鈉的性質(zhì)課件

鈉的性質(zhì)歡迎來(lái)到關(guān)于鈉元素性質(zhì)的精彩探索之旅。本課程將深入介紹這種獨(dú)特金屬的發(fā)現(xiàn)、物理化學(xué)特性、應(yīng)用及其離子性質(zhì)。讓我們一起揭開鈉的神秘面紗。鈉的發(fā)現(xiàn)與命名11807年英國(guó)化學(xué)家漢弗里·戴維首次分離出純鈉金屬。2命名由來(lái)"鈉"一詞源自拉丁語(yǔ)"natrium"，意為"堿"。3元素符號(hào)Na，取自拉丁語(yǔ)名稱的前兩個(gè)字母。鈉在自然界中的分布海洋海水中含有大量溶解的鈉鹽。礦物巖鹽（氯化鈉）是最常見的鈉礦物。植物許多植物體內(nèi)含有鈉化合物。鈉的物理性質(zhì)外觀銀白色金屬，質(zhì)地柔軟。密度0.97g/cm3，比水輕。熔點(diǎn)97.72°C，較低。沸點(diǎn)883°C。鈉的化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)還原性容易失去電子形成鈉離子。高活性與水、空氣反應(yīng)劇烈。堿性水溶液呈強(qiáng)堿性。電正性屬堿金屬，電正性較強(qiáng)。鈉的反應(yīng)性1極易反應(yīng)2還原性強(qiáng)3活潑金屬4易失去電子5反應(yīng)放熱鈉的反應(yīng)性在金屬活動(dòng)性順序中僅次于鉀和銣。它能與多種元素和化合物發(fā)生劇烈反應(yīng)。鈉與水的反應(yīng)鈉放入水中快速移動(dòng)并融化。劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和熱量。形成氫氧化鈉溶液呈強(qiáng)堿性。鈉與酸的反應(yīng)反應(yīng)過(guò)程鈉與酸反應(yīng)迅速，放出大量熱，產(chǎn)生氫氣?；瘜W(xué)方程式2Na+2HCl→2NaCl+H2↑鈉與鹵素的反應(yīng)鈉與氯、溴、碘等鹵素元素反應(yīng)，形成相應(yīng)的鹵化鈉。反應(yīng)劇烈，常伴有火花和熱量釋放。鈉與氧氣的反應(yīng)1鈉暴露于空氣中2表面迅速氧化3形成氧化鈉（Na2O）4進(jìn)一步生成過(guò)氧化鈉（Na2O2）鈉的熱穩(wěn)定性1低熔點(diǎn)97.72°C，室溫下易熔化。2熱膨脹加熱時(shí)體積明顯增大。3高溫蒸發(fā)883°C時(shí)沸騰，形成鈉蒸氣。4熱分解高溫下不分解，保持單質(zhì)狀態(tài)。鈉在金屬鈉中的應(yīng)用電池用于制造高能量密度的鈉離子電池。照明鈉蒸氣燈用于街道照明。冷卻劑液態(tài)鈉用作核反應(yīng)堆冷卻劑。鈉在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用制造肥皂鈉化合物是重要的肥皂原料。玻璃生產(chǎn)鈉鹽用于降低玻璃熔點(diǎn)。紙漿處理鈉化合物用于紙漿漂白。鈉在生物體中的作用神經(jīng)傳導(dǎo)鈉離子參與神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo)。滲透壓調(diào)節(jié)維持細(xì)胞內(nèi)外滲透平衡。酸堿平衡參與體內(nèi)pH值的調(diào)節(jié)。肌肉收縮影響肌肉細(xì)胞的興奮性。鈉的化合價(jià)+1主要化合價(jià)鈉最常見的化合價(jià)為+1。0單質(zhì)狀態(tài)金屬鈉呈現(xiàn)0價(jià)態(tài)。-1特殊情況在某些合金中可呈-1價(jià)。鈉離子的電子構(gòu)型基態(tài)鈉原子1s22s22p?3s1鈉離子（Na?）1s22s22p?鈉離子失去一個(gè)3s電子，形成穩(wěn)定的氖氣電子構(gòu)型。鈉離子的半徑大小離子半徑約102pm（皮米）。比鈉原子小失去電子后，半徑縮小。水合作用水溶液中，實(shí)際半徑更大。周期性變化在同周期中，半徑較大。鈉離子的電負(fù)性1低電負(fù)性2易失去電子3形成離子鍵4強(qiáng)還原性鈉的電負(fù)性值為0.93（鮑林標(biāo)度），屬于較低電負(fù)性元素。這使得鈉容易形成陽(yáng)離子。鈉離子的電荷密度高電荷密度+1價(jià)電荷集中在小體積內(nèi)。強(qiáng)極化能力易與水分子和其他負(fù)離子作用。水合作用強(qiáng)在水溶液中形成穩(wěn)定水合離子。鈉離子的配位數(shù)6常見配位數(shù)鈉離子通常呈現(xiàn)六配位。4-8配位數(shù)范圍根據(jù)環(huán)境可變化。8水合離子水溶液中常為八配位。鈉離子的配位幾何鈉離子的配位幾何多樣，常見八面體、四面體和平面正方形構(gòu)型。具體形狀取決于配體類型和環(huán)境。鈉離子的配位鍵性質(zhì)離子性強(qiáng)主要通過(guò)靜電作用形成配位鍵。配位能力中等比堿土金屬?gòu)?qiáng)，弱于過(guò)渡金屬。交換速率快配體易被水分子取代。選擇性低可與多種配體結(jié)合。鈉離子的水合能定義鈉離子在水中溶解時(shí)釋放的能量。數(shù)值約-406kJ/mol，放熱過(guò)程。水合能反映了鈉離子與水分子相互作用的強(qiáng)度，影響其溶解度和反應(yīng)活性。鈉離子的水合層1第一水合層2第二水合層3外層水合層4體相水鈉離子周圍形成多層水分子結(jié)構(gòu)。第一層結(jié)合最緊密，外層逐漸松散，影響離子的性質(zhì)和反應(yīng)。鈉離子的水合直徑450水合直徑（pm）包括水合層的總直徑。102離子直徑（pm）不計(jì)水合層的裸離子直徑。4.4水合比水合直徑與離子直徑之比。鈉離子的水合殼層數(shù)1第一水合殼約6個(gè)水分子，結(jié)合最緊密。2第二水合殼12-14個(gè)水分子，較松散。3外層水合殼數(shù)量不定，與體相水過(guò)渡。4動(dòng)態(tài)平衡水分子不斷交換。鈉離子的電化學(xué)性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)電極電位E°(Na?/Na)=-2.71V電導(dǎo)率水溶液中電導(dǎo)率高。還原性鈉離子難被還原。鈉離子的生物學(xué)意義神經(jīng)傳導(dǎo)參與動(dòng)作電位的產(chǎn)生和傳播。滲透調(diào)節(jié)維持細(xì)胞內(nèi)外滲透壓平衡。離子泵鈉鉀泵維持細(xì)胞膜電位。鈉的化合物及應(yīng)用氯化鈉（NaCl）食用鹽，除冰。碳酸鈉（Na2CO3）玻璃制造，洗滌劑。氫氧化鈉（NaOH）化工原料，肥皂制造。硫酸鈉（Na2SO4）洗滌劑，造紙工業(yè)。鈉的生產(chǎn)方法1電解熔融氯化鈉主要工業(yè)生產(chǎn)方法。