Натрій - це метал або металоїд? Основні властивості та характеристики натрію
Опубликованно 09.04.2018 11:36
Натрій – це метал або металоїд? Помилково вважати, що другий варіант. Натрій є м'яким сріблясто-білим металом, який входить в таблиці Менделєєва під атомним номером 11.
До того ж він (точніше його сполуки) відомі з давніх часів! Навіть у Біблії згадувалося про натрії, як компонент миючого засобу. Втім, це історична довідка, нехай і цікава. Зараз же варто поговорити про особливості даного елемента та інших його характеристиках.
Фізичні властивості
Отже, відповідь на питання «Натрій – це метал або металоїд?» гранично ясний. Навіть поглянувши на це речовина, можна все зрозуміти. Очевидно, що це метал. Який, до речі, нехай і має сріблясто-білим кольором, але в тонких шарах має фіолетовий відтінок.
Це дуже пластична речовина. М'якими називаються ті метали, які без особливих зусиль піддаються куванню, а також відрізняються пластичністю і легкоплавкостью. Але по відношенню до натрію це слово може бути застосоване в прямому сенсі. Його можна порізати ножем без зусиль. До речі, свіжий зріз дуже яскраво блищить. З інших властивостей можна відзначити:Щільність. При нормальних умовах - 0,971 г/см3.Температура плавлення і кипіння - 97,81 °C і 882,95 °C відповідно.Молярна теплоємність – 28,23 Дж/(К•моль).Питома теплота плавлення і випаровування - 2,64 кДж/моль і 97,9 кДж/моль відповідно.Молярний об'єм - 23,7 см3/моль.
Варто зазначити, що під тиском натрій (Na) стає червоним і прозорим. У такому стані цей метал дуже схожий на рубін.
Якщо помістити його в умови кімнатної температури, то він утворює кристали в кубічної симетрії. Однак, знизивши її до -268 °С, можна побачити, як метал переходить в гексагональну фазу. Щоб зрозуміти, про що мова, досить згадати графіт. Це яскравий приклад гексагонального кристала.
Окислення і горіння
Тепер можна перейти до хімічними властивостями натрію (Na). Це лужний метал, перебуваючи на повітрі, легко окислюється. В результаті утворюється оксид натрію (Na2O). Виглядає він як безбарвні кубічні кристали. Це солеобразующее бінарне неорганічне речовина, яка застосовується як реактив у процесі синтезу. З його допомогою виготовляють гідроксид натрію та інші сполуки.
Тому, щоб захистити метал від кисневого впливу, його зберігають у гасі.
А ось при горінні утворюється пероксид натрію (Na2O2). Вони виглядають як біло-жовті кристали, для яких характерно енергійне взаємодія з водою, що супроводжується виділенням тепла. Na2O2 застосовують для відбілювання шовку, вовни, тканин, соломи, віскозної та деревної маси.Реакції з водою
З H2O сріблясто-білий м'який метал натрій також успішно взаємодіє. Реакція з водою виходить дуже бурхливою. Невеликий шматочок натрію, поміщений в цю рідину, спливає, і з-за тепла, що виділяється починає плавитися. В результаті він перетворюється в білу кульку, який в швидкому темпі рухається по поверхні води у різних напрямках.
Ця вельми ефектна реакція супроводжується виділенням водню. Проводячи подібний експеримент, слід проявляти обережність, оскільки він може запалати. А відбувається все по наступному рівнянню: 2Na + 2Н2О ? 2NaOH + Н2?.
Взаємодії з неметалами
Натрій – це метал, його ще можна назвати сильним відновником, яким він і є. Як і інші лужні речовини, втім. Так що він енергійно взаємодіє з багатьма неметалами, крім вуглецю, йоду і благородних газів, до яких відноситься радіоактивний радон, криптон, неон, ксенон, аргон і гелій. Такі реакції виглядають так: 2Na + Cl2 ? 2NaCl. Або ось ще приклад: 2Na + Н2 ? 250-450 °С 2NaH.
Варто відзначити, що натрій є більш активним, ніж літій. В принципі, він може реагувати з азотом, але дуже погано (в тліючому розряді). В результаті цієї взаємодії утворюється нестійка речовина, називається нітридом натрію. Це кристали темно-сірого кольору, що реагують з водою і розкладаються при нагріванні. Утворюються вони за рівнянням: 6Na + N2 ? 2Na3N.
Реакції з кислотами
Їх теж варто перерахувати, розповідаючи про хімічні характеристики натрію. З розведеними кислотами дана речовина взаємодіє, як звичайний метал. Виглядає це так: 2Na + 2HCl ? 2NaCl + Н2?.
З концентрованими речовинами, яким властиві окислювальні реакції, натрій взаємодіє інакше, такі реакції супроводжуються виділенням продуктів відновлення. Ось приклад формули: 8Na + 10NHO3 ? 8NaNO3 + 3Н2О.
Ще варто відзначити, що лужний метал натрій легко розчиняється в рідкому аміаку (NH3), 10-процентний розчин якого чудово всім відомий, як нашатир. Рівняння виглядає так: Na + 4NH3 ? -40°С Na [NH3]4. Внаслідок цієї реакції утворюється синій розчин.
З газоподібним аміаком метал також взаємодіє, але при нагріванні. Виглядає ця реакція так: 2Na + 2NH3 ? 350°С 2NaNH2 + Н2.
Інші сполуки
Перераховуючи основні властивості натрію, варто також зазначити, що він може взаємодіяти зі ртуттю – унікальним елементом, який при нормальних умовах являє собою біло-сріблясту важку рідину, будучи при цьому металом.
В результаті такої реакції утворюється сплав. Його точну назву – амальгама натрію. Використовується ця речовина як відновник, за своїми властивостями є м'якше чистого металу. Якщо піддати його тепловій обробці разом з калієм, то вийде рідкий сплав.
А ще цей метал може розчинятися в так званих краун-етери - макрогетероциклічних з'єднаннях, але тільки в присутності розчинників органічного походження. У результаті цієї реакції утворюється алкалид (сіль, сильний відновник) або электрид (розчинник синього кольору).
Також не можна не згадати, що алкилгалогениды, є галогенно-вуглецевими речовинами, з надлишком натрію дають натрийорганические з'єднання. На повітрі вони зазвичай займаються. А у воді – вибухають.
Застосування
Властивості і характеристики натрію дозволяють широко використовувати його в промисловості, металургії та препаративної хімії як потужного відновника. Крім цього, дана речовина задіяно:Осушення розчинників органічного походження.У виробництві сірчано-натрієвих акумуляторів.У випускних клапанах моторів вантажних машин. Грає роль рідкого тепловідведення.При виготовленні електричних проводів, які призначені для високих струмів.У сплавах з цезієм, рубідій і калій. Разом з цими речовинами натрій утворює високоефективний теплоносій, який, до речі, використовується на швидких нейтронах в ядерних реакторах.В газорозрядних лампах.
І це лише деякі сфери його застосування. Але більше всього на світі поширений хлорид натрію. Він є практично в кожному будинку, адже це – поварена сіль.
А ще не можна не згадати, що земна кора на 2,6 % складається з натрію. Та й взагалі, він знаходиться на 7-му місці в рейтингу найбільш часто зустрічаються в природі елементів і на 5-му - в списку найбільш поширених металів. Знаходження в природі натрію в чистому вигляді неможливо, оскільки він є хімічно активним, але ось у вигляді сульфату, карбонату, нітрату та хлориду міститься у величезних кількостях.
Біологічна роль
Отже, все основне по темі «Натрій – це метал або металоїд?» було сказано. Наостанок – пару слів про біологічної ролі даної речовини.
Натрій є невід'ємною частиною будь-якого живого організму. Людський – не виняток. Ось, які його ролі:Підтримує осмотичний тиск.Транспортує вуглекислий газ.Нормалізує водний баланс.Сприяє транспортування глюкози, амінокислот, аніонів через клітинні мембрани.Своїм обміном з іонами калію впливає на формування потенціалу дії.Позитивно впливає на обмін білків.Приймає участь в процесі гідратації.
Натрій входить до складу практично всіх продуктів. Але його основними джерелами є сіль харчова сода. Покращує засвоєння даної речовини вітамін D.
Дефіциту натрію не зустрічається, але проблеми, пов'язані з вживанням недостатнього його кількості, що можуть виникнути при голодуванні. Це загрожує втратою ваги, блювотою, порушенням засвоєння моносахаридів, освітою в шлунково-кишковому тракті газів. В особливо важких випадках виникає невралгія і судоми. Тому краще не піддавати свій організм жорсткого голодування.
Категория: Студентам