بحلول العام 1962 تمكن العلماء من تحضير مركبات لها.