Wissenschaft
Die Reaktivität von Elementen kann durch periodische Trends (Muster innerhalb des Periodensystems) vorhergesagt werden.
Beginnen wir mit periodischen Trends. Die Reaktivität eines Elements ist seine Tendenz, Elektronen zu verlieren oder zu gewinnen.
Die Alkalimetalle (Gruppe 1) haben die höchste Tendenz, Elektronen zu verlieren, was sie zu den reaktivsten Metallen macht. Das liegt daran, dass sie ein Außenelektron besitzen und der Verlust dieses Elektrons ihnen die Stabilität einer äußeren Elektronenschale verleiht, da das nächsttiefere Niveau zum höchsten besetzten Niveau wird. Die Alkalimetalle werden in der Gruppe nach unten hin immer reaktiver, wobei Francium am reaktivsten ist. Dieser Trend ist darauf zurückzuführen, dass jedes Element nach unten hin mehr innere Elektronen hat, die das eine Valenzelektron von der Kernladung abschirmen, wodurch es weniger stark angezogen wird.
Die Erdalkalimetalle (Gruppe 2) sind die nächst reaktiveren Metalle. Sie erreichen Stabilität, indem sie zwei Elektronen verlieren. Es erfordert mehr Energie, ein zweites Elektron zu entfernen, weshalb sie weniger reaktiv sind als die Metalle der Gruppe 1. Die Tendenz bei den Metallen ist, dass sie von unten nach oben immer reaktiver und von oben nach unten immer weniger reaktiv werden.
Die Halogene (Gruppe 17 oder VIIA) sind die reaktivsten Nichtmetalle, weil sie die größte Tendenz haben, ein Elektron zu gewinnen. Dies ist eine Erweiterung des Trends im Periodensystem, dass die Energie, die erforderlich ist, um ein Elektron zu entfernen, über eine Reihe des Periodensystems hinweg zunimmt. Ab einem bestimmten Punkt wird es für ein Atom energetisch günstiger, Elektronen zu gewinnen als zu verlieren. Die Halogene, die 7 Valenzelektronen haben, erreichen ein volles äußeres Niveau, indem sie ein Elektron gewinnen. Die Elemente der Sauerstofffamilie erreichen ein volles Niveau, indem sie zwei Elektronen gewinnen. Die Tendenz für Nichtmetalle (Gruppen 14-18 oder IVA – VIIIA) ist, dass sie reaktiver werden, wenn sie innerhalb einer Gruppe aufsteigen und sich über eine Reihe nach rechts bewegen.
Die Edelgase, Gruppe 18 ganz rechts, sind die am wenigsten reaktiven aller Elemente, da sie ein volles äußeres Elektronenniveau haben.
Es gibt veröffentlichte Daten, die Ihnen helfen, die relative Reaktivität der Übergangsmetalle zu bestimmen, die nicht so eng an Trends gebunden sind. Die Aktivitätsreihe der Metalle ist eine Rangfolge der Reaktivität.
Es ist auch möglich, eine eigene Aktivitätsreihe zu erstellen, indem man mehrere Elemente mit derselben Verbindung reagieren lässt, z. B. indem man eine Reihe von Metallen mit derselben Säure reagieren lässt und sie durch Beobachtung der Reaktionsgeschwindigkeiten in eine Rangfolge bringt.