Натрій

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Натрій (Na)
Атомний номер 11
Зовнішній вигляд сріблясто-білий м'ягкий метал
Властивості атома
Атомна маса
(молярна маса)
22.989768 а.о.м. (г/моль)
Радіус атома 190 пм
Енергія іонізації
(перший електрон)
495.6(5.14) кДж/моль (еВ)
Електронна конфігурація [Ne] 3s1
Хімічні властивості
Ковалентний радіус 154 пм
Радіус іона 97 (+1e) пм
Електровід'ємність
(за Полінгом)
0.93
Електродний потенціал
Ступені окислення 1
Термодинамічні властивості
Густина 0.971 г/см3
Питома теплоємність 1.222 Дж/(K моль)
Теплопровідність 142.0 Вт/(м К)
Температура плавлення 370.96 K
Теплота плавлення 2.64 кДж/моль
Температура кипіння 1156.1 K
Теплота випаровування 97.9 кДж/моль
Молярний об'єм 23.7 см3/моль
Кристалічна ґратка
Структура ґратки кубічна об'ємноцентрована
Період ґратки 4.230 Å
Відношення c/a n/a
Температура Дебая 150.00 K
Періодична система елементів
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

Зміст

[ред.] Історія

Натрій вперше був отриманий англійським хіміком Гемфрі Деві в 1807 році електролізом твердого NAOH.

[ред.] Поширення в природі

Натрій належать до найбільш поширених елементів На нього припадає 2,64% маси земної кори. У зв'язку з високою хімічною активністю він зустрічаються тільки у вигляді різних сполук. Деякі з них, як хлорид натрію, сульфат натрію, утворюють потужні родовища.

Найбільші поклади хлориду натрію NaCl (кам'яна сіль, або галіт) є на Уралі в районах м. Солікамська та м. Соль-Ілецька, на Донбасі та в інших місцях. Значні кількості хлориду натрію добуваються у вигляді самосадної солі з соляних озер Ельтон і Баскунчак у західному Казахстані. Величезні запаси сульфату натрію Na2SO4•10H2O (мірабіліт) нагромаджені в затоці Кара-Богаз-Гол у східній частині Каспійського моря.

[ред.] Фізичні властивості

У вільному стані натрій - сріблясто-білий легкий і м'який метал. Густина - 0,968 г/см3. Температура плавлення - 97,83°С.

[ред.] Хімічні властивості

Натрій належить до головної підгрупи першої групи періодичної системи Менделєєва. Його атоми мають на зовнішньому електронному шарі по одному електрону, який вони легко втрачають і перетворюються в іони з одним позитивним зарядом. Тому в своїх сполуках натрій буває лише позитивно одновалентним. Натрій — дуже активний метал. Легко втрачаючи свої валентні електрони, він є дуже сильним відновником. В електрохімічному ряді напруг він займає друге місце зліва від водню. У сухому повітрі натрій енергійно взаємодіє з киснем повітря і перетворюється в геміоксид:

  • 4Na + O2 = 2Na2O

Тому його зберігають під шаром гасу або мінерального масла. З галогенами натрій реагує дуже енергійно з утворенням солей галогеноводневих кислот: NaCl, NaBr тощо. З рідким бромом він сполучаються навіть з вибухом. З сіркою при деякому нагріванні утворює сульфіди: Na2S. З водою реагує дуже бурхливо, навіть з вибухом. Ще більш бурхливо реагує з кислотами (теж з вибухом). У вологому повітрі метал легко перетворюється в гідроксид:

  • 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

а останній, взаємодіючи з вуглекислим газом повітря, — в карбонат:

  • 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

При високій температурі натрій може відновлювати оксиди алюмінію, силіцію тощо до вільних елементів:

  • Al2O3 + 6Na = 2Al + 3Na2O

[ред.] Одержання

У вільному стані натрій одержують електролізом розплавлених хлоридів або гідроксидів. При електролізі розплавлених їдких лугів позитивно заряджені іони металів притягаються до негативно зарядженого катода, приєднують по одному електрону (відновлюються) і перетворюються в атоми вільних металів, а негативно заряджені іони гідроксилу притягуються до позитивно зарядженого анода, віддають йому по одному електрону і перетворюються в електро-нейтральні групи OH, які розкладаються з утворенням води і кисню, що виділяється на аноді. Одержання металічного натрію електролізом NaOH можна зобразити такими рівняннями:

                      NaOH
                       ↑↓
      — Катод <-   Na+ + OH-    -> Анод +
  4Na+ + 4e = 4Na°              4OH- — 4е = 4OH°
               4OH° = 2H2O + O2

[ред.] Застосування

Металічний натрій використовують при синтезі багатьох органічних речовин, для виготовлення деяких сплавів, а також у металургії для одержання ряду металів із їх сполук, наприклад титану за реакцією

  • TiCl4 + 4Na = Ti + 4NaCl

[ред.] Солі натрію

Натрій утворює солі з усіма кислотами. Переважна більшість солей натрію у воді розчиняється добре. Найважливіші з них:

[ред.] Джерела

  • Ф. А. Деркач "Хімія" Л. 1968

[ред.] Дивись також