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金属钠是一种非常活泼的碱金属元素,具有独特的物理性质。它呈银白色,具有金属光泽,质地非常柔软,甚至可以用小刀轻易切割。钠的密度比水小,约为0.97克每立方厘米,熔点也比较低,只有97.8摄氏度。作为金属,钠是热和电的良导体。
钠具有非常活泼的化学性质,极易失去最外层电子。钠与氧气的反应条件不同,产物也不同。在常温下,四个钠原子与一个氧分子反应,生成两个氧化钠分子。而在加热条件下,两个钠原子与一个氧分子反应,生成过氧化钠。这些反应都体现了钠的强还原性。
钠与水发生剧烈反应,反应方程式为:2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑。反应现象非常明显:钠块浮在水面上,由于反应放热而熔成银白色小球,在水面快速游动,同时发出嘶嘶响声。反应过程中放出氢气,生成氢氧化钠,使溶液呈强碱性,滴入酚酞试液后溶液变红。
钠原子的结构特点决定了它的化学性质。钠的原子序数是11,原子核含有11个质子和12个中子。核外有11个电子,分布在三个电子层中:K层有2个电子,L层有8个电子,最外层M层只有1个电子。这种2-8-1的电子排布使得钠原子最外层电子数很少,极不稳定,因此钠很容易失去这个电子形成钠离子。
钠原子由于最外层只有一个电子,极不稳定,很容易失去这个电子形成钠离子。反应式为:Na - e⁻ → Na⁺。形成的钠离子只有两个电子层,K层2个电子,L层8个电子,电子排布为2-8,达到了稳定的8电子结构,与氖原子的电子排布完全相同。钠离子带一个正电荷,化学性质非常稳定。这就解释了为什么钠在化学反应中总是失去电子,表现出强还原性。