가장 반응성이 높은 금속은?

가장 반응성이 높은 금속 - 세슘(Cs)

가장 반응성이 높은 금속은 무엇일까요?

 

주기율표에서 가장 반응성이 높은 금속은 원자번호  87번 프랑슘(Fr)입니다. 프랑슘은 알칼리 금속 중 가장 무거운 원소이자 전기음성도가 가장 작은 금속입니다. 그러나 프랑슘은 자연에서 발견할 수 없고 인공적으로만 만들 수 있는 방사성 원소인데다가 이렇게 만들어진 양 또한 매우 적어 실용적 목적으로의 사용은 불가한 물질입니다. 이런 한계로 인해 프랑슘에 대해 알려진 여러가지 물리적, 화학적 특성들은 직접 측정으로 얻은 값이 아닌, 계산적인 방법에 의해 예측된 값입니다.

 

프랑슘을 제외하면 실질적으로 사용이 가능한 원소 중 가장 반응성이 높은 금속은 원자번호 55번, 세슘(Cs)입니다. 세슘은 물과 폭발적으로 반응하는데, 이보다 더 반응성이 높은 프랑슘은 더욱 극렬하게 물과 반응할 것이라 예상됩니다.

 

금속의 반응성 순서표를 이용해보기

 

금속의 반응성 순서표를 이용하면 가장 반응성이 높은 금속을 기준으로 다른 금속들과의 반응 시 어떠한 일이 발생하는지를 비교하고 예측할 수 있습니다. 이때의 반응성 순서는 금속이 반응 중에 H2를 얼마나 쉽게 치환하는지에 따라 원소를 나열한 순서표 입니다.

 

금속의 반응성 순위

 

만약 금속의 반응성 순서표가 없는 경우 주기율표를 이용해 금속이나 비금속의 반응성을 예측할 수 있습니다. 일반적으로 주기율표상에서 왼쪽으로 갈수록, 그리고 아래쪽으로 내려올수록 반응성이 커집니다. 즉, 알칼리 금속 중 아래쪽 주기의 알칼리 금속의 반응성이 가장 크다는 뜻입니다.

 

주기율표에서 보는 반응성 경향

 

이런 반응성의 증가는 전기음성도의 감소와 관련이 있습니다. 따라서, 주기율표상 전기음성도의 감소 추세를 보면 리튬보다 나트륨의 반응성이 더 낮으며 프랑슘은 세슘보다 반응성이 높을 것으로 예상할 수 있습니다.

 

그렇다면 금속의 반응성을 결정하는 요인은?

 

앞에서 전기음성도와 금속의 반응성은 서로 관련이 있다고 말씀드렸습니다. 전기음성도가 감소한다는 것은 전자를 덜 당기는 것이기 때문에 전자를 잃기가 쉽다는 뜻입니다. 즉, 쉽게 화학 반응에 참여하여 전자를 잃고 화학 결합을 형성하여 최외각 전자껍질을 채울 수 있다는 뜻입니다.

 

반응성이 매우 높은 금속인 세슘은 같은 주기의 반대편에 있는 전기음성도가 높은 할로겐 원소들과 쉽게 결합을 형성할 수 있습니다. 주기율표에서 주기가 커지게 되면 원자의 반경 또한 커지는데, 금속의 경우 가장 바깥의 전자가 양전하를 띄는 핵에서 멀어지게 됩니다. 이렇게 핵에서 멀어진 전자는 상대적으로 쉽게 제거가 가능해 반응성 또한 증가하게 되는 것입니다.

 

금속의 반응성 순위