परमाणु संख्या और क्षार धातुओं की रासायनिक प्रतिक्रिया के बीच संबंध

क्षार धातुएँ नरम और अत्यंत प्रतिक्रियाशील धातुएँ होती हैं, जिनमें से प्रत्येक के सबसे बाहरी कोश में केवल एक इलेक्ट्रॉन होता है। तत्वों की आवर्त सारणी में समूह 1 के रूप में सूचीबद्ध। परमाणु क्रमांक बढ़ने के क्रम में, वे लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, रूबिडियम, सीज़ियम और फ्रांसियम हैं। उनके सभी निचले स्तर के इलेक्ट्रॉन कोश पूरी तरह से भरे हुए हैं। परमाणु क्रमांक बढ़ने के साथ इन धातुओं की रासायनिक अभिक्रियाशीलता लगातार बढ़ती जाती है।

क्षार धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता में योगदान करने वाले तीन कारक हैं नाभिक में धनात्मक आवेश की मात्रा, सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन की दूरी और नाभिक और बाहरी के बीच अन्य इलेक्ट्रॉनों द्वारा परिरक्षण इलेक्ट्रॉन। नाभिक का धनात्मक आवेश परमाणु क्रमांक के बराबर होता है, इस प्रकार लिथियम 3 है, सोडियम 11 है, पोटेशियम 19 है, रूबिडियम 37 है, सीज़ियम 55 है और फ़्रांशियम 87 है। यह बढ़ता हुआ धनात्मक आवेश सबसे बाहरी ऋणात्मक इलेक्ट्रॉन को छोड़ना अधिक कठिन बना देता है। यदि यह एकमात्र कारक होता, तो बढ़ती परमाणु संख्या के साथ क्षार धातु की प्रतिक्रियाशीलता कम हो जाती।

परिरक्षण की विशेषता द्वारा नाभिक के अधिकांश धनात्मक आवेश को सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन तक पहुँचने से रोक दिया जाता है। इसके नीचे के नकारात्मक इलेक्ट्रॉन प्रभावी सकारात्मक चार्ज को सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन "महसूस" करते हैं। आंशिक रूप से परिरक्षण उन कक्षकों की ज्यामिति पर निर्भर करता है जिनमें इलेक्ट्रॉनों को रखा जाता है। यह प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करने में मदद करता है, लेकिन क्षार धातुओं के लिए, तीसरा कारक प्रतिक्रियाशीलता को सबसे अधिक प्रभावित करता है।

नाभिक से दूरी तात्विक प्रतिक्रियाशीलता में अत्यधिक कारक है क्योंकि आकर्षण धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के बीच की दूरी के वर्ग के रूप में घटती जाती है बढ़ती है। यदि किसी इलेक्ट्रॉन की नाभिक से दूरी दुगुनी हो जाती है, तो स्थिरवैद्युत बल चार से विभाजित हो जाता है। नतीजतन, नाभिक से दूरी अक्सर रासायनिक प्रतिक्रिया को निर्धारित करती है। दूरी जितनी छोटी होगी, इलेक्ट्रॉन-प्रेमी तत्व उतना ही अधिक प्रतिक्रियाशील होगा। दूरी जितनी कम होगी, क्षार धातु उतनी ही कम प्रतिक्रियाशील होगी।

इन तीन कारकों के आधार पर, फ्रांसियम सबसे अधिक प्रतिक्रियाशील है, उसके बाद रुबिडियम, सीज़ियम, पोटेशियम और सोडियम, उसी क्रम में हैं। अंत में, लिथियम क्षार धातुओं में सबसे कम प्रतिक्रियाशील है। चूँकि नाभिक और सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन के बीच की दूरी अनिवार्य रूप से की त्रिज्या होती है परमाणु, नाभिक और सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन के बीच बढ़ी हुई दूरी के साथ यह बढ़ती प्रतिक्रियाशीलता बनाता है समझ। चूंकि परमाणुओं की त्रिज्या लिथियम 167 pm (पिकोमीटर), सोडियम 190 pm, पोटैशियम 243 pm, रूबिडियम 265 pm, सीज़ियम 298 pm और फ़्रैन्सियम अभी भी बड़ा है।