Natri (Na): tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

I. Định nghĩa

- Natri là nguyên tố phổ biến nhất thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit và đá muối.

- Kí hiệu: Na

- Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s¹ hay [Ne]3s¹

- Số hiệu nguyên tử: 11

- Khối lượng nguyên tử: 23 g/mol

- Vị trí trong bảng tuần hoàn

+ Ô: 11

+ Nhóm: IA

+ Chu kì: 3

- Đồng vị: ²²Na, ²³Na.

- Độ âm điện: 0,93.

II. Tính chất hóa học

- Natri có tính khử rất mạnh: Na → Na+ + 1e

a. Tác dụng với phi kim

4Na + O₂  2Na₂O

2Na + Cl₂  2NaCl

- Khi đốt trong không khí hay trong oxi, Na cháy tạo thành các oxit (oxit thường, peoxit và supeoxit) và cho ngọn lửa có màu vàng đặc trưng.

b. Tác dụng với axit

- Natri dễ dàng khử ion H+ trong dung dịch axit loãng (HCl, H₂SO₄ loãng...) thành hidro tự do.

2Na + 2HCl → 2NaCl + H₂.

2Na + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂.

c. Tác dụng với nước

- Natri đều tác dụng mãnh liệt với nước tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng khí hidro.

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.

d. Tác dụng với hidro

- Natri tác dụng với hidro ở áp suất khá lớn và nhiệt độ khoảng 350 – 400oC tạo thành natri hidrua.

2Na (lỏng) + H₂ (khí)  2NaH (rắn)

III. Tính chất vật lí & nhận biết

1. Tính chất vật lí:

- Kim loại kiềm màu trắng – bạc, nhẹ, rất mềm, dễ nóng chảy.

- Có khối lượng riêng là 0,968 g/cm³; có nhiệt độ nóng chảy là 97,83⁰C và sôi ở 886⁰C.

2. Nhận biết

- Đốt cháy các hợp chất của Natri sẽ cho ngọn lửa có màu vàng.

IV. Trạng thái tự nhiên

- Trong tự nhiên, Na có 13 đồng vị của natri đã được biết đến. Đồng vị ổn định duy nhất là ²³Na.

- Natri chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất, làm nó trở thành nguyên tố phổ biến thứ tám nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất.

V. Điều chế

- Điện phân muối halogenua hay hidroxit nóng chảy.

2NaCl 2Na + Cl₂↑

VI. Ứng dụng

- Natri là thành phần quan trọng trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Kim loại kiềm này là thành phần của clorua natri (NaCl) (muối ăn) là một chất quan trọng cho sự sống.

Các ứng dụng khác:

• Trong một số hợp kim để cải thiện cấu trúc của chúng.

• Trong xà phòng (trong hợp chất với các axít béo).

• Để làm trơn bề mặt kim loại.

• Để làm tinh khiết kim loại nóng chảy.

• Trong các đèn hơi natri, một thiết bị cung cấp ánh sáng từ điện năng có hiệu quả.

• Như là một chất lỏng dẫn nhiệt trong một số loại lò phản ứng nguyên tử.

VII. Các hợp chất quan trọng của Natri

- Natri hidroxit: NaOH

- Natri hiđrocacbonat: NaHCO₃

- Natri cacbonat: Na₂CO₃