ما هو أكثر الفلزات نشاطًا؟

حل سؤال: ما هو أكثر الفلزات نشاطًا؟

• إجابة السؤال هي : الفلزات القلوية مثل الصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K).

شرح الإجابة :

لفهم سبب كون الفلزات القلوية هي الأكثر نشاطًا، يتعين علينا أولاً أن نتأمل طبيعة الفلزات ذاتها. الفلزات بشكل عام تتميز بقدرتها على فقدان الإلكترونات بسهولة لتكوين أيونات موجبة؛ وهذه الخاصية هي جوهر النشاط الفلزي. كلما سهل على الفلز التخلي عن إلكتروناته، زاد نشاطه الكيميائي، حيث يسعى للوصول إلى حالة استقرارية.

تتمركز الفلزات القلوية، وتشمل الليثيوم (Li) والصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K) والروبيديوم (Rb) والسيزيوم (Cs) والفرانسيزم (Fr)، في أقصى يسار الجدول الدوري للعناصر ضمن المجموعة الأولى. هذا الموقع ليس مجرد ترتيب عشوائي، بل يعكس خصائصها الكيميائية الفريدة. إنها تمتلك إلكترونًا واحدًا فقط في الغلاف الإلكتروني الخارجي لذراتها.

إن وجود هذا الإلكترون المفرد في أبعد غلاف عن النواة يجعل عملية فقده سهلة للغاية. وهذا يتطلب طاقة تأين منخفضة جدًا، وهي الطاقة اللازمة لإزالة إلكترون من ذرة متعادلة في حالتها الغازية. كلما قلت هذه الطاقة، زادت سهولة الفقد، وبالتالي ارتفع النشاط الكيميائي للفلز.

كما أن هذه الفلزات تتميز بـ كهروسالبية منخفضة للغاية، وهي مقياس لقدرة الذرة على جذب الإلكترونات نحوها في رابطة كيميائية. انخفاض الكهروسالبية يعني أن الذرة لا تميل إلى سحب الإلكترونات، بل على العكس تمامًا، تميل إلى التنازل عنها بسرعة كبيرة. هذا التضافر بين سهولة فقد الإلكترون وضعف جاذبيتها له يجعلها شديدة التفاعل.

تتجلى هذه الخصائص في تفاعلاتها العنيفة مع العديد من المواد، أبرزها الماء والأكسجين. فمثلًا، عندما يلامس الصوديوم (Na) أو البوتاسيوم (K) الماء، يحدث تفاعل سريع ومصحوب بانطلاق حرارة كبيرة وتصاعد غاز الهيدروجين الذي قد يشتعل تلقائيًا نتيجة الحرارة الشديدة، مكونًا هيدروكسيد الفلز القلوي.

علاوة على ذلك، يزداد نشاط الفلزات القلوية كلما اتجهنا نحو الأسفل في المجموعة الواحدة ضمن الجدول الدوري للعناصر. فذرة السيزيوم (Cs)، على سبيل المثال، أكبر حجمًا من ذرة الصوديوم (Na)، وبالتالي يكون الإلكترون الخارجي بعيدًا جدًا عن جذب النواة، مما يسهل فقده بدرجة أكبر ويجعل السيزيوم أكثر نشاطًا من الصوديوم. أما الفرانسيزم (Fr)، وهو العنصر الأثقل والأكثر نشاطًا في هذه المجموعة، فيعد نادرًا ومشعا.

من المثير للانتباه أن هذا النشاط الشديد لهذه الفلزات يجعلها لا توجد أبدًا في الطبيعة بصورتها النقية كعناصر حرة. بدلاً من ذلك، نجدها دائمًا في شكل مركبات كيميائية مستقرة، مثل الأملاح، حيث تكون قد فقدت إلكترونها وكونت روابط أيونية مع اللا فلزات، مثل الهالوجينات (مثال: كلوريد الصوديوم). هذه التفاعلات تمثل جوهر تفاعلات الأكسدة والاختزال في الكيمياء.

في الختام، يُمكننا القول بأن الفلزات القلوية تتربع على عرش الفلزات النشطة بامتياز، ويعود الفضل في ذلك إلى تركيبها الإلكتروني الفريد الذي يُسهل عليها فقدان إلكترون التكافؤ الوحيد لديها، وهو ما يجعلها تتفاعل بقوة وبسرعة مع العناصر الأخرى لتكوين مركبات كيميائية مستقرة. هذا الفهم يُقدم لنا لمحة عن ديناميكية العالم الكيميائي من حولنا.

أسئلة شائعة:

لماذا تعتبر الفلزات القلوية نشطة جداً؟

تعتبر الفلزات القلوية نشطة جداً لأنها تمتلك إلكتروناً واحداً فقط في غلافها الخارجي. هذا الإلكترون بعيد عن النواة نسبياً، مما يسهل عليها فقده بشدة لتكوين أيون موجب مستقر، وهذا يتطلب طاقة تأين منخفضة.

ما الذي يحدث عند تفاعل الصوديوم مع الماء؟

عند تفاعل الصوديوم مع الماء، يحدث تفاعل عنيف ينتج عنه غاز الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم. يصاحب هذا التفاعل انطلاق كمية كبيرة من الحرارة، مما قد يؤدي إلى اشتعال غاز الهيدروجين وتكون لهب أصفر.

هل جميع الفلزات القلوية بنفس درجة النشاط؟

لا، لا تتساوى جميع الفلزات القلوية في درجة النشاط الكيميائي. يزداد النشاط كلما اتجهنا إلى الأسفل في المجموعة الأولى من الجدول الدوري، أي أن الليثيوم أقل نشاطاً من الصوديوم، والصوديوم أقل نشاطاً من البوتاسيوم وهكذا، بسبب زيادة حجم الذرة وبعد الإلكترون الخارجي عن النواة.

أين توجد الفلزات القلوية في الطبيعة؟

لا توجد الفلزات القلوية في الطبيعة بصورتها النقية كعناصر حرة بسبب نشاطها الكيميائي الكبير. بل توجد دائماً في شكل مركبات كيميائية مستقرة، مثل الأملاح المعدنية وأكاسيدها، وذلك بعد أن تكون قد تفاعلت مع عناصر أخرى.

كيف يتم تخزين الفلزات القلوية في المختبرات؟

يتم تخزين الفلزات القلوية مثل الصوديوم والبوتاسيوم في المختبرات تحت الزيت أو الكيروسين (زيت البرافين). هذا الإجراء يهدف إلى عزلها عن الهواء الجوي والرطوبة، وبالتالي منعها من التفاعل العنيف مع الأكسجين أو بخار الماء الموجود فيهما.