Förhållandet mellan atomnummer och kemisk reaktivitet hos alkalimetaller

Alkalimetallerna är mjuka och extremt reaktiva metaller, som alla har endast en elektron i sitt yttersta skal. Listas i den periodiska tabellen över elementen som grupp 1. I ordning för att öka atomantalet är de litium, natrium, kalium, rubidium, cesium och francium. Alla deras lägre elektronskal är helt fyllda. Den kemiska reaktiviteten hos dessa metaller blir stadigt större med ökande atomantal.

Bidragande faktorer

Tre faktorer som bidrar till reaktiviteten hos alkalimetallerna är mängden positiv laddning i kärnan, avståndet till den yttersta elektronen och avskärmningen av de andra elektronerna mellan kärnan och det yttre elektron. Den positiva laddningen i kärnan är lika med atomnummer, så litium är 3, natrium är 11, kalium är 19, rubidium är 37, cesium är 55 och francium är 87. Denna ökande positiva laddning gör det svårare för den yttersta negativa elektronen att lämna. Om det var den enda faktorn skulle alkalimetallreaktiviteten minska med ökande atomnummer.

Skärmning

Mycket av den positiva laddningen i kärnan hindras från att nå den yttersta elektronen med karakteristiken för skärmning. De negativa elektronerna under den minskar den effektiva positiva laddningen som den yttersta elektronen "känner". Skärmen beror delvis på geometrin hos orbitalerna i vilka elektronerna hålls. Detta hjälper till att bestämma reaktivitet, men för alkalimetallerna påverkar den tredje faktorn reaktiviteten mest.

Avstånd från kärnan

Avstånd från kärnan är den överväldigande faktorn i elementär reaktivitet eftersom attraktionen mellan positiva och negativa laddningar minskar när kvadraten på avståndet mellan dem ökar. Om en elektron har sitt avstånd fördubblats från kärnan divideras den elektrostatiska kraften med fyra. Som ett resultat bestämmer avståndet från kärnan ofta kemisk reaktivitet. Ju mindre avstånd, desto mer reaktivt är ett elektronälskande element. Ju mindre avståndet är desto mindre reaktivt är en alkalimetall.

Reaktivitetsordningen

Baserat på dessa tre faktorer är francium mest reaktivt, följt av rubidium, cesium, kalium och natrium, i den ordningen. Slutligen är litium minst reaktivt av alkalimetallerna. Eftersom avståndet mellan kärnan och den yttersta elektronen i huvudsak är radien för denna ökande reaktivitet med ökat avstånd mellan kärnan och den yttersta elektronen känsla. Eftersom atomernas radier är litium 167 pm (pikometrar), natrium 190 pm, kalium 243 pm, rubidium 265 pm, cesium 298 pm och francium är fortfarande större.

  • Dela med sig
instagram viewer