Tabla de Contenidos
Dari unsur logam yang dapat kita temukan secara alami, cesium (Cs) adalah yang paling reaktif . Ini tentang elemen 55 dari tabel periodik dan sesuai dengan logam alkali periode keenam. Logam ini bereaksi eksplosif dengan air, dan harus disimpan dengan hati-hati di bawah atmosfir lembam dalam wadah tertutup atau terendam dalam minyak, karena kontak dengan kelembapan di udara saja dapat memicu reaksi.
Menjadi logam alkali, semua reaksi yang melibatkan unsur ini ditandai dengan transfer elektron dari logam ke spesies kimia yang bereaksi, menjadikan cesium sebagai zat pereduksi yang kuat. Dalam semua senyawa yang cesium menjadi bagian setelah reaksi kimia, logam menunjukkan valensi +1.
Mengetahui bahwa logam yang paling reaktif adalah cesium, orang bertanya-tanya apa sebenarnya artinya menjadi logam reaktif dan bagaimana reaktivitas ini diukur. Kita juga bisa bertanya pada diri sendiri mengapa cesium adalah logam yang paling reaktif dan bukan logam lain? Dengan kata lain, faktor-faktor apa saja yang menentukan reaktivitas kimia dalam unsur-unsur pada umumnya dan logam pada khususnya? Masalah ini dan lainnya akan diklarifikasi dalam artikel ini.
Apa itu reaktivitas kimia?
Seperti namanya, reaktivitas kimia adalah ukuran kecenderungan suatu zat kimia, baik itu unsur atau senyawa, untuk berpartisipasi dalam reaksi kimia . Ketika kita mengatakan bahwa satu unsur atau senyawa kimia lebih reaktif daripada yang lain, kita biasanya mengartikan bahwa yang pertama bereaksi lebih cepat atau lebih besar daripada yang kedua.
Meskipun merupakan konsep yang tampaknya sederhana, itu bisa menjadi ambigu. Ini karena tidak semua unsur dan tidak semua senyawa kimia berpartisipasi dalam reaksi yang sama, atau bahkan jenis reaksi yang sama. Ini membuatnya membingungkan atau sulit untuk membandingkan reaktivitas berbagai jenis atau kelas zat.
Dalam pengertian ini, ketika berbicara tentang reaktivitas kimia dan ketika membandingkan reaktivitas kimia dari unsur-unsur yang berbeda, perlu untuk mengelompokkannya dan hanya membandingkan unsur-unsur yang terkait satu sama lain dan yang dapat berpartisipasi dalam kelas reaksi kimia yang sama . Ini adalah satu-satunya cara untuk menetapkan urutan reaktivitas elemen secara akurat. Justru karena alasan inilah, ketika berbicara tentang cesium sebagai unsur yang paling reaktif, kami mengacu pada kelas unsur yang termasuk di dalamnya, yaitu logam.
Bagaimana reaktivitas logam diukur?
Untuk membandingkan reaktivitas elemen yang berbeda, jenis reaksi harus dipilih sebagai referensi. Reaksi ini harus umum untuk semua elemen kelompok yang dibandingkan. Dalam kasus logam, reaksi yang sering digunakan sebagai pengujian adalah kecenderungan logam untuk menggantikan atau menggantikan hidrogen dalam senyawa tertentu.
Contohnya adalah reaksi logam dengan air, di mana logam menggantikan hidrogen untuk membentuk molekul hidrogen dan masing-masing logam hidroksida. Dalam kasus logam yang tidak cukup reaktif untuk bereaksi dengan air, mereka direaksikan dengan asam mineral seperti asam nitrat atau asam sulfat .
Ketika kita mengurutkan logam terlebih dahulu berdasarkan reaktivitasnya terhadap air dan kemudian berdasarkan reaktivitasnya terhadap asam mineral, kita mendapatkan apa yang disebut deret reaktivitas untuk logam. Seri ini dapat digunakan, antara lain, untuk memprediksi apakah satu logam mampu menggantikan yang lain dalam suatu senyawa kimia.
Faktor-faktor yang menentukan kereaktifan suatu logam
Reaktivitas berbagai unsur kimia ditentukan oleh cara elektron penyusunnya diatur dan didistribusikan. Yang terakhir ini disebut konfigurasi elektronik. Dari semua elektron, yang paling menentukan sifat kimia yang berbeda dari unsur-unsur, termasuk logam, adalah elektron valensi atau kulit terakhir atau tingkat energi.
Berikut ini menjelaskan bagaimana konfigurasi elektron ini, bersama dengan faktor lain dari struktur atom, menentukan reaktivitas logam.
Konfigurasi elektronik
Seperti disebutkan baru-baru ini, konfigurasi elektron suatu unsur, dan, khususnya, konfigurasi kulit valensi, merupakan penentu banyak sifat kimia unsur, seperti valensi atau keadaan oksidasi yang ditunjukkannya ketika digabungkan dengan unsur lain .
Dalam kasus logam, unsur-unsur ini dicirikan dengan memiliki kulit valensi dengan sedikit elektron atau dengan elektron yang terletak di orbital atom yang sangat mudah dihilangkan. Dalam kasus cesium, kulit valensinya dibentuk oleh satu elektron dalam orbital 6s. Elektron ini mengelilingi sekumpulan elektron yang terdistribusi dengan cara yang sama seperti elektron Xe, yang merupakan gas mulia dengan konfigurasi elektron yang sangat stabil.
Hal ini memudahkan cesium untuk kehilangan satu elektron dari kulit valensinya, sehingga mencapai konfigurasi elektron dari gas mulia.
muatan nuklir yang efektif
Muatan nuklir efektif adalah ukuran gaya tarik aktual yang dirasakan oleh elektron terluar atom. Dengan mengisi orbital atom secara bertahap, dimulai dari yang paling dekat dengan nukleus dan berlanjut dengan yang terluar, keberadaan elektron dalam memberikan efek perisai pada elektron terluar karena tolakan elektrostatik antara muatan dengan tanda yang sama. Hal ini membuat elektron valensi kurang tertarik ke inti dan lebih mudah dilepaskan selama reaksi kimia.
Elektron valensi tunggal Cesium berada pada tingkat energi 6 dan dilindungi oleh 54 elektron dalam lainnya. Ini sangat mengurangi gaya tarik inti pada elektron tersebut, sehingga terasa muatan inti efektif yang sangat rendah. Pada gilirannya, ini membuatnya sangat mudah untuk melepaskan elektron ini, yang menjelaskan reaktivitas yang lebih tinggi dari unsur ini dibandingkan dengan logam alkali lainnya.
radio atom
Dengan fakta bahwa mereka mengurangi gaya tarik inti, unsur-unsur dengan muatan nuklir efektif yang lebih kecil juga cenderung memiliki jari -jari atom yang lebih besar . Karena gaya tarik elektrostatik antara inti positif dan elektron bergantung pada jarak, semakin jauh dari inti juga membantu mengurangi gaya tarik elektron valensi, membuat cesium lebih reaktif.
energi ionisasi
Energi ionisasi adalah ukuran jumlah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron valensi terakhir dari atom. Energi ionisasi adalah sifat yang berhubungan langsung dengan faktor-faktor tersebut di atas. Dengan mengikat kurang erat ke nukleus, unsur-unsur seperti cesium memiliki energi ionisasi yang lebih rendah daripada unsur-unsur lain pada tabel periodik.
keelektronegatifan
Akhirnya, keelektronegatifan adalah sifat lain yang menentukan reaktivitas. Sifat ini mengukur kecenderungan atau kemampuan suatu atom untuk menarik pasangan elektron ikatan ketika atom tersebut membentuk ikatan kimia dengan atom lain. Ini adalah sifat relatif, karena diukur berdasarkan seberapa besar kerapatan elektronik dari ikatan kimia yang berhasil menarik ke arah dirinya sendiri ketika dihubungkan ke atom lain; namun, nilainya tidak dapat ditentukan jika atom itu sendiri, yaitu ketika tidak terikat.
Kemudian, nilai keelektronegatifan memungkinkan kita untuk memprediksi, di antara dua atom, mana yang akan mampu menarik elektron dengan gaya yang lebih besar. Cesium adalah salah satu unsur yang paling tidak elektronegatif pada tabel periodik, jadi kecenderungannya, alih-alih menarik elektron, justru melepaskannya untuk membentuk kation.
Kecenderungan Periodik Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Reaktivitas
Sekarang kita tahu faktor apa yang mempengaruhi reaktivitas dan mengapa mereka mempengaruhinya, kita lebih siap untuk memahami mengapa cesium adalah unsur yang paling reaktif. Untuk melakukannya, kita harus mempertimbangkan bahwa sifat-sifat ini menunjukkan perilaku yang relatif dapat diprediksi saat kita berpindah dari satu unsur ke unsur berikutnya dalam tabel periodik. Artinya, ini berkaitan dengan sifat periodik unsur-unsur.
Selama periode
Saat kita bergerak melalui suatu periode (yaitu, sepanjang baris yang sama dalam tabel periodik), muatan inti semakin meningkat, tetapi, karena semua elektron baru terletak di kulit valensi yang sama, efek perisai tidak meningkat secara signifikan. .
Oleh karena itu, saat kita bergerak ke kanan dalam satu periode, muatan inti efektif bertambah. Ini juga membawa konsekuensi bahwa jari-jari atom berkurang. Kedua efek ini berkontribusi pada peningkatan gaya inti menarik elektron valensi, itulah sebabnya energi ionisasi juga meningkat dari kiri ke kanan.
Semua hal di atas menyebabkan reaktivitas logam menurun dari kiri ke kanan pada tabel periodik, yang sama dengan mengatakan bahwa ia meningkat dari kanan ke kiri. Karena alasan ini, logam yang paling reaktif pada tabel periodik adalah logam alkali.
di seluruh kelompok
Saat kita bergerak ke atas atau ke bawah suatu golongan pada tabel periodik, kulit atau tingkat energi tempat elektron valensi berada berubah. Saat kita turun satu golongan, jumlah kulit elektron pelindung di bawah kulit valensi meningkat, yang mengurangi muatan inti efektif dan meningkatkan jari-jari atom. Turun satu golongan, keelektronegatifan juga berkurang, yang sama dengan mengatakan bahwa unsur-unsur menjadi lebih elektropositif.
Untuk alasan yang sama yang disebutkan di atas, ini menurunkan energi ionisasi, membuat atom yang lebih rendah dalam golongan lebih reaktif sebagai logam.
Cesium (Cs) versus Francium (Fr)
Melihat tren periodik dari sifat-sifat yang dijelaskan di atas, menjadi jelas bahwa logam yang paling reaktif adalah logam yang paling kiri dan paling bawah tabel periodik. Namun, ketika kita melihat unsur mana yang berada pada posisi tersebut, kita melihat bahwa itu bukanlah cesium melainkan fransium.
Lalu, mengapa kita mengatakan bahwa cesium adalah logam yang paling reaktif? Bukankah seharusnya fransium?
Memang, berdasarkan pengamatan tren periodik dan perhitungan teoretis, diperkirakan bahwa fransium lebih reaktif daripada cesium. Namun, alasan mengapa cesium dianggap paling reaktif dan bukan fransium adalah karena fransium merupakan unsur sintetik. Artinya, fransium tidak ada di alam, tetapi harus disintesis dalam akselerator partikel melalui fusi nuklir.
Seperti semua unsur sintetik, begitu inti fransium disintesis atau dibentuk, ia dengan cepat hancur karena merupakan inti yang sangat tidak stabil. Untuk alasan ini, sejumlah besar fransium tidak dapat disintesis untuk membuatnya bereaksi dengan air atau bahan kimia lain untuk menentukan reaktivitasnya. Singkatnya, kami berasumsi bahwa fransium harus lebih reaktif daripada cesium, tetapi kami tidak memiliki cara untuk mengetahuinya, jadi kami memiliki logam paling reaktif yang reaktivitasnya dapat kami ukur.
Logam paling reaktif versus elemen paling reaktif
Terakhir, ada baiknya membuat komentar kecil terkait elemen yang paling reaktif. Seperti disebutkan di awal, reaktivitas hanya dapat dibandingkan jika zat yang kita bandingkan berpartisipasi dalam jenis reaksi karakteristik yang sama.
Karena alasan ini, berbicara tentang unsur yang paling reaktif dalam tabel periodik adalah ambigu, mengingat logam dan nonlogam berpartisipasi dalam reaksi kimia yang sangat berlawanan. Namun, fluor biasanya dianggap sebagai unsur paling reaktif di seluruh tabel periodik karena kemampuannya untuk bereaksi dengan berbagai zat kimia, bahkan menyerang kaca dan bahan lain yang biasanya lembam.
Referensi
BBC. (n.d.). Seri reaktivitas – Seri reaktivitas – Kimia GCSE (Ilmu Tunggal) . BBC Menggigit. https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zcxn82p/revision/1
Chang, R., & Goldsby, K. (2013). Kimia (edisi ke-11). McGraw-Hill Interamericana de España SL
Libretext. (2020, 15 Agustus). Kelompok 1: Reaktivitas Logam Alkali . Teks Libre Kimia. https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/
MINEDUC. Cabai. (n.d.). Hidrogen digantikan oleh logam. Seri aktivitas logam. Kurikulum nasional. https://www.curriculumnacional.cl/portal/Educacion-General/Ciencias-Naturales-1-Medio-Eje-Quimica/CN1M-OA-19/133544:Hidrogeno-desplazado-por-metales-Serie-de-actividad- dari logam
Seri reaktivitas . (2019, 25 Agustus). Fisika dan kimia . https://lafisicayquimica.com/serie-de-reactividad/
Vedanthu. (2020, 6 Oktober). Logam yang paling reaktif adalah?(A) Natrium(B) Magnesium(C) Kalium(D) Kalsium . Vedantu.Com. https://www.vedantu.com/question-answer/the-most-reactive-metal-is-a-sodium-b-magnesium-class-10-chemistry-cbse-5f7c7d3763e3867bef7676d9
