ترتيب العناصر حسب النشاط الكيميائي
يتم ترتيب العناصر الكيميائية حسب نشاطها الكيميائي اعتماداً على عدة تفاعلات؛ مثل تفاعلها مع الماء، وتفاعلها مع الأحماض، وبناءً على هذا الترتيب يتم وضعها ضمن سلسلة تسمى سلسلة النشاط الكيميائي أو سلسلة التفاعليّة.[١]
التفاعلات المستخدمة لترتيب العناصر حسب النشاط الكيميائي
تم اعتماد ثلاثة تفاعلات تستخدم لِترتيب العناصر حسب نشاطها الكيميائي، وهي كما يأتي:[١][٢]
التفاعل مع الماء
تمتاز العناصر الأكثر تفاعلاً بقدرتها على التفاعل مع الماء؛ وإنتاج هيدروكسيد العنصر وغاز الهيدروجين، فمثلًا يعد الصوديوم عنصرًا نشيطًا جدًا في تفاعله مع الماء؛ حيث يتفاعل بسرعة منتجاً هيدروكسيد الصوديوم وغاز الهيدروجين، كما في المعادلة الآتية:
2Na+2H2O → 2NaOH+H2(g)
التفاعل مع الأحماض
تمتاز العناصر ذات التفاعلية العالية بقدرتها على التفاعل مع الأحماض؛ وإنتاج ملح العنصر وغاز الهيدروجين، فثلًا يتفاعل الخارصين بسهولة مع حمض الكبريتيك منتجًا ملح كبريتات الخارصين وغاز الهيدروجين، كما في المعادلة الآتية:
Zn+H2SO4 → ZnSO4+H2(g)
تفاعلات الإزاحة المفردة
يحل العنصر الكيميائي مكان أي عنصرٍ يقع تحته في سلسلة النشاط الكيميائي؛ أي أن العنصر الأكثر نشاطًا يحل محل العنصر الأقل نشاطًا، فمثلًا يعد عنصر الزنك أكثر نشاطًا من النحاس؛ ولذلك فهو قادر على إزاحة أيونات النحاس من المحلول، كما في المثال الآتي:
+2 Cu+2 +Zn → Cu + Zn
سلسلة النشاط الكيميائي
يمكن تعريف سلسلة النشاط (بالإنجليزية: Reactivity Series) بأنها ترتيب تنازلي لِنشاط العناصر الكيميائية المختلفة، حيث يكون العنصر الموجود في الأعلى هو الأكثر نشاطًا كيميائيًا، والعنصر الموجود في الأسفل هو الأقل نشاطًا كيميائيًا،[٣] وفيما يأتي ترتيب لبعض أهم العناصر حسب سلسلة النشاط الكيميائي للعناصر من الأعلى إلى الأقل نشاطًا:[٤]
- ليثيوم (Li).
- بوتاسيوم (K).
- كالسيوم (Ca).
- صوديوم (Na).
- مغنيسيوم (Mg).
- ألمنيوم (Al).
- خارصين (Zn).
- حديد (Fe).
- رصاص (Pb).
- هيدروجين (H2).
- نحاس (Cu).
- فضة (Ag).
- ذهب (Au).
يمكن تلخيص تفاعل عناصر السلسلة على النحو الآتي:[٤]
- تعد المعادن الموجودة في أعلى السلسلة عوامل اختزال قوية؛ بمعنى أنها تتأكسد بسهولة.
- تتفاعل العناصر من 1 إلى 4 (K, Na, Li, Ca) مع الماء البارد والحمض، وتُنتج هيدروكسيد العنصر وغاز الهيدروجين، وتعرف بالعناصر النشطة جدًا.
- تتفاعل العناصر من 5 إلى 7 (Mg, Al, Zn) مع بخار الماء والحمض، وتُنتج هيدروكسيد العنصر وغاز الهيدروجين، وتعتبر معادن نشطة.
- يتفاعل الحديد (Fe) والرصاص (Pb) مع الأحماض، ويُنتجان هيدروكسيد العنصر وغاز الهيدروجين.
- يندرج الهيدروجين في موقعه رقم 11 في السلسلة للمقارنة بين تفاعلات العناصر.
- يمكن للنحاس الاتحاد مع الأكسجين (O2) وإنتاج أكسيد النحاس.
- الذهب والفضة لا يتفاعلان مع الماء أو الحمض، ويمكن تَحليلهما بالتسخين.
- يمكن استبدال كل عنصر في السلسلة من مركب بأي من العناصر الموجودة فوقه.
أهمية ترتيب العناصر حسب النشاط الكيميائي
يعد ترتيب العناصر حسب النشاط الكيميائي أمرًا مهمًا جدًا، ويمكن تلخيص أهميته في النقاط الآتية:[٣]
- تساعد في التنبؤ بنتائج تفاعل عناصر السلسلة مع الماء وتفاعلها مع الأحماض.
- التنبؤ بالعناصر التي ستحل محل المعادن الأخرى في تفاعلات الإزاحة والاستبدال.
- تساعد في استخراج المعادن من المخاليط والخامات.
- معرفة العناصر التي تصدر غاز الهيدروجين عند تفاعلها مع الماء والأحماض.
المراجع
- ^ أ ب Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (10-2-2020), "Reactivity Series Definition in Chemistry", thoughtco, Retrieved 31-7-2021. Edited.
- ↑ Stephen Lower (3-11-2020), "P3: Activity Series of Metals", libretexts, Retrieved 8-8-2021. Edited.
- ^ أ ب "Reactivity Series", byjus, Retrieved 31-7-2021. Edited.
- ^ أ ب Deepnika Jain (6-4-2018), "Reactivity Series of Metals", toppr, Retrieved 31-7-2021. Edited.
