Χαρακτηρισμός του νατρίου ανά θέση στον περιοδικό πίνακα χημικών στοιχείων.

Το νάτριο (Na) βρίσκεται στην περίοδο 3, στην ομάδα I, την κύρια υποομάδα, έχει έναν σειριακό αριθμό 11.

Μάζα #: A = 23
Αριθμός πρωτονίων: P = 11
Αριθμός ηλεκτρονίων: ē = 11
Αριθμός νετρονίων: N = A - Z = 23 - 11 = 12

έντεκαNa 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

ηλεκτρόνια σθένους

έντεκαΝΑ

Νάτριο - στοιχείο s, μέταλλο.

Καταστάσεις οξείδωσης
ελάχιστο: 0
μέγιστο: +1

Υψηλότερο οξείδιο: Na2Ο - οξείδιο του νατρίου.
Εμφανίζει βασικές ιδιότητες:
ΝΑ2O + 2HCl ⟶ 2NaCl + H2Ο

Υψηλότερο υδροξείδιο: NaOH - υδροξείδιο του νατρίου.
Εμφανίζει βασικές ιδιότητες:
2NaOH + 2HCl ⟶ 2NaCl + 2H2Ο

Νάτριο (Na, Natrium)

Ιστορικό νατρίου

Το καθαρό νάτριο λήφθηκε το 1807 από τον Humphrey Davy, έναν Άγγλο χημικό που ανακάλυψε το κάλιο λίγο πριν από το νάτριο. Ο Davy πραγματοποίησε τη διαδικασία ηλεκτρόλυσης μιας από τις ενώσεις του νατρίου - υδροξειδίου, το οποίο τήχθηκε και ελήφθη νάτριο. Η ανθρωπότητα χρησιμοποιεί ενώσεις νατρίου από την αρχαιότητα · η φυσική σόδα χρησιμοποιήθηκε ακόμη και στην Αρχαία Αίγυπτο (θερμιδωτής). Το στοιχείο ονομάστηκε νάτριο, μερικές φορές αυτό το όνομα μπορεί να βρεθεί ακόμη και τώρα. Το γνωστό όνομα για το νάτριο (από το λατινικό νατρίου - σόδα) προτάθηκε από τον Σουηδό Jens Berzelius.

Γενικά χαρακτηριστικά του νατρίου

Το νάτριο είναι ένα στοιχείο της ομάδας Ι της τρίτης περιόδου του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων D.I. Ο Mendeleev, έχει ατομικό αριθμό 11 και ατομική μάζα 22,99. Η αποδεκτή ονομασία είναι Na (από το λατινικό νατρίου).

Όντας στη φύση

Οι ενώσεις νατρίου βρίσκονται στον φλοιό της γης, το θαλασσινό νερό, με τη μορφή ακαθαρσίας που έχει την ιδιότητα να μετατρέψει το αλάτι του βράχου μπλε λόγω της δράσης της ακτινοβολίας.

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Το νάτριο είναι ένα μαλακό όλκιμο αλκαλικό μέταλλο, έχει ασημί λευκό χρώμα και λάμπει σε μια φρέσκια περικοπή (το νάτριο είναι πολύ δυνατό να κοπεί με ένα μαχαίρι). Όταν εφαρμόζεται πίεση, μετατρέπεται σε διαφανή κόκκινη ουσία, κρυσταλλώνεται σε κανονική θερμοκρασία. Όταν αλληλεπιδρά με τον αέρα, οξειδώνεται γρήγορα, επομένως, είναι απαραίτητο να φυλάσσεται το νάτριο κάτω από ένα στρώμα κηροζίνης.

Καθημερινή απαίτηση νατρίου

Το νάτριο είναι ένα σημαντικό ιχνοστοιχείο για το ανθρώπινο σώμα, η ημερήσια απαίτηση για αυτό για τους ενήλικες είναι 550 mg, για παιδιά και εφήβους - 500-1300 mg. Κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης, ο ρυθμός νατρίου ανά ημέρα είναι 500 mg και σε ορισμένες περιπτώσεις (έντονη εφίδρωση, αφυδάτωση, λήψη διουρητικών) πρέπει να αυξηθεί.

Τρόφιμα πλούσια σε νάτριο

Το νάτριο απαντάται σχεδόν σε όλα τα θαλασσινά (καραβίδες, καβούρια, χταπόδια, καλαμάρια, μύδια, φύκια), ψάρια (αντσούγιες, σαρδέλες, χωματίδα, οσμή κ.λπ.), αυγά κοτόπουλου, δημητριακά (φαγόπυρο, ρύζι, μαργαριτάρι κριθάρι, πλιγούρι βρώμης, κεχρί), όσπρια (μπιζέλια, φασόλια), λαχανικά (ντομάτες, σέλινο, καρότα, λάχανο, τεύτλα), γαλακτοκομικά προϊόντα και παραπροϊόντα σφαγίων.

Χρήσιμες ιδιότητες νατρίου και η επίδρασή του στο σώμα

Οι ιδιότητες του νατρίου χρήσιμες για το σώμα είναι:

  • Ομαλοποίηση του μεταβολισμού νερού-αλατιού.
  • Ενεργοποίηση ενζύμων του σιέλου και του παγκρέατος.
  • Συμμετοχή στην παραγωγή γαστρικού χυμού.
  • Διατήρηση φυσιολογικής ισορροπίας οξέος-βάσης.
  • Δημιουργία λειτουργιών του νευρικού και μυϊκού συστήματος.
  • Δράση αγγειοδιασταλτικού;
  • Διατήρηση της οσμωτικής συγκέντρωσης αίματος.

Απορρόφηση νατρίου

Το νάτριο βρίσκεται σχεδόν σε όλα τα τρόφιμα, αν και τα περισσότερα από αυτά (περίπου 80%) προέρχονται από το σώμα από επιτραπέζιο αλάτι. Η απορρόφηση εμφανίζεται κυρίως στο στομάχι και στο λεπτό έντερο. Η βιταμίνη D βελτιώνει την απορρόφηση νατρίου, ωστόσο, τα υπερβολικά αλμυρά και πλούσια σε πρωτεΐνες τρόφιμα παρεμποδίζουν την κανονική απορρόφηση.

Αλληλεπίδραση με άλλους

Η αυξημένη πρόσληψη νατρίου προκαλεί συσσώρευση υγρών στο σώμα, οίδημα και αυξάνει την αρτηριακή πίεση. Η υψηλή πρόσληψη νατρίου (αλάτι) θα μειώσει τα αποθέματα καλίου, ασβεστίου και μαγνησίου.

Η χρήση νατρίου στη ζωή

Η χρήση μεταλλικού νατρίου είναι στις χημικές και μεταλλουργικές βιομηχανίες, όπου δρα ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας. Το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) χρησιμοποιείται από όλους, χωρίς εξαίρεση, τους κατοίκους του πλανήτη μας, αυτός είναι ο πιο διάσημος αρωματικός παράγοντας και το παλαιότερο συντηρητικό..

Σημάδια ανεπάρκειας νατρίου

Η έλλειψη νατρίου συμβαίνει συνήθως με υπερβολική εφίδρωση - σε ζεστά κλίματα ή κατά τη διάρκεια της άσκησης. Η έλλειψη νατρίου στο σώμα χαρακτηρίζεται από εξασθένηση της μνήμης και απώλεια όρεξης, ζάλη, γρήγορη κόπωση, αφυδάτωση, μυϊκή αδυναμία και μερικές φορές κράμπες, δερματικά εξανθήματα, κράμπες στο στομάχι, ναυτία, έμετος.

Σημάδια περίσσειας νατρίου

Το υπερβολικό νάτριο στο σώμα γίνεται αισθητό από συνεχή δίψα, οίδημα και αλλεργικές αντιδράσεις.

Χαρακτηριστικό του νατρίου

Γενικά χαρακτηριστικά του νατρίου ως στοιχείο

Χημική ένδειξη - Na

Σχετική ατομική μάζα - 22,99

Στις ενώσεις, το νάτριο είναι μονοσθενές, η κατάσταση οξείδωσης σε ενώσεις με μη μέταλλα είναι +1.

Το νάτριο ως ουσία

Μέθοδοι λήψης νατρίου:

  • Στο εργαστήριο λαμβάνεται ηλεκτρόλυση διαλύματος αλκαλίου ή αλατιού:
  • Στη βιομηχανία - μειώνοντας το ανθρακικό νάτριο με άνθρακα όταν θερμαίνεται (καρβοθερμική αντίδραση):

Φυσικές ιδιότητες του νατρίου:

  • Πολύ μαλακό, ελαφρύ αλκαλικό μέταλλο ασημί-λευκού χρώματος (σε λεπτό στρώμα - με μοβ απόχρωση).
  • Στον αέρα, καλύπτεται με ένα φιλμ οξειδίου (αμυδρό).
  • Διατηρείται καλά κάτω από ένα στρώμα βενζίνης ή κηροζίνης.
  • Το σημείο τήξης είναι 97,83 ° C, το σημείο βρασμού είναι 886 ° C.

Χημικές ιδιότητες του νατρίου:

Το νάτριο είναι πολύ αντιδραστικό. Αναφλέγεται σε μέτρια φωτιά, μετατρέποντας τη φλόγα ενός καυστήρα αερίου σε κίτρινο. Είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας.

Αντιδρά έντονα με νερό, οξέα, μη μέταλλα. Αντιδρά με άζωτο μόνο όταν θερμαίνεται (σε ​​αντίθεση με το λίθιο). Σχηματίζει ένα αμάλγαμα με υδράργυρο.

1. Οξειδώνεται εύκολα στον αέρα σε οξείδιο του νατρίου:

2. Όταν θερμαίνεται στον αέρα (ή οξυγόνο) σχηματίζει υπεροξείδιο του νατρίου:

3. Η αντίδραση με νερό προχωρά πολύ βίαια (μερικές φορές με ανάφλεξη):

4. Ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας, αλληλεπιδρά έντονα με πολλά μέταλλα:

5. Αντιδρά με αραιά οξέα όπως ένα συνηθισμένο μέταλλο:

Εφαρμογή νατρίου:

Το κράμα που περιέχει νάτριο χρησιμοποιείται ως ένας πολύ αποδοτικός θερμικός φορέας. Το μεταλλικό νάτριο χρησιμοποιείται ευρέως στην προπαρασκευαστική χημεία και τη βιομηχανία, καθώς και στη μεταλλουργία ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας. Χρησιμοποιείται επίσης ως ξηραντικό για μη υδατικά υγρά. Παρουσιάζονται σε μπαταρίες θειικού νατρίου υψηλής χωρητικότητας. Οι ατμοί νατρίου ανάβουν κίτρινοι σε ενεργειακά αποδοτικούς λαμπτήρες εκκένωσης αερίου που φωτίζουν τους δρόμους. Το νάτριο (με τη μορφή αλατιού - επιτραπέζιο αλάτι) είναι ένας αναντικατάστατος παράγοντας γεύσης και συντήρησης. Ένα άλλο άλας νατρίου (θειικό νάτριο) χρησιμοποιείται στην παραγωγή γυαλιού, χαρτιού, υφασμάτων.

Πηγές

2. Οδηγός Leenson IA για χημικά στοιχεία. Από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν; / I. A. Leenson. - Μ.: AST, 2014 - 168 σελ.: Άρρωστος.

3. Lidin, R. A. Χημικές ιδιότητες ανόργανων ουσιών / R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. - Μ.: Chemistry, 2000.

Νάτριο. Ιδιότητες νατρίου. Εφαρμογή νατρίου

Στις αρχές του 19ου αιώνα, το νάτριο ονομάστηκε νάτριο. Αυτό το όνομα δόθηκε στο στοιχείο από τον Humphry Davy, ο οποίος κατάφερε να απομονώσει το μέταλλο από το αλκάλι. Ο χημικός το ενυδατώνει ελαφρώς και το υπέστη σε ηλεκτρόλυση. Ο Wilhelm Hilbert πρότεινε να αλλάξει το όνομα του στοιχείου Humphrey που ανακαλύφθηκε.

Αυτός είναι ο συγγραφέας των διάσημων Annals of Physics. Ο επιστήμονας άρχισε να καλεί νάτριο. Η υπόθεση συνεχίστηκε από τον Jens Berzelius. Ένας Σουηδός χημικός εισήγαγε τη συντομογραφία για το νάτριο. Σχετικά με τις ιδιότητες και το ρόλο αυτού του μετάλλου στη ζωή των ανθρώπων - το επόμενο υλικό μας.

Χημικές και φυσικές ιδιότητες του νατρίου

Το στοιχείο περιλαμβάνεται στην κύρια υποομάδα της 1ης ομάδας στον περιοδικό πίνακα, καταλαμβάνοντας την 11η θέση. Όλα τα μέταλλα στη στήλη είναι αλκαλικά, όπως και το νάτριο. Το νερό αντιδρά μαζί του. Σχηματίζεται καυστικό αλκάλιο. Ένα άλλο κοινό χαρακτηριστικό των ομαδικών μετάλλων είναι η παρουσία μόνο 1 ηλεκτρονίου στην εξωτερική τροχιά του ατόμου.

Αυτό καθιστά το νάτριο έναν ισχυρό αναγωγικό παράγοντα. Το στοιχείο δωρίζει εύκολα ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό επίπεδο, αυξάνοντας την κατάσταση οξείδωσης. Το άτομο έρχεται στο ολοκληρωμένο κέλυφος του προηγούμενου επιπέδου.

Η μείωση της δραστηριότητας είναι ο λόγος για την απουσία καθαρού μετάλλου στη φύση. Μπορείτε να βρείτε μόνο συνδέσεις. Έτσι, το χλωριούχο νάτριο είναι επιτραπέζιο αλάτι. Το ανθρακικό νάτριο είναι μαγειρική σόδα. Έτσι, δεν ήταν τίποτα το μέταλλο να ονομάζεται αρχικά νάτριο..

Θα μπορούσατε επίσης να καλέσετε τον Νέτερ. Με αυτό το όνομα εμφανίζεται η Παλαιά Διαθήκη. Όσον αφορά το αλάτι, οι άνθρωποι άρχισαν να το χρησιμοποιούν πίσω στους παλαιολιθικούς χρόνους, δηλαδή περίπου 6.000 χρόνια πριν.

Το νάτριο αλληλεπιδρά πιο ενεργά όχι μόνο με το νερό, αλλά και με όλα τα μη μέταλλα. Για να αποκτήσετε ένα ευαίσθητο στοιχείο από έναν ενεργό αναγωγικό παράγοντα, το 11ο στοιχείο συνδυάζεται με υδράργυρο. Το Amalgam σχηματίζεται.

Αν, αντίθετα, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η επιθετικότητα του νατρίου, προστίθεται οξυγόνο σε αυτό. Το αποτέλεσμα είναι το υπεροξείδιο, ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας. Στην ατμόσφαιρά του, οι περισσότερες ουσίες είναι εύφλεκτες.

Ο «χαρακτήρας» του υδροξειδίου του νατρίου είναι επίσης δύσκολος. Ονομάζεται καυστικό. Η ένωση διαβρώνει τα υφάσματα, το δέρμα, το χαρτί και άλλες οργανικές ύλες και υλικά που κατασκευάζονται βάσει αυτής. Είναι αλήθεια ότι το υδροξείδιο του νατρίου στον αέρα συλλαμβάνει διοξείδιο του άνθρακα και καθίσταται αβλαβές, μετατρέπεται σε ανθρακικό.

Όταν ο Humphrey Davy κατάφερε να απομονώσει καθαρό νάτριο, ο κόσμος ήξερε πώς μοιάζει. Το μέταλλο είναι ασημί λευκό. Τα λεπτά τμήματα είναι μοβ. Η φόρμουλα νατρίου το καθιστά απαλό και εύκαμπτο.

Κόβεται με ένα συνηθισμένο μαχαίρι και αστράφτει στην ολισθαίνουσα επιφάνεια της λεπίδας. Το στοιχείο έχει χαμηλό σημείο τήξης - 97 μοίρες. Το νάτριο βράζει στους 883-ex στην κλίμακα Κελσίου.

Το καθαρό μέταλλο διεξάγει ρεύμα και θερμότητα καλά, δεν έχει υψηλή πυκνότητα. Ο δείκτης του για το 11ο στοιχείο είναι μικρότερος από έναν. Αυτό δεν επικαλείται το βάρος του νατρίου σε βιολογικές διεργασίες..

Το μέταλλο βρίσκεται τόσο στα φυτά όσο και στους ζωικούς ιστούς. Έτσι, στο ανθρώπινο σώμα, το διάλυμα νατρίου είναι μέρος του πλάσματος του αίματος, των πεπτικών χυμών και της λέμφου.

Η οσμωτική πίεση, για παράδειγμα, διατηρείται ακριβώς από το 11ο στοιχείο. Χρησιμοποιήθηκε όχι μόνο από τη φύση, αλλά και από τον άνθρωπο. Χρησιμοποιείται πολύ νάτριο, για παράδειγμα, για βιομηχανικούς σκοπούς. Τι είδους? Θα το συζητήσουμε στο επόμενο κεφάλαιο..

Εφαρμογή νατρίου

Στη φύση, το στοιχείο αντιπροσωπεύεται από μόνο 1 σταθερό ισότοπο. Ο αριθμός μάζας του είναι 23. Έχουν δημιουργηθεί 15 περισσότερα ισότοπα υπό τεχνητές συνθήκες. Δεν είναι σταθερά, τα περισσότερα καταστρέφονται σε λίγα λεπτά. Εξαίρεση: - 22ο και 24ο Na.

Ο χρόνος ημιζωής αυτών των ισοτόπων είναι σημαντικός. Το πρώτο διαρκεί 2,5 χρόνια, εκπέμπει ενεργά ποζιτρόνια, κάτι που εξυπηρετεί την επιστήμη. Ο χρόνος ημίσειας ζωής του δεύτερου είναι 15 ώρες. Αρκετά για να σερβίρετε φάρμακα και να βοηθήσετε τους πάσχοντες από λευχαιμία.

Στην πυρηνική ενέργεια, το νάτριο έχει γίνει ψυκτικό. Το "run-up" μεταξύ των σημείων τήξεως και βρασμού του στοιχείου ήταν χρήσιμο. Ένα διάστημα 800 βαθμών Κελσίου επιτρέπει, για παράδειγμα, την πλήρωση των κυκλωμάτων των φορέων ενέργειας πυρηνικών υποβρυχίων με αλκαλι μέταλλο. Το νάτριο απορροφά θερμότητα από τον αντιδραστήρα χωρίς βρασμό.

Είναι δυνατόν να διατηρηθεί η θερμοκρασία εντός εύλογων ορίων λόγω της κυκλοφορίας υγρού μετάλλου μεταξύ του αντιδραστήρα και της γεννήτριας ατμού. Στο τελευταίο, το νάτριο ψύχεται, το νερό εξατμίζεται. Έτσι αποδεικνύεται ότι περιστρέφεται ο στρόβιλος με την ενέργεια ατμού υψηλής πίεσης..

Το καθαρό στοιχείο είναι επίσης χρήσιμο στη μεταλλουργία. Τι ρόλο παίζει το νάτριο σε αυτό; Οι οδηγίες εφαρμογής έχουν ως εξής: μέταλλο σκληραίνει κράματα με βάση μόλυβδο. Περίπου 1,5% του 11ου στοιχείου είναι επαρκές ως σύνδεσμος. Το νάτριο προστίθεται επίσης σε κράματα άλλων μετάλλων. Δεν επιτυγχάνουν πλέον αντοχή, αλλά την ανθεκτικότητα των μιγμάτων.

Από τα προϊόντα, αξίζει να αναφερθούν καλώδια. Είναι πιο επικερδές να αγοράζετε νάτριο για την παρασκευή τους από το συνηθισμένο χαλκό. Το 11ο στοιχείο μεταφέρει ηλεκτρισμό 3 φορές χειρότερα. Αλλά το αλκαλικό μέταλλο είναι 9 φορές ελαφρύτερο.

Αυτό το επιχείρημα έκανε τους βιομηχάνους να στραφούν σε λεωφορεία με νάτριο υψηλής ροής. Λεπτά καλώδια συνέχισαν να κατασκευάζονται από το συνηθισμένο χαλκό και αλουμίνιο..

Τώρα, σχετικά με το ρόλο των ενώσεων νατρίου. Το υπεροξείδιο όχι μόνο αναφλέγει ουσίες, αλλά μπορεί επίσης να λευκαίνει τα υφάσματα. Το 11ο μεταλλικό υδροξείδιο απαιτείται από τους πετρελαιοφόρους. Η ένωση καθαρίζει τα προϊόντα επεξεργασίας υγρού χρυσού. Το υδροξείδιο αγοράζεται επίσης για την παραγωγή στερεών τύπων απορρυπαντικών. Είναι αδύνατο να σαπωνοποιούμε λίπη σε αυτά χωρίς καυστική ουσία..

Παράλληλα, μια άοσμη λευκή σκόνη εμπλέκεται στην κατασκευή χαρτιού και υφασμάτων. Εδώ εστιάζουμε στο διάλυμα χλωριούχου νατρίου. Το εργαλείο είναι ικανό να ελαφρύνει τόσο τα φύλλα γραψίματος όσο και τα υφάσματα. Οι άνθρωποι αποκαλούν το αντιδραστήριο χλώριο..

Το τετραβορικό νάτριο έχει γίνει φάρμακο για καντιντίαση και άλλες κολπικές λοιμώξεις. Το Sulphacip sodium είναι ένα φάρμακο που βοηθά στην επιπεφυκίτιδα και άλλες φλεγμονώδεις διεργασίες στα μάτια. Το θειοθειικό νάτριο γίνεται το αντίδοτο για δηλητηρίαση από αλάτι και γενική δηλητηρίαση του σώματος.

Η μαγειρική σόδα είναι ευρέως γνωστή ως θεραπεία για την καούρα. Το όξινο ανθρακικό νάτριο είναι ένα αλκάλιο που εξουδετερώνει το οξύ του στομάχου. Το 11ο στοιχείο χρησιμοποιείται επίσης για δυσκοιλιότητα. Βοηθά το θειικό νάτριο.

Εκτός από τον ίδιο τον ιατρικό τομέα, το στοιχείο εκτιμάται επίσης στην κοσμετολογία. Το νάτριο δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα υαλουρονικό οξύ. Διατηρεί το δέρμα νεανικό. Οι ενέσεις βρίσκονται συνήθως στις ρινοχειλικές πτυχές και ρυτίδες. Το οξύ τα γεμίζει. Στη νεολαία, το υαλουρονικό παράγεται από το σώμα, αλλά η διαδικασία επιβραδύνεται με την ηλικία. Πρέπει να κάνετε την ένεση του φαρμάκου από έξω.

Στη φωτογραφία, προϊόντα που περιέχουν νάτριο

Η ανθρωπότητα ήταν η πρώτη που εκτιμούσε τα άλατα νατρίου. Όμως, τον 21ο αιώνα, έμαθαν τη γοητεία της κυανιούχου μορφής του μετάλλου. Βοηθά στην εξόρυξη χρυσού. Το στολίδι τήκεται σε κυανιούχο νάτριο. Είναι αλήθεια ότι ορισμένα άλλα σύνθετα μεταλλεύματα μετατρέπονται επίσης σε υγρή μορφή..

Παρ 'όλα αυτά, είναι ήδη ευκολότερο να διαχωριστεί ο χρυσός από ένα σύνθετο τήγμα από τις συμπαγείς μάζες. Στο τελικό στάδιο, ο ψευδάργυρος συνδέεται και... εξορύσσεται το πολύτιμο μέταλλο.

Εκχύλιση νατρίου

Εάν απαιτείται ένα καθαρό στοιχείο, λαμβάνεται από συνηθισμένο επιτραπέζιο αλάτι. Τα κοιτάσματα βρίσκονται σε όλες τις ηπείρους. Εάν οι πόροι δεν είναι αρκετοί, τα νερά των θαλασσών είναι μια αποθήκη αλατιού. Είναι δυνατή η απομόνωση νατρίου από χλωριούχο με τήξη και μετέπειτα ηλεκτρόλυση. Λαμβάνονται κάθοδοι σιδήρου ή χαλκού. Οι άνοδοι αγοράζονται από γραφίτη.

Στο άλας προστίθενται φθοριούχο νάτριο και χλωριούχο κάλιο. Μειώνουν το σημείο μαλακώματος των πρώτων υλών από 800 σε 500 βαθμούς Κελσίου. Αυτό μειώνει την απώλεια νατρίου με τη μορφή ατμών. Η μέθοδος είναι διπλά επωφελής, διότι ταυτόχρονα με το 11ο στοιχείο, εξάγεται καθαρό χλώριο.

Τιμή νατρίου

Το κόστος ενός στοιχείου εξαρτάται από το εάν αγοράζεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, καθαρό μέταλλο, θειικό άλας ή άλλη ένωση. Η τιμή εξαρτάται επίσης από το αν αγοράζεται, για παράδειγμα, ως μέρος ενός φαρμάκου ή ξεχωριστά. Υπάρχουν πολλές περιοχές χρήσης νατρίου, εκατοντάδες και χιλιάδες κατασκευαστές.

Ο καθένας έχει τα δικά του αιτήματα. Ορισμένες ουσίες εξάγονται εύκολα πρακτικά σε τελική μορφή, το ίδιο αλάτι. Κοστίζει περίπου 10-20 ρούβλια ανά χιλιόγραμμο. Άλλες ενώσεις νατρίου πρέπει να συντεθούν, γεγονός που αυξάνει το κόστος τους.

Με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η ανθρωπότητα είναι έτοιμη να πληρώσει για τα οφέλη που της προσφέρει το 11ο στοιχείο. Η παραγωγή του βρίσκεται σε εξέλιξη και, προφανώς, δεν πρόκειται να υποχωρήσει.

Νάτριο

Νάτριο
Ατομικός αριθμόςέντεκα
Εμφάνιση μιας απλής ουσίαςασημί λευκό μαλακό μέταλλο
Ιδιότητες ατόμων
Ατομική μάζα
(μοριακή μάζα)
22.989768 α. π.μ. (g / mol)
Ακτίνα ατόμων190 μ.μ.
Ενέργεια ιονισμού
(πρώτο ηλεκτρόνιο)
495.6 (5.14) kJ / mol (eV)
Ηλεκτρονική διαμόρφωση[Ne] 3s 1
Χημικές ιδιότητες
Ομοιοπολική ακτίνα154 μ.μ.
Ακτίνα ιόντων97 (+1ε) μ.μ.
Ηλεκτροπαραγωγικότητα
(σύμφωνα με τον Pauling)
0,93
Δυνατότητα ηλεκτροδίου-2,71 ίντσες
Καταστάσεις οξείδωσης1
Θερμοδυναμικές ιδιότητες μιας απλής ουσίας
Πυκνότητα0,971 g / cm³
Μοριακή ικανότητα θερμότητας28,23 J / (K mol)
Θερμική αγωγιμότητα142,0 W / (m K)
Η θερμοκρασία τήξης370,96 Κ
Θερμότητα σύντηξης2,64 kJ / mol
Θερμοκρασία βρασμού1156,1 Κ
Θερμότητα εξάτμισης97,9 kJ / mol
Μοριακός όγκος23,7 cm³ / mol
Το κρυσταλλικό πλέγμα μιας απλής ουσίας
Δομή δικτυωτού πλέγματοςκυβικό σώμα με επίκεντρο
Παράμετροι δικτυωτού πλέγματος4.230 Å
C / μια αναλογία-
Θερμοκρασία Debye150 Κ
ΝΑέντεκα
22.98977
3δ 1
Νάτριο

Το νάτριο είναι ένα στοιχείο της κύριας υποομάδας της πρώτης ομάδας, η τρίτη περίοδος του περιοδικού συστήματος των χημικών στοιχείων του DI Mendeleev, με ατομικό αριθμό 11. Ορίζεται από το σύμβολο Na (lat. Natrium). Η απλή ουσία νατρίου (αριθμός CAS: 7440-23-5) είναι ένα μαλακό, ασημί λευκό αλκαλικό μέταλλο.

Στο νερό, το νάτριο συμπεριφέρεται σχεδόν το ίδιο με το λίθιο: η αντίδραση προχωρά με μια βίαια εξέλιξη του υδρογόνου, σχηματίζεται υδροξείδιο του νατρίου στο διάλυμα.

Ιστορία και προέλευση του ονόματος

Το νάτριο (ή μάλλον, οι ενώσεις του) χρησιμοποιείται από την αρχαιότητα. Για παράδειγμα, σόδα (natron), η οποία εμφανίζεται φυσικά στα νερά των λιμνών natron στην Αίγυπτο. Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν φυσική σόδα για τη χύτευση, τη λεύκανση του καμβά, το μαγείρεμα των τροφίμων, την κατασκευή χρωμάτων και υαλοπινάκων. Ο Πλίνιος ο Πρεσβύτερος γράφει ότι στο δέλτα του Νείλου, η σόδα (υπήρχε επαρκές ποσοστό ακαθαρσιών) απομονώθηκε από το νερό του ποταμού. Πήγαινε σε πώληση με τη μορφή μεγάλων κομματιών, λόγω της ανάμειξης άνθρακα, βαμμένου γκρι ή ακόμη και μαύρου.

Το νάτριο ελήφθη για πρώτη φορά από τον Άγγλο χημικό Humphrey Davy το 1807 με ηλεκτρόλυση στερεού NaOH.

Το όνομα "sodium" (natrium) προέρχεται από το αραβικό natrun στα ελληνικά - νιτρόν και αρχικά αναφέρεται σε φυσική σόδα. Το ίδιο το στοιχείο ονομάστηκε προηγουμένως Sodium.

Λήψη

Η πρώτη μέθοδος παραγωγής νατρίου ήταν η αντίδραση μείωσης ανθρακικού νατρίου με άνθρακα με θέρμανση ενός στενού μίγματος αυτών των ουσιών σε ένα δοχείο σιδήρου έως τους 1000 ° C:

Στη συνέχεια εμφανίστηκε μια άλλη μέθοδος παραγωγής νατρίου - η ηλεκτρόλυση ενός τετηγμένου υδροξειδίου του νατρίου ή του χλωριούχου νατρίου.

Φυσικές ιδιότητες

Το νάτριο είναι ένα ασημί λευκό μέταλλο, σε λεπτά στρώματα με μοβ απόχρωση, πλαστικό, ακόμη και μαλακό (κόβεται εύκολα με μαχαίρι), ένα φρέσκο ​​κομμάτι νατρίου λάμπει. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η θερμική αγωγιμότητα του νατρίου είναι αρκετά υψηλή, η πυκνότητα είναι 0,96842 g / cm³ (στους 19,7 ° C), το σημείο τήξης είναι 97,86 ° C και το σημείο βρασμού είναι 883,15 ° C..

Χημικές ιδιότητες

Αλκαλικό μέταλλο, οξειδωμένο εύκολα στον αέρα. Για την προστασία από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, το μεταλλικό νάτριο αποθηκεύεται κάτω από ένα στρώμα κηροζίνης. Το νάτριο είναι λιγότερο δραστικό από το λίθιο, επομένως αντιδρά με άζωτο μόνο όταν θερμαίνεται:

Με μεγάλη περίσσεια οξυγόνου, σχηματίζεται υπεροξείδιο του νατρίου

Εφαρμογή

Το μεταλλικό νάτριο χρησιμοποιείται ευρέως στην προπαρασκευαστική χημεία και τη βιομηχανία ως ισχυρός αναγωγικός παράγοντας, συμπεριλαμβανομένης της μεταλλουργίας. Το νάτριο χρησιμοποιείται στην παραγωγή μπαταριών θειικού νατρίου υψηλής έντασης ενέργειας. Χρησιμοποιείται επίσης σε βαλβίδες εξάτμισης φορτηγού ως ψύκτρα. Περιστασιακά, το μέταλλο νατρίου χρησιμοποιείται ως υλικό για ηλεκτρικά καλώδια σχεδιασμένα για πολύ υψηλά ρεύματα..

Σε κράμα με κάλιο, καθώς και ρουβίδιο και καίσιο, χρησιμοποιείται ως ένας πολύ αποδοτικός θερμικός φορέας. Συγκεκριμένα, ένα κράμα με σύνθεση νατρίου 12%, κάλιο 47%, καίσιο 41% ​​έχει χαμηλό σημείο τήξης ρεκόρ −78 ° C και προτάθηκε ως μέσο εργασίας για κινητήρες πυραύλων ιόντων και ψυκτικό για πυρηνικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας..

Το νάτριο χρησιμοποιείται επίσης σε λαμπτήρες εκκένωσης υψηλής και χαμηλής πίεσης (HLPD και LHPD). Οι λαμπτήρες τύπου NLVD DNaT (Arc Sodium Tubular) χρησιμοποιούνται ευρέως στον φωτισμό του δρόμου. Εκπέμπουν ένα έντονο κίτρινο φως. Η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων HPS είναι 12-24 χιλιάδες ώρες. Επομένως, οι λαμπτήρες εκκένωσης αερίου τύπου DNaT είναι απαραίτητοι για αστικό, αρχιτεκτονικό και βιομηχανικό φωτισμό. Υπάρχουν επίσης λαμπτήρες DNaS, DNaMT (Arc Sodium Matt), DNaZ (Arc Sodium Mirror) και DNaTBR (Arc Sodium Tubular Without Mercury).

Το μεταλλικό νάτριο χρησιμοποιείται στην ποιοτική ανάλυση της οργανικής ύλης. Ένα κράμα νατρίου και η υπό δοκιμή ουσία εξουδετερώνονται με αιθανόλη, προστίθενται μερικά χιλιοστόλιτρα αποσταγμένου νερού και χωρίζονται σε 3 μέρη, η δοκιμή από τον J. Lassen (1843), με στόχο τον προσδιορισμό του αζώτου, του θείου και των αλογόνων (δοκιμή Beilstein)

- Χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) - το παλαιότερο χρησιμοποιημένο αρωματικό και συντηρητικό.
- Αζίδιο του νατρίου (Na3Το Ν) χρησιμοποιείται ως παράγοντας αζώτου στη μεταλλουργία και στην παραγωγή αζιδίου μολύβδου.
- Το κυανιούχο νάτριο (NaCN) χρησιμοποιείται στην υδρομεταλλουργική μέθοδο έκπλυσης χρυσού από πετρώματα, καθώς και σε νιτροκαρβούρισμα χάλυβα και σε ηλεκτρολυτική επικάλυψη (ασημί, επιχρύσωση).
- Χλωρικό νάτριο (NaClO3χρησιμοποιείται για την καταστροφή της ανεπιθύμητης βλάστησης σε σιδηροδρομικές γραμμές.

Βιολογικός ρόλος

Στο σώμα, το νάτριο βρίσκεται κυρίως έξω από τα κύτταρα (περίπου 15 φορές περισσότερο από ό, τι στο κυτταρόπλασμα). Αυτή η διαφορά διατηρείται από την αντλία νατρίου-καλίου, η οποία αντλεί νάτριο που έχει εισέλθει στο κελί..

Μαζί με το κάλιο, το νάτριο εκτελεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
Δημιουργία συνθηκών για την εμφάνιση του δυναμικού της μεμβράνης και των συστολών των μυών.
Διατήρηση της οσμωτικής συγκέντρωσης αίματος.
Διατήρηση ισορροπίας οξέος-βάσης.
Ομαλοποίηση του ισοζυγίου νερού.
Παροχή μεταφοράς μεμβράνης.
Ενεργοποίηση πολλών ενζύμων.

Η συνιστώμενη δόση νατρίου για παιδιά είναι 600 έως 1700 χιλιοστόγραμμα, για ενήλικες, 1200 έως 2300 χιλιοστόγραμμα. Με τη μορφή επιτραπέζιου αλατιού, αυτό είναι 3 έως 6 γραμμάρια την ημέρα.

Το νάτριο βρίσκεται σχεδόν σε όλα τα τρόφιμα, αν και το σώμα παίρνει το μεγαλύτερο μέρος του από επιτραπέζιο αλάτι. Η απορρόφηση εμφανίζεται κυρίως στο στομάχι και στο λεπτό έντερο. Η βιταμίνη D βελτιώνει την απορρόφηση νατρίου, ωστόσο, τα υπερβολικά αλμυρά και πλούσια σε πρωτεΐνες τρόφιμα παρεμβαίνουν στην κανονική απορρόφηση. Η ποσότητα νατρίου που λαμβάνεται με φαγητό δείχνει την περιεκτικότητα σε νάτριο στα ούρα. Τρόφιμα πλούσια σε νάτριο χαρακτηρίζονται από επιταχυνόμενη απέκκριση.

Η έλλειψη νατρίου δεν εμφανίζεται σε ένα άτομο που τρώει μια ισορροπημένη διατροφή, ωστόσο, ορισμένα προβλήματα μπορεί να προκύψουν με χορτοφαγικές δίαιτες. Μια προσωρινή ανεπάρκεια μπορεί να προκληθεί από τη χρήση διουρητικών, διάρροιας, έντονης εφίδρωσης ή υπερβολικής πρόσληψης νερού. Τα συμπτώματα της ανεπάρκειας νατρίου περιλαμβάνουν απώλεια βάρους, έμετο, αέριο στο γαστρεντερικό σωλήνα και μειωμένη απορρόφηση αμινοξέων και μονοσακχαριτών. Η παρατεταμένη ανεπάρκεια προκαλεί μυϊκές κράμπες και νευραλγία.

Η περίσσεια νατρίου προκαλεί πρήξιμο στα πόδια και το πρόσωπο, καθώς και αυξημένη απέκκριση καλίου στα ούρα. Η μέγιστη ποσότητα αλατιού που μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία από τα νεφρά είναι περίπου 20-30 γραμμάρια, περισσότερο είναι ήδη απειλητική για τη ζωή.

Ενώσεις νατρίου

Νάτριο, Natrium, Na (11)
Το όνομα sodium - sodium, natrium προέρχεται από μια αρχαία λέξη κοινή στην Αίγυπτο, τους αρχαίους Έλληνες (vixpov) και τους Ρωμαίους. Βρίσκεται στο Pliny (Nitron), σε άλλους αρχαίους συγγραφείς και αντιστοιχεί στον εβραϊκό neter (neter). Στην αρχαία Αίγυπτο, το νατρόν, ή το νιτρόνιο, ονομαζόταν γενικά αλκάλιο, το οποίο λαμβάνεται όχι μόνο από φυσικές λίμνες σόδας, αλλά και από φυτική τέφρα. Χρησιμοποιήθηκε για το πλύσιμο, την κατασκευή υαλοπινάκων και τη μουμιοποίηση των πτωμάτων. Κατά τον Μεσαίωνα, το όνομα νιτρόν (νιτρόν, νάτρον, νατόρων), καθώς και το μποράχ (baurach), αναφέρεται επίσης στο saltpeter (Nitrum). Οι Άραβες αλχημιστές ονομάζονται αλκαλικά αλκάλια. Με την ανακάλυψη της πυρίτιδας στην Ευρώπη, ο αλάτι (Sal Petrae) διακρίθηκε αυστηρά από τα αλκάλια και τον 17ο αιώνα. ήδη διακρίνεται μεταξύ μη πτητικών, ή σταθερών αλκαλίων, και πτητικών αλκαλίων (αλκαλικό πτητικό). Ταυτόχρονα, διαπιστώθηκε διαφορά μεταξύ των λαχανικών (Alkali fixum vegetabile - potash) και των ορυκτών αλκαλίων (Alkali fixum minerale - σόδα).

Στο τέλος του 18ου αιώνα. Ο Klaproth εισήγαγε το όνομα Natron για ορυκτά αλκάλια (Natron) ή νάτριο και για φυτικά αλκάλια (Kali), ο Lavoisier δεν τοποθέτησε αλκάλια στον "Πίνακα απλών σωμάτων", υποδεικνύοντας σε μια σημείωσή του ότι αυτές είναι πιθανώς πολύπλοκες ουσίες που όταν κάτι θα αποσυντεθεί. Πράγματι, το 1807, ο Davy, με ηλεκτρόλυση ελαφρώς υγραμένων στερεών αλκαλίων, απέκτησε δωρεάν μέταλλα - κάλιο και νάτριο, αποκαλώντας τα κάλιο και νάτριο. Τον επόμενο χρόνο, ο Χίλμπερτ, εκδότης των περίφημων Χρονικών της Φυσικής, πρότεινε να ονομάσει τα νέα μέταλλα κάλιο και νάτριο (Natronium). Ο Berzelius συντόμευσε το τελευταίο όνομα σε "sodium" (Natrium). Στις αρχές του ΧΙΧ αιώνα. στη Ρωσία το νάτριο ονομάστηκε νάτριο (Dvigubsky, 182i; Soloviev, 1824). Ο Στράχοφ πρότεινε το όνομα Σοντ (1825). Τα άλατα νατρίου ονομάστηκαν, για παράδειγμα, θειική σόδα, υδροχλωρική σόδα και ταυτόχρονα οξική σόδα (Dvigubsky, 1828). Ο Έσσης, ακολουθώντας το παράδειγμα του Μπερζελίου, εισήγαγε το όνομα νάτριο.

Το περιοδικό σύστημα χημικών στοιχείων του Mendeleev

Χημική ταξινόμηση στοιχεία, αποδεικνύοντας την εξάρτηση των διαφόρων ιδιοτήτων των στοιχείων στο φορτίο του ατομικού πυρήνα. Το σύστημα είναι μια γραφική έκφραση του περιοδικού νόμου /

Περιοδικός πίνακας στοιχείων
ΙΑΙΙΑIIIBIVBVBVIBVIIB----VIIIB----ΙΒΙΙΒΙΙΙΑIVAVAΜΕΣΩΒΙΙΑVIIIA
Περίοδος
11
Η
Υδρογόνο
2
Αυτός
Ήλιο
23
Λι
Λίθιο
4
Είναι
Βηρύλλιο
πέντε
σι
Βόριο
6
ντο
Ανθρακας
7
Ν
Αζωτο
8
Ο
Οξυγόνο
εννέα
φά
Φθόριο
δέκα
Νε
Νέο
3έντεκα
ΝΑ
Νάτριο
12
Μαζ
Μαγνήσιο
13
Αλ
Αλουμίνιο
δεκατέσσερα
Σι
Πυρίτιο
15
Π
Φώσφορος
δεκαέξι
μικρό
Θείο
17
Κλ
Χλώριο
18
Αρ
Αργόν
4δεκαεννέα
κ
Κάλιο
20
Γα
Ασβέστιο
21
Sc
Σκάνδιο
22
Τί
Τιτάνιο
23
Β
Βανάδιο
24
Κρ
Χρώμιο
25
Μη
Μαγγάνιο
26
Φε
Σίδερο
27
Συνεργάτης
Κοβάλτιο
28
Νι
Νικέλιο
29
Κου
Χαλκός
τριάντα
Ζν
Ψευδάργυρος
31
Γα
Γάλλιο
32
Τζ
Γερμάνιο
33
Οπως και
Αρσενικό
34
Σε
Σελήνιο
35
Μπρ
Βρώμιο
36
Κρ
Κρυπτόν
πέντε37
Rb
Ρουβίνιο
38
Γρ
Στρόντιο
39
Υ
Υττριο
40
Ζρ
Ζιρκόνιο
41
Σημ
Νιόβιο
42
Μω
Μολυβδαίνιο
(43)
Τηλε
Τεχνήτιο
44
Ρου
Ρουθήνιο
45
Rh
Ρόδιο
46
Δρ
Παλλάδιο
47
Αγ
Ασήμι
48
CD
Κάδμιο
49
Σε
Ινδίο
50
Σιν
Κασσίτερος
51
Sb
Αντιμόνιο
52
Te
Τελλούριο
53
Εγώ
Ιώδιο
54
Χε
Ξένο
655
Cs
Καίσιο
56
Μπα
Βάριο
*72
Χφ
Αφνιο
73
Τα
Ταντάλιο
74
Δ
Βολφράμιο
75
Σχετικά με
Ρήνιο
76
Οσ
Ωσμίο
77
Ιρ
Ιρίδιο
78
Π.Τ.
Πλατίνα
79
Ω
Χρυσός
80
Hg
Ερμής
81
Τλ
Θάλλιο
82
Pb
Οδηγω
83
Μπι
Βισμούθιο
(84)
Ταχυδρομείο
Πολώνιο
(85)
Στο
Αστατίνη
86
Ρν
Ραδόνιο
787
Πρ
Φράγκιο
88
Ρα
Ράδιο
**(104)
Rf
Rutherfordium
(105)
Δβ
Ντουμπίνι
(106)
Αρ
Σεβορίτζιο
(107)
Μπαχ
Μπόρι
(108)
Ω
Χάσιος
(109)
Όρος
Meitnerium
(110)
Δδ
Ντάρμσταντι
(111)
Rg
Ροεντένιο
(112)
Cp
Κοπέρνικος
(113)
Ουτ
Ούριους
(114)
Ουκ
Ununkvadiy
(115)
Ωχ
Unpentius
(116)
Ωχ
Ανουνκκίς
(117)
Ούς
Ανοησία
(118)
Γιούο
Ουνόκτιος
8(119)
Ούε
Ούνινι
(120)
Ουμπν
Όχι
Λανθάνης *57
Λα
Λανθάνιο
58
Ce
Δημήτριο
59
Πρ
Πρασεοδύμιο
60
Νδ
Νεοδύμιο
(61)
Μετα μεσημβριας
Προμηθίου
62
Σμ
Σαμάριο
63
ΕΕ
Ευρώπιο
64
Gd
Γαδολίνιο
65
Τιμ
Τέρβιο
66
Ντυ
Dysprosium
67
Χο
Χόλι
68
Ερ
Ερβιο
69
Τιμ
Θούλιο
70
Yb
Υττερβίο
71
Λου
Λουτέτιο
Actinides **89
Μετα Χριστον
Ακτίνιο
90
Θ
Θόριο
91
Πα
Πρωτακτίνιο
92
Ε
Ουρανός
(93)
Νρ
Ποσειδώνιο
(94)
Που
Πλουτώνιο
(95)
Είμαι
Αμερίκιο
(96)
Εκ
Κούριο
(97)
Μπακ
Μπέρκλεϊ
(98)
Πρβλ
Καλιφόρνιο
(99)
Ες
Αϊντινίνιο
(εκατό)
Φμ
Φέρμι
(101)
Δρ
Μεντελέβιο
(102)
Οχι.
Νόμπελ
(103)
Γρ
Λαυρέντιος

Χημικές οικογένειες στοιχείων στον περιοδικό πίνακα
Αλκαλι μέταλλαΜέταλλα αλκαλικών γαιώνΛανθάνηςΑκτινίδεςΜεταβατικά μέταλλα
Ελαφρά μέταλλαΗμι-μέταλλαΑμέταλλαΑλογόναΑδρανή αέρια

198095, Αγία Πετρούπολη, Shvetsova st., 23, γράμμα Β, δωμάτιο 7-N, χάρτης τοποθεσίας

Γράψτε ένα χαρακτηριστικό για το άτομο νατρίου από τη θέση του στο περιοδικό σύστημα

Απάντηση

Επαληθεύτηκε από έναν ειδικό

Απάντηση:

1) Το όνομα του στοιχείου είναι νάτριο, το χημικό σύμβολο είναι Na, ο σειριακός αριθμός είναι Νο. 11,

ατομική μάζα Ar = 23 Ομάδα - 1, υποομάδα - κύρια, 3η περίοδος

Το φορτίο του πυρήνα του ατόμου νατρίου I Z = + 11 (στον πυρήνα υπάρχουν 11 πρωτόνια - p⁺ και 12 νετρόνια - n⁰)

Υπάρχουν 3 επίπεδα ενέργειας γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου, στο οποίο βρίσκονται 11 ηλεκτρόνια.

3) Με βάση τα παραπάνω, θα γράψουμε τα διαγράμματα της δομής του ατόμου νατρίου:

και). Διάγραμμα ατόμου νατρίου με χρήση τόξων: ₊₁₁Na) ₂) ₈) ₁

σι). Διάγραμμα Atom - ηλεκτρονικός τύπος (ηλεκτρονική διαμόρφωση):

α) ο ηλεκτρονικός τύπος νατρίου ₊₁₁Na 1s²2s²2p⁶3s¹

γ) Το ηλεκτρονικό διάγραμμα του ατόμου νατρίου:

4. Μια απλή ουσία νατρίου είναι ένα αλκαλικό μέταλλο, αποτελείται από ένα άτομο, το σθένος του νατρίου στις ενώσεις είναι 1, η κατάσταση οξείδωσης είναι + 1. Αναγωγικός παράγοντας νατρίου.

5. Μόρια ατόμων στην ομάδα 1, η κύρια υποομάδα είναι μονοατομικά. Με την αύξηση του φορτίου του πυρήνα από λίθιο σε φράγκιο, οι μη μεταλλικές ιδιότητες μειώνονται και οι μεταλλικές αυξάνονται..

6. Μόρια ατόμων απλών ουσιών κατά την περίοδο: νάτριο, μαγνήσιο, αλουμίνιο, πυρίτιο -

μονότομος; τεσσάρων όγκων φωσφόρος Ρ2, πολυατομικό θείο (S) n, διατομικό χλώριο CI2. Οι ιδιότητες των ουσιών αλλάζουν από νάτριο σε χλώριο: νάτριο, μαγνήσιο - μέταλλα, αλουμίνιο - αμφοτερικό μέταλλο, ημι-μέταλλο πυριτίου, φώσφορος, θείο, χλώριο - μη μέταλλα. Επίσης, από αριστερά προς τα δεξιά στην περίοδο, οι ιδιότητες οξειδοαναγωγής αλλάζουν. Το νάτριο, το μαγνήσιο και το αλουμίνιο είναι αναγωγικά μέσα. Το πυρίτιο, ο φώσφορος, το θείο, το χλώριο - μπορούν να είναι τόσο αναγωγικοί όσο και οξειδωτικοί παράγοντες.

7. Ανώτερος τύπος οξειδίου: Na2O - βασικό οξείδιο

8. Τύπος υδροξειδίου: ΝαΟΗ- βάση, διαλυτή στο νερό, αλκάλια

9. Δεν σχηματίζει πτητική ένωση με υδρογόνο και η ένωση νατρίου με υδρογόνο είναι υδρίδιο νατρίου NaH2 - είναι ένα άχρωμο πλέγμα κυβικών ιοντικών κρυστάλλων υπό τυπικές συνθήκες. Είναι ένας ισχυρός αναγωγικός παράγοντας. Εύφλεκτο σε ατμόσφαιρα ορισμένων αλογόνων: φθόριο, χλώριο και στους 230 ° C σε οξυγόνο. Όταν θερμαίνεται στους 300 ° C υπό κενό, το υδρίδιο του νατρίου αποσυντίθεται.

Φυσικές και χημικές ιδιότητες του νατρίου

Η χρήση αλάτων νατρίου στην Αρχαία Αίγυπτο, χημικές μέθοδοι εκχύλισης νατρίου. Γραμμές αλκαλικών μετάλλων στο ορατό μέρος του φάσματος, φυσικές και χημικές ιδιότητες των αλκαλίων. Η αλληλεπίδραση της σόδας με το συνθετικό νιτρικό οξύ και η υγροσκοπικότητα των αλάτων νατρίου.

ΕπικεφαλίδαΧημεία
ΘέαΕκθεση ΙΔΕΩΝ
ΓλώσσαΡωσική
Ημερομηνία προστέθηκε04.07.2012

1. Ιστορία και προέλευση του ονόματος

2. Όντας στη φύση

4. Φάσμα νατρίου

5. Φυσικές ιδιότητες

6. Χημικές ιδιότητες

7. Οξείδια, υπεροξείδιο και υδροξείδιο του νατρίου

10. Μέθοδοι για τη σύνθεση ανθρακικού νατρίου

11. Χρησιμοποιημένη βιβλιογραφία

Το νάτριο είναι ένα στοιχείο της κύριας υποομάδας της πρώτης ομάδας, η τρίτη περίοδος του περιοδικού συστήματος χημικών στοιχείων του D.I. Mendeleev, με ατομικό αριθμό 11. Ορίζεται από το σύμβολο Na (lat. Natrium). Η απλή ουσία νατρίου (αριθμός CAS: 7440-23-5) είναι ένα μαλακό, ασημί λευκό αλκαλικό μέταλλο. Το νάτριο παρουσιάζει από ορισμένες απόψεις μια απόκλιση από την τυπική συμπεριφορά της υπόλοιπης ομάδας του, αλλά σε πολύ μικρότερο βαθμό από το λίθιο. Το γεγονός ότι μόνο το κάλιο, το τρίτο στοιχείο μετά το λίθιο και το νάτριο, αποδεικνύεται αρκετά τυπικό αντιπροσωπευτικό της αλκαλικής ομάδας και επιβεβαιώνει τον κανόνα που υπάρχει στο περιοδικό σύστημα, σύμφωνα με το οποίο μόνο το δεύτερο ή τρίτο στοιχείο της κύριας υποομάδας εμφανίζει πλήρως τις χαρακτηριστικές ιδιότητες της ομάδας, ενώ το πρώτο και το πρώτο σε μικρότερο βαθμό, μερικές φορές το δεύτερο στοιχείο εμφανίζει επίσης απόκλιση από αυτές τις χαρακτηριστικές ιδιότητες. Το πρώτο στοιχείο είναι συχνά μεταβατικό στη συμπεριφορά του στην επόμενη κύρια υποομάδα. Το δεύτερο στοιχείο μοιάζει μερικές φορές με τις ενώσεις μιας δευτερεύουσας υποομάδας που ανήκει στην ίδια ομάδα.

Το νάτριο και το καίσιο είναι και τα δύο καθαρά στοιχεία. Τα υπόλοιπα αλκαλικά μέταλλα στη μελέτη με φασματογράφο μάζας αποδείχθηκαν αναμεμιγμένα στοιχεία.

1. Ιστορία και προέλευση του ονόματος

Το νάτριο (ή μάλλον, οι ενώσεις του) χρησιμοποιείται από την αρχαιότητα. Για παράδειγμα, η σόδα (natron) βρίσκεται φυσικά στα νερά των λιμνών natron στην Αίγυπτο. Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν φυσική σόδα για τη χύτευση, τη λεύκανση του καμβά, το μαγείρεμα των τροφίμων, την κατασκευή χρωμάτων και υαλοπινάκων. Ο Πλίνιος ο Πρεσβύτερος γράφει ότι στο δέλτα του Νείλου, η σόδα (υπήρχε επαρκές ποσοστό ακαθαρσιών) απομονώθηκε από το νερό του ποταμού. Πήγαινε σε πώληση με τη μορφή μεγάλων κομματιών, λόγω της ανάμειξης άνθρακα, βαμμένου γκρι ή ακόμη και μαύρου. Το όνομα "sodium" προέρχεται από τη λατινική λέξη natrium (συγκρίνετε την παλιά ελληνική nYafspn), η οποία δανείστηκε από τη μεσογειακή γλώσσα (n? R), όπου σήμαινε, μεταξύ άλλων: "σόδα", "καυστική σόδα".

Η συντομογραφία "Na" και η λέξη natrium χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά από ακαδημαϊκό, ιδρυτή της Σουηδικής Εταιρείας Ιατρών Jens Jacobs Berzelius (JönsJakobBerzelius, 1779-1848) για τον χαρακτηρισμό φυσικών ορυκτών αλάτων, τα οποία περιελάμβαναν σόδα. Προηγουμένως, το στοιχείο ονομάστηκε νάτριο (λατινικό νάτριο). Το όνομα νατρίου μπορεί να εντοπιστεί στην αραβική λέξη suda, που σημαίνει πονοκέφαλο, καθώς η σόδα είχε χρησιμοποιηθεί τότε ως θεραπεία για πονοκεφάλους.

Το νάτριο ελήφθη για πρώτη φορά από τον Άγγλο χημικό Humphrey Davy το 1807 με ηλεκτρόλυση στερεού NaOH.

2. Κατανομή στη φύση

Λόγω της εξαιρετικής ικανότητας οξείδωσης, τα αλκαλικά μέταλλα δεν βρίσκονται ποτέ σε σημαντικές ποσότητες σε ελεύθερη κατάσταση, αλλά αποκλειστικά με τη μορφή των ενώσεών τους. Ωστόσο, σε αυτήν τη μορφή, το νάτριο και το κάλιο είναι από τα πιο άφθονα στοιχεία. Το περιεχόμενό τους στο φλοιό της γης είναι περίπου 2,6-2,4%. Γενικά, είναι σχεδόν εξίσου κοινές, αν και οι ενώσεις καλίου είναι λιγότερο συχνές από τις ενώσεις νατρίου. Το κάλιο άστριο K [AlSi3O8] και το κάλιο mica KA12 [A1Si3O10] (OH, F) 2 είναι συστατικά πολλών κοινών πετρωμάτων, ιδίως των γρανίτων. Ο γρανίτης είναι ένας βράχος, ο οποίος αποτελείται από ορυκτά ορυκτά, μίκα και χαλαζία που περιέχονται σε αυτό με τη μορφή ενός χονδροειδούς μίγματος. Ο βράχος της ίδιας σύνθεσης, αλλά διαφορετικής δομής (σχιστόλιθος) είναι το εξίσου διαδεδομένο gneiss.

Τα πιο συνηθισμένα ανόργανα άλατα νατρίου είναι ολιγοκλάση (σόδα-ασβέστη άστριο) και αλβίτη (νάτριο άστριο) Na [AlSi3O8], που σχηματίζουν παρόμοια πετρώματα. Το χλωριούχο νάτριο NaCl βρίσκεται με τη μορφή άλατος βράχου, το οποίο εμφανίζεται σε πολλά μέρη με τη μορφή παχιών στρωμάτων, τα οποία σχηματίστηκαν λόγω της ξήρανσης από περιοχές θάλασσας ή κολοσσιαίων λιμνών. Μερικές φορές το αλάτι του βράχου έχει ένα στρώμα αλάτων καλίου και μαγνησίου, τα λεγόμενα "άλατα άλατα", όπως, για παράδειγμα, κοντά στη Στρασφούρτη. Σημαντικές ποσότητες χλωριούχου νατρίου διαλύονται σε θαλασσινό νερό. Η περιεκτικότητά του στο νερό του ωκεανού κυμαίνεται ασήμαντα και ανέρχεται εκεί, όπως στη Βόρεια Θάλασσα, στο περίπου 2,5%. Τα νερά της Βαλτικής Θάλασσας, από την άλλη πλευρά, περιέχουν μόνο 0,6-1,7% χλωριούχο νάτριο, ενώ έως και 3% βρίσκεται στα νερά της Μεσογείου, και ακόμη και έως 3,5% αυτού του αλατιού στα νερά της Ερυθράς Θάλασσας. Στις εσωτερικές θάλασσες χωρίς απορροή, το περιεχόμενο αυτού του αλατιού είναι πολύ υψηλότερο. Έτσι, τα νερά της Νεκράς Θάλασσας περιέχουν περίπου 20% χλωριούχο νάτριο μαζί με μεγάλες ποσότητες άλλων αλάτων. Σε σύγκριση με την περιεκτικότητα σε χλωριούχο νάτριο, η περιεκτικότητα σε χλωριούχο κάλιο σε θαλασσινό νερό είναι πολύ χαμηλή, είναι μόνο περίπου το 1/40 της περιεκτικότητας σε χλωριούχο νάτριο. Αυτό συμβαίνει επειδή, σε αντίθεση με τις ενώσεις νατρίου, η επιφάνεια της γης προσροφά έντονα τις ενώσεις καλίου, έτσι ώστε να μην φτάνουν στη θάλασσα..

3. Λήψη νατρίου

σόδα υδροξειδίου του άλατος νατρίου

- ηλεκτρόλυση λειωμένων αλάτων και αλκαλίων:

2NaCl (τήξη) = 2Na + Cl2 (6000C, ηλεκτρολύτης: 40% NaCl + 60% CaC12)

4NaOH (τήξη) = 4Na + 2H2O + O2 (t)

-μεταλλοθερμική μέθοδος:

3Na2O (t) + 2A1 (t) = A12O3 + 6Na (300 ° C, κενό)

-θερμόλυση σύνθετων ουσιών:

2MeN3 = 2Me + 3N2 (300 ° C, Me = Na, K, Rb, Cs)

-ανάκτηση σόδας:

Na2CO3 + 2C = 2Na + 3СО (πύρωση, παλιά μέθοδος)

-με τη μέθοδο Graysheim:

2NaCl + CaC2 = 2Na + CaC12 + 2C (t)

4. Φάσμα νατρίου

Φάσμα αλκαλίων. Τα αλκαλικά μέταλλα ή οι πολύ πτητικές τους ενώσεις χρωματίζουν τη φλόγα του καυστήρα Bunsen σε χαρακτηριστικό χρώμα, δηλαδή: λίθιο - σε κόκκινο καρμίνη, νάτριο - σε κίτρινο, κάλιο, ρουβίδιο και καίσιο - σε μωβ. Κατά την εξέταση μιας έγχρωμης φλόγας μέσω ενός φασματοσκοπίου, είναι ορατές μεμονωμένες φωτεινές γραμμές, η θέση των οποίων είναι τόσο χαρακτηριστική που, σε αυτή τη βάση, τα αλκαλικά μέταλλα μπορούν εύκολα να αναγνωριστούν.

Στην εικ. Σχεδιάζονται 1 γραμμές χαρακτηριστικές των αλκαλικών μετάλλων καθώς είναι ορατές κατά την προβολή μιας έγχρωμης φλόγας με ένα μικρό φορητό φασματοσκόπιο.

Φιγούρα: 1. Φάσμα αλκαλίων.

Η κίτρινη γραμμή νατρίου με το γράμμα D εμφανίζεται ήδη παρουσία αμελητέων ιχνών νατρίου. Βρίσκεται σε κάθε φάσμα φλόγας που λαμβάνεται σε χημικό εργαστήριο, εκτός εάν η εργασία εκτελείται με ειδικές προφυλάξεις. Δεδομένου ότι αυτή η γραμμή είναι κατάλληλη για προσανατολισμό άλλων γραμμών του φάσματος, σχεδιάζεται επίσης με μια διακεκομμένη γραμμή στα φάσματα άλλων μετάλλων. Τα διαφορετικά πάχη γραμμής στο σχήμα πρέπει να δίνουν μια γενική ιδέα της έντασης των φασματικών γραμμών. Συνήθως, οι ισχυρότερες γραμμές στο φάσμα είναι ήδη επαρκείς για αναγνώριση. Εάν το μέταλλο ενδιαφέροντος υπάρχει σε μικρές ποσότητες, οι ασθενέστερες γραμμές δεν είναι ορατές στο φασματοσκόπιο χειρός. Η γραμμή βιολετί καλίου, που βρίσκεται πολύ δεξιά, είναι επίσης σχεδόν καθόλου αισθητή..

Ο Πίνακας 1 δείχνει τα μήκη κύματος των φασματικών γραμμών αλκαλικών μετάλλων που βρίσκονται στο ορατό μέρος του φάσματος, εκφρασμένα σε χιλιοστόμετρα (t - εκατοστά του χιλιοστού). Αυτή η μονάδα μήκους κύματος είναι η πιο κατάλληλη για συμβατική φασματική ανάλυση, καθώς τα φασματοσκοπία που χρησιμοποιούνται σε αυτήν την περίπτωση δεν είναι σε θέση να μετρήσουν τα δέκατα ενός νανομέτρου. Πρέπει να σημειωθεί ότι το φως μικρού μήκους κύματος, όταν διέρχεται από ένα πρίσμα, αποσυντίθεται πιο έντονα από το φως μήκους κύματος. Δεδομένου ότι οι γραμμές στο Σχ. 1 παρουσιάζονται με την ίδια μορφή όπως παρατηρούνται όταν αποσυντίθενται με φασματοσκόπιο πρίσματος, το κόκκινο μέρος του φάσματος συμπιέζεται έντονα σε σύγκριση με το βιολετί. Για λόγους πληρότητας, ο Πίνακας 2 παραθέτει επίσης μερικές γραμμές που συνήθως δεν είναι ορατές εάν η εκπομπή φωτός ενθουσιάζεται εισάγοντας την υπό μελέτη ένωση στη φλόγα ενός καυστήρα Bunsen. γίνονται ορατά μόνο όταν εφαρμόζεται υψηλότερη θερμοκρασία, η οποία, για παράδειγμα, επιτυγχάνεται με διέγερση ενός μικρού τόξου μεταξύ του διαλύματος που περιέχει τα δοκιμαστικά άλατα και του άκρου του καλωδίου ιριδίου ακριβώς πάνω από αυτό

Πίνακας 1 Γραμμές αλκαλικών μετάλλων στο ορατό μέρος του φάσματος

Μήκος κύματος (t); Οι γραμμές που συνδέονται με σγουρά στηρίγματα δεν διακρίνονται σε φασματοσκοπία χαμηλής ανάλυσης

Φιγούρα: 2. Φάσμα απορρόφησης ατμών νατρίου.

Για να αποκτήσετε ένα αθόρυβα καψίματος, ένα θετικό ρεύμα (στο κύκλωμα φωτός όταν είναι ενεργοποιημένη μια κατάλληλη ενδιάμεση αντίσταση) πρέπει να ρέει προς την κατεύθυνση από το υγρό στην άκρη της βελόνας του καλωδίου ιριδίου. Υπό αυτές τις συνθήκες, για παράδειγμα, εκτός από την κίτρινη γραμμή νατρίου D, λαμβάνεται επίσης μια δεύτερη γραμμή νατρίου πορτοκαλί χρώματος (σε = 616 t), Σε αντίθεση με την πρώτη, είναι ορατή μόνο όταν υπάρχει νάτριο σε σημαντικές ποσότητες. Διαφορές στις εντάσεις γραμμής στο Σχ. 1 παριστάνονται με διαφορετικά πάχη διαδρομής και στον πίνακα 1 - με έντονους χαρακτήρες. Σε χαμηλές συγκεντρώσεις ουσιών, είναι ορατές μόνο οι γραμμές με έντονη γραφή.

Τα φάσματα των αλκαλικών μετάλλων, όπως το φάσμα του υδρογόνου και το φάσμα σπινθήρων του ηλίου, κατασκευάζονται πολύ απλά. Ως εκ τούτου, η μελέτη τους παρείχε τη βάση για την εύρεση γενικών προτύπων στη δομή των φασμάτων. Στην εικ. 2 δείχνει το φάσμα απορρόφησης ατμών νατρίου. Αυτό το φάσμα είναι πολύ κοντά στη σειρά Balmer του φάσματος υδρογόνου. Στην πραγματικότητα, αυτό το φάσμα μπορεί να αναπαραχθεί χρησιμοποιώντας έναν τύπο που μοιάζει με τον τύπο της σειράς Balmer. Η ίδια σειρά βρίσκεται επίσης στο φάσμα εκπομπών ατμών νατρίου και υπάρχει το ισχυρότερο, μαζί με μερικούς άλλους που δεν εμφανίζονται στο φάσμα απορρόφησης. Θεωρείται επομένως η κύρια σειρά νατρίου. Μετρήθηκαν τουλάχιστον 57 γραμμές αυτής της σειράς. Το συνεχές φάσμα δίπλα στο τέλος μικρού μήκους κύματος της σειράς δεν παρατηρείται στο φάσμα εκπομπών. Εκτός από την κύρια σειρά, το νάτριο έχει δύο ακόμη δευτερεύουσες σειρές και τη λεγόμενη σειρά Bergman. Έτσι, για παράδειγμα, η προαναφερθείσα πορτοκαλί γραμμή νατρίου (= 616 τόνοι) ανήκει στην αποκαλούμενη «αιχμηρή πλευρική σειρά» νατρίου. Το ίδιο ισχύει και για άλλα αλκαλικά μέταλλα. Οι κύριες σειρές είναι σε κάθε περίπτωση οι πιο ισχυρές, γι 'αυτό άνοιξαν αρχικά. Η σειρά Bergman πήρε το όνομά της από τον επιστήμονα Bergmann, ο οποίος βρήκε για πρώτη φορά σειρές αυτού του τύπου το 1907 και ήταν σε αλκαλικά μέταλλα. Εκτός από τις εντάσεις γραμμής (οι οποίες σε όλες τις σειρές μειώνονται έντονα προς το τέλος), οι ονομαζόμενοι τύποι σειρών διαφέρουν επίσης σε άλλα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, αυτό είναι ενδιαφέρον μόνο για φασματοσκοπικούς, οι οποίοι, βάσει αυτών των χαρακτηριστικών, διανέμουν γραμμές σε μια σειρά. Για τους χημικούς, οι σειρές είναι ήδη αρκετά σαφείς επειδή κατανοούνται ως ένα σύνολο γραμμών, οι οποίες, με τη βοήθεια των τύπων, μπορούν να παρουσιαστούν με τη σωστή σειρά. Έχουν μεγάλη σημασία, διότι σας επιτρέπουν να προβλέψετε με ακρίβεια τη φύση του δεσμού ενός εξωτερικού ηλεκτρονίου σε ένα άτομο μετάλλου αλκαλίου.

Το αρχικό επίπεδο για όλες τις γραμμές της σειράς απορρόφησης είναι το επίπεδο γείωσης του εξωτερικού ηλεκτρονίου στο άτομο. Οι γραμμές της κύριας σειράς στο φάσμα εκπομπών συμπίπτουν με τις γραμμές της σειράς απορρόφησης. Έτσι, το κύριο επίπεδο είναι το τελικό επίπεδο για όλες τις γραμμές της κύριας σειράς. Η ενέργειά τους, που λαμβάνεται από τη θέση των ορίων της σειράς, είναι σε καλή συμφωνία με τα αποτελέσματα των μετρήσεων των δυνατοτήτων ιονισμού. Ο κύριος κβαντικός αριθμός που αντιστοιχεί στο επίπεδο του εδάφους λαμβάνεται προχωρώντας από το γεγονός ότι καταλαμβάνουν τα επίπεδα που αντιστοιχούν στα αδρανή αέρια (Ο κύριος κβαντικός αριθμός μπορεί επίσης να προσδιοριστεί απευθείας από τα φασματοσκοπικά δεδομένα βάσει της διαλογής του πυρηνικού φορτίου που υπολογίζεται από αυτά).

Για το ήλιο, χρησιμοποιούνται επίπεδα με τον κύριο κβαντικό αριθμό n = 1. για το λίθιο, επομένως, το n πρέπει να είναι ίσο με 2. Ο πλευρικός κβαντικός αριθμός βρίσκεται για το λίθιο με βάση τη θεωρία Bohr-Sommerfeld από τις ακόλουθες σκέψεις. Ο σταθερός όρος της σειράς δίνεται από την ενέργεια της κύριας τροχιάς. Εάν ένα ηλεκτρόνιο στην κανονική κατάσταση ενός ατόμου ήταν σε τροχιά 22, δηλαδή σε κυκλική τροχιά που καλύπτει 11-κβαντικές τροχιές σε αρκετά σημαντική απόσταση, τότε θα περίμενε κανείς ότι για έναν σταθερό όρο "αποτελεσματικό πυρηνικό φορτίο" θα μπορούσε να συμβολίζεται με τον αριθμό 1, δεδομένου ότι από τα τρία φορτία που κατέχονται από τον πυρήνα λιθίου, δύο θα ελέγχονταν μόνιμα. Ένας τέτοιος όρος μπορεί να ονομαστεί εν συντομία «σαν υδρογόνο». Ωστόσο, αποδεικνύεται ότι για έναν σταθερό όρο της κύριας σειράς, το καθοριστικό αποτελεσματικό φορτίο του πυρήνα είναι πολύ μεγαλύτερο από το 1. Έτσι, με βάση όσα ειπώθηκαν, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι μιλάμε για μια τροχιά που μερικές φορές φέρνει ένα ηλεκτρόνιο πιο κοντά στον πυρήνα - επομένως, μια έντονα εκκεντρική τροχιά. Ως τέτοια τροχιά για το λίθιο, μόνο μία τροχιά 21 μπορεί να θεωρηθεί ως η κύρια τροχιά.

Παρομοίως, μπορεί να αποδειχθεί ότι για άλλα αλκαλικά μέταλλα, οι κύριες τροχιές τους πρέπει να έχουν πλευρικό κβαντικό αριθμό k = 1 (s-τροχιές). Από την άποψη της μηχανικής των κυμάτων (σύμφωνα με την οποία η έννοια των «τροχιών» κατά την έννοια της θεωρίας Bohr - Sommerfeld, φυσικά, δεν μπορεί να παραμείνει έγκυρη), κάποιος φτάνει στο ίδιο αποτέλεσμα εάν ληφθεί υπόψη η πολωτική δράση του ηλεκτρονίου του εξωτερικού κελύφους στον ατομικό σκελετό. Αυτή η επίδραση της πόλωσης στη δεσμευτική ενέργεια ενός ηλεκτρονίου είναι ισχυρή, μεταξύ άλλων, για χρήση για τον υπολογισμό της πόλωσης των αλκαλικών ιόντων από φασματοσκοπικά δεδομένα.

Οι κύριοι όροι της λεγόμενης πλαϊνής σειράς είναι περισσότερο "σαν υδρογόνο" από τους βασικούς όρους της κύριας σειράς. Αυτό ισχύει ακόμη περισσότερο για τη σειρά Bergman. Λόγω του ιδιαίτερα έντονου "χαρακτήρα υδρογόνου" των σταθερών όρων, αυτές οι σειρές, όπως προαναφέρθηκε, αναφέρονται επίσης ως "κύριες σειρές". Όσο περισσότερο "μοιάζει με υδρογόνο" ο κύριος όρος της σειράς, τόσο λιγότερο έκκεντρος με την έννοια του ατομικού μοντέλου Bohr - Sommerfeld είναι η κύρια τροχιά που αντιστοιχεί στη σειρά.

Η διάσημη κίτρινη γραμμή νατρίου, η λεγόμενη D-line, είναι η πρώτη γραμμή της κύριας σειράς νατρίου. Το αμοιβαίο μήκος του κύματος λαμβάνεται ως η διαφορά μεταξύ του κύριου όρου της κύριας σειράς και του κύριου όρου της πρώτης δευτερεύουσας σειράς. Αυτή η γραμμή εκδηλώνεται στο φάσμα εκπομπών λόγω του γεγονότος ότι το ηλεκτρόνιο που βρίσκεται στο επίπεδο 3s στην κατάσταση εδάφους του ατόμου, αφού έχει ανυψωθεί από αυτήν την τροχιά (για παράδειγμα, λόγω της ισχυρής σύγκρουσης ατόμων στη θερμοκρασία φλόγας) στο γειτονικό επίπεδο 3p, επιστρέφει στο αρχικό επίπεδο Zs. Προφανώς, αυτό συμβαίνει πολύ συχνά, γεγονός που εξηγεί ότι η γραμμή D είναι η πιο φωτεινή γραμμή του φάσματος νατρίου. Ολόκληρη η ακολουθία γραμμών της κύριας σειράς καθορίζεται από τις ακόλουθες μεταβάσεις: 3p 3s, 4p 3s, 5p 3s, 6p 3s, 7p 3s κ.λπ..

Οι γραμμές απορρόφησης αντιστοιχούν στις αντίστροφες μεταβάσεις. Τα φάσματα άλλων αλκαλικών μετάλλων σχηματίζονται με έναν εντελώς ανάλογο τρόπο..

Με μια ισχυρότερη φασματική αποσύνθεση, η γραμμή D αποδεικνύεται διπλή. Σχηματίζει το λεγόμενο διπλό. Η εξήγηση για αυτό δόθηκε το 1925 από τους Uhlenbeck και Goiidsmit με βάση την υπόθεση ότι το ηλεκτρόνιο συμπεριφέρεται σαν να περιστρέφεται ταυτόχρονα γύρω από τον άξονά του κατά τη διάρκεια της κίνησης γύρω από τον ατομικό πυρήνα. Αυτή η περιστροφή μπορεί να συμβεί στην κατεύθυνση της τροχιακής κίνησης ή στην αντίθετη κατεύθυνση..

Η περιστροφή ενός ηλεκτρονίου γύρω από τον άξονά του, σε αντίθεση με την περιστροφή γύρω από έναν ατομικό πυρήνα, χαρακτηρίζεται ως drall (γερμανικά) ή spin (αγγλικά). Καθορίζεται από τον κβαντικό αριθμό ή τον λεγόμενο κβαντικό αριθμό περιστροφής s. Η περιστροφή ενός ηλεκτρονίου γύρω από τον άξονά του συνεισφέρει το μερίδιό της στη μαγνητική ροπή του ατόμου, καθώς η περιστροφή μιας ηλεκτρικά φορτισμένης σφαίρας γύρω από τον άξονά της έχει το ίδιο αποτέλεσμα με ένα ηλεκτρικό κυκλικό ρεύμα (Όχι μόνο το ηλεκτρόνιο έχει μια μαγνητική ροπή που σχετίζεται με το γύρισμα του. Αυτό οδήγησε στο γεγονός ότι τους δίνεται επίσης μια περιστροφή (περιστροφή του πυρήνα. Το ορθογόνο, για παράδειγμα, έχει πυρηνικές περιστροφές και, επομένως, οι μαγνητικές ροπές και των δύο πρωτονίων στο ίδιο μόριο είναι παράλληλες, στο παραϋδρογόνο, αντίθετα, είναι αντιπαραλληλικοί). Είναι αλήθεια ότι η επίδραση του κβαντικού αριθμού περιστροφής στη μαγνητική ροπή του ατόμου, καθώς και η επίδραση του μαγνητικού κβαντικού αριθμού m, λόγω της τροχιακής γωνιακής ορμής, εκδηλώνεται μόνο όταν ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο δρα στο άτομο. Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, η περιστροφή του ηλεκτρονίου γύρω από τον άξονά του επηρεάζει επίσης την περιστροφική ορμή του ατόμου. Κατά συνέπεια, η συνολική περιστροφική ορμή ενός ατόμου και συνεπώς η ενεργειακή του κατάσταση εξαρτάται όχι μόνο από τον τροχιακό κβαντικό αριθμό Ζ, αλλά και από τον κβαντικό αριθμό περιστροφής s. Ο λεγόμενος εσωτερικός κβαντικός αριθμός j σχηματίζεται και από τους δύο αριθμούς. Το τελευταίο έχει πάντα θετική τιμή, δηλαδή για l = 0 έχει μόνο μία τιμή (j = 1/2) και για κάθε l> 0 δύο τιμές, για παράδειγμα, j = 2/3 και j = 1/2 για l = 1. Από την άποψη της μηχανικής των κυμάτων, είναι επίσης δυνατό να δικαιολογηθεί ο αριθμός περιστροφής s και ο συνδυασμός του με το l, δίνοντας τον κβαντικό αριθμό j, αν και η εξήγηση για τον κβαντικό αριθμό περιστροφής είναι κάπως διαφορετική εδώ. Επειδή στα αλκαλικά μέταλλα όλα τα επίπεδα Ζ, εκτός από εκείνα για τα οποία l = 0, χωρίζονται σε δύο επίπεδα ενέργειας, όλες οι γραμμές στα φάσματα των αλκαλικών μετάλλων, που σχηματίζονται λόγω της μετάβασης στο επίπεδο εδάφους l = 0, πρέπει να δίνουν διπλά. Αυτό παρατηρείται στην πραγματικότητα. Η απόσταση μεταξύ των γραμμών του διπλού αυξάνεται έντονα με την αύξηση του ατομικού βάρους. Στην κίτρινη γραμμή νατρίου, είναι τόσο μικρό (η διαφορά στο μήκος κύματος είναι 5,97 Ε) που απαιτείται ένα καλό φασματοσκόπιο για τον διαχωρισμό αυτών των συστατικών. Στο καίσιο, ωστόσο, η απόσταση είναι τόσο μεγάλη που και οι δύο μπλε γραμμές καισίου διαφέρουν ακόμη και με μάλλον ασθενή διασπορά (η διαφορά στο μήκος κύματος εδώ είναι 37,94Ε. Για το διπλό του πρώτου μέλους της κύριας σειράς καισίου που βρίσκεται στην υπέρυθρη περιοχή, είναι ακόμη και 422,4Ε). Κατά τη διάρκεια των μεταβάσεων σε υψηλότερα επίπεδα από το επίπεδο του εδάφους, περισσότερες από δύο γραμμές μπορούν να εμφανιστούν στο φάσμα εκπομπών, καθώς στην περίπτωση αυτή όχι μόνο το αρχικό αλλά και το τελικό επίπεδο χωρίζεται σε δύο επίπεδα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, μιλάμε για "σύνθετα διπλά".

Είναι επίσης απαραίτητο να επισημανθεί ότι, εκτός από τα περιγραφόμενα φάσματα τόξου, τα οποία θα πρέπει να αποδοθούν σε ουδέτερα άτομα (τα φάσματα που λαμβάνονται με φλόγα, εμφανίζονται επίσης σε ηλεκτρικό τόξο), τα φάσματα σπινθήρων είναι επίσης χαρακτηριστικά αλκαλικών μετάλλων. Τα τελευταία είναι εξαιρετικά δύσκολο να ληφθούν, είναι πολύ πλούσια σε γραμμές και έχουν τον ίδιο χαρακτήρα με τα φάσματα των αδρανών αερίων. Επομένως αποδίδονται σε μοναδικά ιονισμένα άτομα Μ +. Ο σχηματισμός τους αντιστοιχεί στο νόμο της «φασματοσκοπικής μετατόπισης». Αυτό αποτελεί περαιτέρω επιβεβαίωση της ιδέας ότι η δομή του ατομικού πυρήνα κάθε αλκαλικού μετάλλου που σχηματίζεται με την απομάκρυνση ενός ηλεκτρονίου αντιστοιχεί πλήρως στη δομή του προηγούμενου αδρανούς αερίου.