Co można przewidzieć za pomocą serii ćwiczeń?

W chemii seria aktywności pozwala przewidzieć, w jakim stopniu dany pierwiastek reaguje z wodą i kwasami. Chociaż ten rodzaj porządkowania jest używany głównie w przypadku metali, można również organizować niemetale w serię działań. Różne pierwiastki wykazują szeroki zakres potencjału reaktywnego, od wybuchowego do obojętnego. Seria aktywności zawiera elementy uszeregowane z najbardziej reaktywnymi na górze i najmniej reaktywnymi na dole.

Większość pierwiastków w układzie okresowym to substancje metalowe wyróżniające się połyskiem, przewodnością elektryczną i innymi właściwościami fizycznymi. Z wyjątkiem rtęci są to ciała stałe o stosunkowo wysokiej temperaturze topnienia. Cechą definiującą metale jest luźny chwyt, jaki atomy mają na swoich najbardziej zewnętrznych elektronach. To właśnie te elektrony uczestniczą w reakcjach chemicznych i określają rangę w szeregu aktywności. W miarę przesuwania się od góry do dołu kolumny metali w układzie okresowym, aktywność ma tendencję do wzrostu.

Niemetale to pierwiastki takie jak węgiel, siarka i tlen. Fizycznie wydają się być niebłyszczącymi i słabymi przewodnikami elektryczności. Substancje te silnie trzymają swoje zewnętrzne elektrony i mogą nawet „okraść” pobliskie atomy metali z niektórych ich elektronów. W przeciwieństwie do metali, które wydają się być bardziej reaktywne chemicznie wraz ze wzrostem ich liczby atomowej, najcięższe niemetale są mniej reaktywne niż lżejsze.

Seria aktywności wskazuje, jak silnie dany pierwiastek reaguje na roztwory wodne w temperaturze pokojowej. Wśród metali najsilniejsze reakcje znajdziesz wśród grupy alkalicznej, która tworzy pierwszą kolumnę układu okresowego pierwiastków. Seria aktywności obejmująca metale alkaliczne uszereguje je w odwrotnej kolejności, przy czym te najniższe w kolumna na górze listy, ponieważ cez i rubid reagują gwałtowniej niż lit i sód. Halogeny, które stanowią 17 kolumnę, są wysoce reaktywnymi niemetalami. Seria aktywności wykorzystująca halogeny uszereguje je w kolejności, w jakiej występują w układzie okresowym, przy czym fluor jest najbardziej reaktywny.

Woda i kwasy rozpuszczają metale w różnym stopniu, rozpraszając jony metali w roztworze wodnym. Jednak po rozpuszczeniu metalu odzyskujesz go w postaci stałej, rozpuszczając inny o wyższej aktywności. Na przykład, jeśli rozpuścić żelazo z kwasem, a następnie dodaj glin do roztworu, glin rozpuszcza się, a żelazo zamienia się z powrotem w ciało stałe. Aluminium ma wyższą aktywność niż żelazo, więc zajmuje miejsce żelaza w roztworze. Jeśli następnie spróbujesz rozpuścić nikiel tym samym roztworem, nikiel pozostanie ciałem stałym. Aluminium ma wyższą aktywność niż nikiel, więc nikiel nie wypchnie aluminium z roztworu.