Reactiviteit en verschil in elektronegativiteit

[PhilipVoets]

Dag,

Ik had in mijn hoofd zitten dat -in algemene zin- de mate van reactiviteit tussen twee elementen toeneemt naarmate het verschil in elektronegativiteit tussen deze twee elementen (en dus ongeveer de “hemelsbrede afstand” tussen beide elementen in het periodiek systeem der elementen) toeneemt; klopt dat? Zo zou K dan bijvoorbeeld sterker dan Na met OH moeten reageren.

Dank alvast!

[Nesciyolo]

Jij weet veel meer van chemie af dan ik dus ik ga niet proberen een inhoudelijk antwoord te geven. Waar ik wel meteen aan moest denken was dit:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Spannings ... er_metalen
Misschien heb je er wat aan.
En dit misschien:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Oxidatietoestand

[PhilipVoets]

Hoi,
Zeker de spanningsreeks der metalen raakt wel sterk aan dit concept.
Dank voor de reactie!

[daniel73]

Ja, dat kun je in heel algemene zin wel zeggen. In de praktijk is de kunst vooral te weten wanneer het geen zin heeft om ermee aan de gang te gaan omdat elementen zeer spaarzaam worden gebruikt; allerlei kleine lokale energieverschillen een rol spelen; effecten van electronegativiteit door een molecuul heen kunnen sijpelen; de vorm van moleculen speelt mee; en, heel belangrijk, de manier waarop welke orbitals met elkaar bindingen en antibindingen aangaan.

Bottom line: 't is allemaal niet zo simpel. Neem bijvoorbeeld het verschil tussen CH₄ (methaan) en SiH₄ (silaan). Zowel C als Si hebben \(\chi\) = 2,5. Het verschil met \(\chi\) van H (zelf 2,1) = 0,4; dus op grond van het elektronegativiteitsverschil zou je verwachten je dat methaan en silaan zich hetzelfde gedragen. Toch zal silaan spontaan aan de lucht ontbranden en methaan niet. Toegegeven, C en Si zijn al chemisch gebonden met H dus helemaal exact voldoen aan je voorbeeld doe ik niet.

Het volgende voorbeeld doet dat wel: koolstof (C) en platina (Pt) hebben dezelfde \(\chi\). Ik kan een stukje zuivere koolstof verwarmen tot roodgloeiende temperaturen waarna het uit zichzelf zal blijven branden met O₂ uit de lucht tot, uiteraard, CO₂. Ik kan zuiver platina uren verhitten tot diezelfde temperatuur... en er zal hoegenaamd niets met het metaal zijn gebeurd. (Dit is een beroemd experiment om leerlingen het verschil tussen tijdelijke en blijvende veranderingen te demonstreren.)

Dus \(\chi\) zegt absoluut niet alles.

[Marko]

Dag,

Ik had in mijn hoofd zitten dat -in algemene zin- de mate van reactiviteit tussen twee elementen toeneemt naarmate het verschil in elektronegativiteit tussen deze twee elementen (en dus ongeveer de “hemelsbrede afstand” tussen beide elementen in het periodiek systeem der elementen) toeneemt; klopt dat? Zo zou K dan bijvoorbeeld sterker dan Na met OH moeten reageren.

Dank alvast!

Ik denk dat je dit vanuit een ander perspectief moet benaderen. Voor elektronegativiteit gelden verschillende definities, maar de oorspronkelijke (en nog steeds min of meer standaard) methodiek van Pauling definiteert elektronegativiteit aan de hand van het verschil in bindingsenergie van een binding tussen 2 verschillende elementen, en de bindingsenergie die die elementen met zichzelf hebben. Dus, het verschil in bindingsenergie van een A-B bining en die van het gemiddelde van A-A en B-B wordt toegekend aan een verschil in elektronegativiteit tussen A en B. Op basis thermodynamische gegevens van zeer veel verschillende stoffen zijn, gemiddelde, waardes voor de elektronegativiteit van de verschillende elementen bepaald.

Maar, terugkomend op de definitie: een groot verschil in elektronegativiteit betekent dus een groot verschil in bindingsenergie, en als A-A en B-B met elkaar reageren, dan zal de vorming van A-B dus de meeste energie opleveren als het verschil in elektronegativiteit het grootst is.

Nu zijn er meer definities van elektronegativiteit, maar die volgen allemaal min of meer dezelfde trend, dus in zijn algemeenheid kun je dit verband wel stellen. Maar als het om reactiviteit gaat komen er toch ook nog een hoop andere effecten bij kijken. In het voorbeeld dat je noemt, KOH en NaOH bestaan niet uit Na-OH en K-OH moleculen maar uit kristallen waarin elke K⁺ of Na ⁺ en elke OH^- aan meerdere ionen van de andere soort trekken; het totaal ervan bepaalt de totale bidingsenergie en stabiliteit van de stof. En KOH en NaOH hebben andere kristalstructuren dus die zijn niet op basis van verschil in elektronegativiteit alleen te vergelijken.