Reactiviteit (scheikunde): verschil tussen versies

De oorzaken voor de reactiviteit van een chemische verbinding moet voornamelijk gezocht worden in fysische en [[Kwantumchemie|kwantumchemische]] eigenschappen van een verbinding ([[Orbitaal|orbitaalstructuurorbitaal]]structuur), de stabiliteit van de [[Chemische binding|bindingen]] en de elektronenverdeling binnen een molecule of atoomgroep (interne elektronenstructuur via [[Moleculaire orbitaal|moleculaire orbitalen]]). Het zijn met name de [[valentie-elektron]]en van een atoom die zijn reactiviteit vastleggen. Externe parameters, zoals [[temperatuur]], [[Druk (grootheid)|druk]], [[Concentratie (oplossing)|concentratie]], [[pH]], [[elektrische stroom]] en [[straling]], kunnen een invloed op de reactiviteit (op thermodynamisch en kinetisch vlak) uitoefenen.

*''k_B'' de [[Boltzmannconstante|constante van Boltzmann]] (1,38 · 10^-23−23 J · K^-1−1)

*''h'' de [[constante van Planck]] (6,626 · 10^-34−34 J · s)

De oorzaak dat koolstof stabiel is met 4 bindingen moet gezocht worden in de elektronenstructuur van het element. Koolstof bezit in normale toestand 6 [[elektron]]en, waarvan 4 [[Valentievalentie-elektron|valentie-elektronen]]en, die zich in orbitalen bevinden. De elektronenconfiguratie van deze valentie-elektronen is als volgt: 2s²2p². Dit betekent dat er 2 elektronen in het ''p''-orbitaal zitten. Dat is [[Kwantummechanica|kwantummechanisch]] gezien niet stabiel (de twee elektronen in het kleine ''s''-orbitaal stoten elkaar af door tegengestelde [[Wet van Coulomb|coulombkrachten]]) en daardoor zal een elektron uit het ''s''-orbitaal naar het ''p''-orbitaal verhuizen. Dit vereist een hoeveelheid energie, waar tegenover de winst staat van de kleinere afstoting, omdat de elektronenconfiguratie dan 2s¹2p³ wordt en beide orbitalen half gevuld zijn. Men spreekt dan over [[Hybridisatie (scheikunde)|gehybridiseerde sp³-orbitalen]]. Deze toestand is energetisch gezien gunstiger. Wanneer koolstof dan uiteindelijk 4 bindingen aangaat (met [[Waterstof (element)|waterstof]] tot [[methaan]] bijvoorbeeld), dan komt daarbij een grote hoeveelheid energie vrij ([[exotherme reactie]]), die ruimschoots de benodigde energie voor de hybridisatie compenseert.

*[[Polarisatie (elektriciteit)|Polarisatie]] van [[Atoom|atomen]] in een [[Chemische binding|binding]]: door aanwezigheid van sterk [[Elektronegativiteit|elektronegatieve]] [[Chemisch element|elementen]] (zoals [[Zuurstof (element)|zuurstof]] of [[Halogeen|halogenen]]) in een [[Chemische binding|binding]] ontstaat er een ladingsverschuiving. In feite is dit een vervorming (ook wel ''distortie'' genoemd) van de [[elektronenwolk]] naar het meest elektronegatieve element toe. Daardoor worden beide elementen in de binding gepolariseerd: het ene positief (aangegeven met δ⁺) en het andere negatief (aangegeven met δ^–−). Het [[Delta (letter)|delta-teken]] (δ) geeft weer dat de elementen niet volledig positief of negatief zijn geladen (zoals bij ionen), maar slechts gedeeltelijk.