Химические свойства натрия: взаимодействие с неметаллами, водой

Билет № 22

1. Натрий: положение этого химического элемента в периодической системе, строение его атома, физические свойства. Химические свойства натрия: взаимодействие с неметаллами, водой

Положение в периодической системе: натрий находится в 3 периоде, I группе, главной (А) подгруппе.

Атомный номер натрия 11, следовательно, заряд атома натрия равен + 11, число электронов 11. Три электронных уровня (равно периоду), на внешнем уровне 1 электрон (равно номеру группы для главных подгрупп).

Схема расположения электронов по уровням:
11Na ) ) )
         2 8 1

 

Ядро атома натрия 23Na содержит 11 протонов (равно заряду ядра) и 12 нейтронов (атомная масса минус число протонов: 23 − 11 = 12).

Простое вещество натрий — металл серебристо-белого цвета, легкий (плотность 0,97 г/см3 — легче воды), мягкий (легко режется ножом), легкоплавкий (температура плавления 98° C).

Натрий, как и все щелочные металлы, — сильный восстановитель. Он энергично реагирует с неметаллами:

  1. При нагревании до 180° С в умеренном количестве кислорода образуется оксид натрия:
    4Na + O2 = 2Na2O
  2. Натрий горит на воздухе с образованием пероксида натрия:
    2Na + O2 = Na2O2
    Натрий хранят под слоем керосина.
  3. Расплавленный натрий в хлоре сгорает с ослепительной вспышкой (можно говорить проще — реагирует с хлором при нагревании), на стенках сосуда образуется белый налет хлорида натрия:
    2Na + Cl2 = 2NaCl

    Натрий может взрываться при растирании с порошком серы (образуется сульфид натрия):
    2Na + S = Na2S

    Натрий при нагревании восстанавливает водород, образуется гидрид натрия:
    2Na + H2 = 2NaH

Если небольшой кусочек натрия поместить в воду, он бурно реагирует с водой. Металл плавится от выделяющейся теплоты и «бегает» по поверхности воды. Образуется раствор гидроксида натрия:
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2

Натрий в природе содержится в различных минералах, в виде соли в морской воде. В человеческом организме соли натрия входят в состав плазмы крови, лимфу.

Применяется в атомной энергетике (в качестве теплоносителя) и в виде соединений (поваренной соли NaCl, соды Na2CO3 и др.)

2. Опыт. Осуществление превращения: соль → нерастворимое основание → оксид металла

Для получения нерастворимого основания, к раствору соли добавляем гидроксид натрия. Полученный осадок нагреваем на спиртовке, он разлагается с образованием оксида.

Лучше взять сульфат или хлорид меди (II):

CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4

Выпадает синий осадок гидроксида меди (II). При нагревании осадок чернеет в результате образования черного оксида меди (II):

Cu(OH)2 = CuO + H2O

автор: Владимир Соколов