Qual é o elemento mais reativo na tabela periódica?

2 meses ago
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O que um químico disse a outro quando o encontrou atormentado? “Por que você está angustiado em sódio? Eu acho que você está reagindo demais! “Veja o que eu fiz lá? Às vezes eu me pergunto por que – apesar da minha hilaridade – eu acho muito difícil fazer amigos …De qualquer forma, além das minhas notas ruins, a primeira coisa que me vem à mente quando penso em química é os laboratórios, vasos de formas estranhas, como se fossem reflexos de espelhos de carnaval e explosões ardentes. De vez em quando, alguém murmura “reação” ou “reatividade”, termos tão onipresentes que você os encontrará infiltrando livros de química até sua última página. É exatamente o que estamos preocupados agora.

Desprovido de qualquer jargão técnico, uma “reação” é exatamente o que isso significa, uma resposta. A reatividade, por outro lado, pode ser definida como a medida de quão fácil uma espécie química irá participar em uma reação e formar ligações químicas. Então, a questão se torna – qual elemento é o mais fácil de incitar? Mas primeiro…

O que determina a reatividade de um elemento?

Em termos simples, uma reação química é a oportunidade perfeita para compradores e vendedores para comprar e vender bens. Os compradores e vendedores são elementos químicos. Os bens são elétrons e a moeda que está sendo trocada é energia.

O propósito deste comércio é alcançar a estabilidade, uma configuração ótima de elétrons, que é alcançada quando o casco de valência de um elemento (mais externo) é completamente preenchido ou esvaziado. Basicamente, um elemento pode comprar mais elétrons para preencher seu penúltimo shell ou vendê-los para esvaziá-lo.

Quanto menos elétrons envolvidos, menor a despesa de energia. Qualquer um que esteja familiarizado com a maneira parsimoniosa de funcionamento da natureza adivinhará que os negócios que exigem a menor quantidade de energia são os que são mais prováveis ​​de ocorrer. Isso faz sentido, pois um elemento preferiria perder elétrons e tornar-se vazio se o seu casco mais externo estiver menos do que parcialmente preenchido ou ganhar algum para preencher, se for mais que meio cheio. Comprar seis quando você pode simplesmente perder dois seria pura tolice, mas mais importante, caro!

Assim, a reatividade é uma função da facilidade com que um elemento perde ou gera elétrons.

Como estimamos os incentivos de um elemento?

A tabela periódica e suas “tendências”

Como descobrimos se um elemento é comprador ou vendedor? Referimo-nos à tabela periódica.

A tabela periódica é um lembrete de que os cientistas são border-line OCD e não pode ajudar, mas organizar tudo de uma maneira extremamente simples e ordenada. A tabela periódica organiza todos os elementos que conhecemos de forma colocada.

A tabela organiza elementos de acordo com seu número atômico, que é o mesmo que o número de prótons ou  elétrons que eles englobam. (Não é estranho que eles tendem a ser exatamente o mesmo?)

Tendência 1

O número de elétrons no casco de valência aumenta em um ao analisar cada elemento em uma linha, embora o número de conchas permaneça o mesmo. O número de conchas pode ser deduzido do número da linha. Por exemplo, cada elemento na segunda linha conterá apenas dois shells e assim por diante.

Uma conseqüência dessa tendência é que o raio atômico diminui à medida que avançamos para o último residente de uma linha. Por isso, o aumento de elétrons está sendo refletido pelo aumento de prótons no centro, enquanto que o primeiro deve inserir no mesmo invólucro. Na guerra de puxão entre os prótons e os elétrons incrementais, o primeiro gera, resultando em uma maior atração nuclear, puxando todas as suas conchas mais próximas.

Portanto, devido a uma forte atração de atração, um elemento é mais provável de comprar ou ganhar elétrons à medida que nos movemos ao longo de uma linha. A medida da capacidade de um elemento de puxar elétrons para ele é conhecida como eletronegatividade. O elemento mais eletro-negativo é o mais provável para roubar elétrons e reagir o mais rápido.

Tendência 2

Outra tendência é o aumento do raio de elementos à medida que avançamos por uma coluna, enquanto o número de elétrons de valência permanece o mesmo, mesmo que o número atômico continue aumentando. Isso ocorre porque o aumento de elétrons é paralelo ao aumento de conchas. Os metais pesados ​​têm um raio aumentado, especialmente aqueles no fundo mais alto. Eles ilustram a atração nuclear mais pobre e, conseqüentemente, têm uma baixa retenção em seus elétrons externos.

A medida da capacidade de um elemento de perder elétrons é conhecida como eletro-positividade, e aumenta à medida que nos movemos para baixo uma coluna. Novamente, o elemento mais eletropositivo é o mais propenso a desistir de seus elétrons e reagir o mais rápido.

Agora que conhecemos as regras, vamos revelar os vencedores.

Flúor

O flúor é o primeiro elemento no grupo de halogéneos. É um gás amarelo pálido, diatômico, altamente corrosivo e inflamável com um odor pungente. Seu número atômico é 9, e tem 7 elétrons repletos de embalagem em sua casca de valência. Além disso, ele reside na segunda linha, o que implica que todos os seus 9 elétrons estão de alguma forma abarrotados em apenas 2 conchas.

Um invólucro de valência de 7 elétrons exige que ele ganhe apenas um único elétron para completar sua concha final e alcançar a estabilidade, o que não é um grande feito quando se considera seu tamanho pequeno e força nuclear vigorosa. O flúor é identificado como o elemento mais eletronegativo na tabela periódica, tornando-se o agente redutor mais forte. É o mais reativo não-metal.

O flúor é tão reativo que pode queimar substâncias que, em geral, considerariam não inflamáveis. Pode queimar vidro, água e até areia! Sua promiscuidade torna impossível armazená-lo ou isolá-lo em sua forma mais pura. Devido à sua reatividade feroz, sua história inicial de isolamento e experimentação é preenchida com acidentes fatais. Sim … fatal.

Césio

Césio é um metal dourado que reage explosivamente com ar e água. O número atômico é 55. O césio reside na primeira coluna e a segunda na última linha. Como discutimos, o raio de um elemento tão baixo na coluna é bastante grande em comparação com os elementos acima.

Césio

(Foto de Crédito: Dnn87 / Wikimedia Commons)

O grande raio torna sua atração nuclear ineficaz e torna-se terrível. Seu tamanho grande torna altamente suscetível à ionização. É altamente aquiescente e prontamente desiste do único elétron em seu casco de valência para alcançar a estabilidade, tornando-o altamente reativo. Césio é o metal mais reativo na tabela periódica, tanto que trabalhar com este metal muitas vezes acaba em explosões!

Francium

Francium é o último elemento na primeira coluna, sentado logo abaixo do Césio, tornando-o o maior átomo da coluna. Logicamente, deduzi-se que o Francium deve possuir uma reatividade superior em relação ao Césio, mas este não é o caso.

Estima-se que não há mais de uma onça na crosta da Terra de cada vez. Como é tão natural, os cientistas devem produzir isso para estudá-lo.

Francium

(Foto: MarlonMarin1 / Wikimedia Commons)

No entanto, mesmo quando está de alguma forma isolado, não dura muito tempo. O Francium é de natureza radioativa , tendo uma meia-vida de apenas 22 minutos, então ele se decaça antes que ele tenha a chance de reagir! Além disso, a presença de tantos prótons faz com que seus elétrons se movam em velocidades incrivelmente altas. Como Einstein percebeu, em escalas tão pequenas e velocidades tão altas, coisas estranhas começam a ocorrer – os elétrons se aconchegam um pouco mais perto do núcleo do que um esperaria logicamente, tornando-os um pouco mais difíceis de se livrar.

Então, parece que o Francium é o elemento mais reativo, infelizmente  teoricamente .

Alerta Spoiler!

Você pode ter percebido que os dois elementos considerados mais reativos são os vencedores apenas em suas categorias específicas – metais e não metais. Desculpe ser um buzzkill, mas não há uma resposta definitiva para quem é o mais-reativo-elemento-entre todos, porque leva dois para tango.

Pode-se perguntar qual elemento é o mais reativo com o Sódio? A resposta é então Fluorine, não Cesium. Ou, talvez você queira saber qual elemento é o mais reativo com o nitrogênio. É lítio! Shocker!

O termo reatividade é frequentemente notoriamente mal interpretado. A questão é ambígua, e um pouco incompleta, como mostra este artigo.

Referências:

  1. Sonoma State University
  2. Universidade de Michigan
  3. Sonoma State University Research 2
  4. Universidade de Oakland
  5. A Royal Society of Chemistry
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