Definición de reactividad en química.

En química, la reactividad es una medida de la facilidad con la que una sustancia experimenta una reacción química. La reacción puede involucrar la sustancia por sí misma o con otros átomos o compuestos, generalmente acompañados de una liberación de energía. Los elementos y compuestos más reactivos pueden inflamarse de manera espontánea o explosiva. Por lo general, se queman en el agua y en el oxígeno del aire. La reactividad depende de la temperatura.

El aumento de la temperatura aumenta la energía disponible para una reacción química, generalmente haciéndolo más probable.

Otra definición de reactividad es que es el estudio científico de las reacciones químicas y su cinética.

Tendencia de la reactividad en la tabla periódica

La organización de los elementos en la tabla periódica permite hacer predicciones sobre la reactividad. Ambos elementos altamente electropositivos y altamente electronegativos tienen una fuerte tendencia a reaccionar. Estos elementos se encuentran en las esquinas superior derecha e inferior izquierda de la tabla periódica y en ciertos grupos de elementos. Los halógenos, metales alcalinos y metales alcalinotérreos son altamente reactivos.

  • El elemento más reactivo es flúor, el primer elemento en el grupo halógeno
  • El metal más reactivo es el francio, el último metal alcalino. Sin embargo, el francio es un elemento radiactivo inestable, que solo se encuentra en pequeñas cantidades. El metal más reactivo que tiene un isótopo estable es el cesio, que se encuentra directamente encima del francio en la tabla periódica.
  • Los elementos menos reactivos son los gases nobles. Dentro de este grupo, el helio es el elemento menos reactivo, no forma compuestos estables.
  • El metal puede tener múltiples estados de oxidación y tiende a tener una reactividad intermedia. Los metales con baja reactividad se llaman metales nobles. El metal menos reactivo es el platino, seguido del oro. Debido a su baja reactividad, estos metales no se disuelven fácilmente en ácidos fuertes. Agua regia, una mezcla de ácido nítrico y ácido clorhídrico, se usa para disolver platino y oro.

Cómo funciona la reactividad

Una sustancia reacciona cuando los productos formados a partir de una reacción química tienen una energía más baja (mayor estabilidad) que los reactivos. La diferencia de energía puede predecirse utilizando la teoría de enlace de valencia, la teoría de orbitales atómicos y la teoría de orbitales moleculares. Básicamente, se reduce a la estabilidad de los electrones en sus orbitales. Los electrones desapareados que no tienen electrones en orbitales comparables tienen más probabilidades de interactuar con orbitales de otros átomos, formando enlaces químicos. Los electrones desapareados con orbitales degenerados que están medio llenos son más estables, pero aún reactivos. Los átomos menos reactivos son aquellos con un conjunto lleno de orbitales (octeto).

La estabilidad de los electrones en los átomos determina no solo la reactividad de un átomo, sino también su valencia y el tipo de enlaces químicos que puede formar. Por ejemplo, el carbono por lo general tiene una valencia de 4 y forma 4 enlaces debido a que su configuración electrónica de valencia estado fundamental está medio lleno-en 2s 2 2p 2 . Una explicación simple de la reactividad es que aumenta con la facilidad de aceptar o donar un electrón. En el caso del carbono, un átomo puede aceptar 4 electrones para llenar su orbital o (menos frecuentemente) donar los cuatro electrones externos. Si bien el modelo se basa en el comportamiento atómico, el mismo principio se aplica a los iones y compuestos.

La reactividad se ve afectada por las propiedades físicas de una muestra, su pureza química y la presencia de otras sustancias. En otras palabras, la reactividad depende del contexto en el que se ve una sustancia. Por ejemplo, el bicarbonato de sodio y el agua no son particularmente reactivos, mientras que el bicarbonato de sodio y el vinagre reaccionan fácilmente para formar gas de dióxido de carbono y acetato de sodio.

El tamaño de partícula afecta la reactividad. Por ejemplo, una pila de almidón de maíz es relativamente inerte. Si uno aplica una llama directa al almidón, es difícil iniciar una reacción de combustión. Sin embargo, si el almidón de maíz se vaporiza para formar una nube de partículas, se enciende fácilmente.

A veces, el término reactividad también se usa para describir qué tan rápido reaccionará un material o la velocidad de la reacción química. Según esta definición, la probabilidad de reacción y la velocidad de la reacción están relacionadas entre sí por la ley de velocidad:

Rate = k [A]

donde la velocidad es el cambio en la concentración molar por segundo en la etapa de determinación de velocidad de la reacción, k es la constante de reacción (independiente de la concentración) y [A] es el producto de la concentración molar de los reactivos elevados al orden de reacción (que es uno, en la ecuación básica). De acuerdo con la ecuación, cuanto mayor sea la reactividad del compuesto, mayor será su valor para k y la velocidad.

Estabilidad frente a Reactividad

A veces, una especie con baja reactividad se denomina "estable", pero se debe tener cuidado para aclarar el contexto. La estabilidad también puede referirse a la disminución lenta de la actividad radiactiva o a la transición de los electrones del estado excitado a niveles menos energéticos (como en la luminiscencia). Una especie no reactiva se puede llamar "inerte". Sin embargo, la mayoría de las especies inertes realmente reaccionan en las condiciones adecuadas para formar complejos y compuestos (por ejemplo, un mayor número atómico de gases nobles).

 

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