Na hóa trị mấy? Tính chất của Natri và các hợp chất quan trọng của Na

Khi học hóa các em sẽ gặp các bài tập, cũng như các phản ứng có sự góp mặt của Natri. Vậy Natri là gì? Na hóa trị mấy? Natri có những tính chất hóa học như thế nào? Cách điều chế và ứng dụng của Na ra sao? Cùng tìm hiểu và bỏ túi những kiến thức hóa học bổ ích với những kiến thức và thông tin bổ ích trong bài viết này nhé!

Na là gì?

Natri (Na) là một nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học với số nguyên tử là 11. Nó thuộc nhóm alkali kim và có khối lượng nguyên tử xấp xỉ 22,99. Natri có màu trắng bạc, mềm, có tính kim loại và có khả năng dẫn điện tốt. Tên tiếng Anh của nguyên tố Natri là Sodium.

Na là gì?

Natri là một kim loại kiềm thổ, có khả năng tạo thành ion dương Na+ trong các phản ứng hóa học. Nó là một nguyên tố rất phổ biến trong tự nhiên và được tìm thấy trong nước biển, các khoáng chất, và đất đai. Natri cũng là một thành phần quan trọng trong muối bình thường (muối biển) và trong một số loại muối khác được sử dụng trong công nghiệp và nấu ăn.

Natri có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Nó được sử dụng trong sản xuất soda, xà phòng, thuốc nổ, và các hợp chất khác. Natri cũng là một thành phần quan trọng trong điện giải, nghĩa là quá trình tách các chất tan thành các ion dùng trong pin, điện phân, và các ứng dụng điện hóa khác.

Na hóa trị mấy? Nguyên tử khối của Na là bao nhiêu?

Nguyên tử khối của Natri là 22,99 (~23). Với số hiệu nguyên tử là 11 nên cấu hình electron của Na như sau: 1s2 2s2 2p6 3s1, viết ngắn gọn thành: [Ne] 3s1. Với 1 electron ở lớp ngoài cùng nên dễ mất 1 e để tạo thành ion dương. Vì vậy mà Natri (Na) là một kim loại hoạt động mạnh.

Cấu hình electron của Natri (Na)

Natri (Na) có hóa trị là 1+. Điều này có nghĩa là trong các phản ứng hóa học, nguyên tử Natri cần mất một điện tử để đạt được cấu hình electron bền nhất. Khi mất điện tử này, Natri trở thành một ion dương với điện tích dương +1, được ký hiệu là Na+.

Lịch sử của nguyên tố Natri (Na)

Natri đã được phát hiện và được biết đến từ thời cổ đại. Người Ai Cập cổ đại và người Hy Lạp đã nhận ra sự tồn tại của muối Natri trong nước biển và các tầng đá muối.

Lịch sử của nguyên tố Natri (Na)

Natri được xem là một nguyên tố hóa học riêng biệt và được xác định là một nguyên tố kim loại kiềm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố. Trong thế kỷ 19, các nhà khoa học như Humphry Davy đã nghiên cứu và phân tích tính chất của Natri, đóng góp quan trọng cho sự hiểu biết hiện tại về nguyên tố này.

Trong thế kỷ 20, Natri đã trở thành một thành phần quan trọng trong nhiều quá trình công nghiệp hóa chất. Với khả năng tạo ra các hợp chất khác nhau như Natri hidroxit, Natri cacbonat và nhiều hợp chất khác, Natri đã được sử dụng trong sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, giấy, thủy tinh và nhiều ngành công nghiệp khác.

Tính chất vật lý của Natri (Na)

Natri (Na) có những tính chất vật lý sau:

Tính chất vật lý của Natri (Na)

• Trạng thái vật lý: Natri là một kim loại ở nhiệt độ và áp suất thông thường. Nó tồn tại dưới dạng chất rắn ở nhiệt độ phòng.
• Kiểu mạng tinh thể: Lập phương tâm khối.
• Màu sắc và bề ngoài: Natri có màu trắng bạc và có một bề ngoài nhẵn bóng.
• Điểm nóng chảy: Natri có điểm nóng chảy là khoảng 97,72 0C (207,9 0F). Điểm nóng chảy thấp này cho phép Natri dễ dàng tan chảy và sử dụng trong các ứng dụng hóa học và công nghiệp.
• Điểm sôi: Điểm sôi của Natri là khoảng 883 0C (1621 0F). Khi được đun nóng đến điểm sôi, Natri sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi.
• Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của Natri là khoảng 0,97 g/cm3. Điều này làm cho Natri có mật độ thấp hơn nhiều so với nước.
• Dẫn điện: Natri là một chất dẫn điện tốt. Vì Natri có khả năng chuyển giao dễ dàng các electron, nó được sử dụng trong các ứng dụng điện hóa như pin và điện phân.
• Dẫn nhiệt: Natri có khả năng dẫn nhiệt tương đối tốt. Điều này làm cho Natri được sử dụng trong các ứng dụng truyền nhiệt và làm mát.
• Nhiệt biết Natri: Khi đốt cháy hỗn hợp của Natri, ngọn lửa bốc cháy có màu vàng.

Các tính chất hóa học của Na

Natri là một nguyên tố hóa học có tính khử rất mạnh. Nó có thể phản ứng với các phi kim, axit, nước và hidro. Chi tiết như sau:

Các tính chất hóa học của Na

Na tác dụng với phi kim

Khi đốt cháy Na trong không khí hoặc oxi, nó sẽ tạo ra các oxit thường, peoxit và supeoxit. Ngọn lửa của phản ứng có màu vàng đặc trưng dễ dàng nhận biết.

4Na + O2 → 2Na2O

2Na + Cl2 → 2NaCl

Na tác dụng với axit

Natri có khả năng khử ion H+ hay (H3O+) trong các dung dịch axit loãng như HCl hoặc H2SO4 loãng,... Phản ứng sẽ tạo thành muối mới và giải phóng khí hidro.

2Na + 2HCl → 2NaCl + H2

2Na + H2SO4 → Na2SO4 + H2

Lưu ý, khi cho Natri tiếp xúc trực tiếp với axit nó sẽ nổ. Vì vậy các em cần hết sức cẩn thận trong quá trình làm thí nghiệm hoặc nghiên cứu.

Na tác dụng với nước

Natri có tính háo nước vì vậy mà nó tác dụng cực kỳ mãnh liệt khi gặp nước. Quá trình phản ứng sẽ tạo ra dung dịch kiềm và giải pháp khi hidro. Thường để bảo quản các kim loại kiềm, người ta sẽ sử dụng dầu hỏa.

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

Na tác dụng với hidro

Ở điều kiện áp suất lớn và nhiệt độ cao từ 350 - 400 0C, Na sẽ có phản ứng với khí hidro. Phản ứng hóa học tạo thành Natri hidrua ở thể rắn.

2Na (lỏng) + H2 (khí) → 2NaH (rắn)

Cách điều chế Na hiện nay

Natri (Na) có thể được điều chế bằng phương pháp điện phân muối Natri trong điện giải hoặc bằng cách tái chế từ các hợp chất chứa Natri khác. Dưới đây là hai phương pháp điều chế Natri thông thường:

Cách điều chế Na hiện nay

• Điện phân muối Natri:
• Bước 1: Muối Natri (thường là muối clorua Natri, NaCl) được chứa trong một dung dịch Natri clorua nóng chảy.
• Bước 2: Dung dịch Natri clorua được đổ vào một điện giải (cell) có hai điện cực: một điện cực âm (cathode) và một điện cực dương (anode).
• Bước 3: Khi áp dụng điện áp vào điện giải, ion Na+ trong dung dịch di chuyển đến cathode và nhận electron, tạo thành Natri kim loại.
• Bước 4: Natri kim loại được thu thập ở cathode và được chế phẩm thành các đơn vị Natri.

Na+ + e → Na

2Cl- - 2e → Cl2

2NaCl (n/c) → 2Na + Cl2↑

• Tái chế Natri từ muối Natri khác:
• Bước 1: Natri có thể được tái chế từ các hợp chất chứa Natri, chẳng hạn như Natri hidroxit (NaOH) hoặc Natri cacbonat (Na2CO3).
• Bước 2: Hợp chất chứa Natri được đun nóng để phân hủy thành Natri và các sản phẩm khí hoặc chất rắn khác.
• Bước 3: Natri kim loại được thu thập và tinh lọc để loại bỏ các tạp chất có thể có.

Cả hai phương pháp trên đều yêu cầu các biện pháp an toàn thích hợp do điện phân và xử lý chất cháy nổ có thể liên quan. Nên lưu ý rằng việc điều chế Natri nên được thực hiện bởi những người có kinh nghiệm và trong một môi trường thích hợp như phòng thí nghiệm hoặc nhà máy sản xuất.

Trạng thái tự nhiên của Natri (Na)

Trong tự nhiên, Natri (Na) có 13 đồng vị đã được biết đến, có khối lượng nguyên tử từ 18 đến 30. Tuy nhiên, chỉ có một đồng vị ổn định là 23Na, chiếm khoảng 100% tỷ lệ tự nhiên của Natri.

Trạng thái tự nhiên của Natri (Na)

Natri là một nguyên tố phổ biến trong vỏ Trái Đất, chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất. Điều này khiến Natri trở thành nguyên tố phổ biến thứ tám nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất.

Natri được tìm thấy chủ yếu dưới dạng các hợp chất muối, như muối clorua Natri (NaCl), trong các tầng đá muối và trong nước biển. Các mỏ muối trên toàn thế giới cũng là nguồn cung cấp quan trọng cho Natri.

Một số hợp chất quan trọng của Na

Một số hợp chất quan trọng của Natri mà các em cần nắm được, bao gồm:

Hợp chất Natri Nitrat (NaNO3) của Na

• Muối Natri Clorua (NaCl): Đây là hợp chất muối Natri phổ biến nhất. Natri clorua được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm, làm gia vị và bảo quản thực phẩm. Nó cũng được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, xử lý nước, và nhiều ứng dụng khác.
• Natri hidroxit (NaOH): Còn được gọi là kiềm Natri, Natri hidroxit là một chất kiềm mạnh. Nó được sử dụng trong công nghiệp hóa chất, sản xuất xà phòng, làm sạch và xử lý nước.
• Natri cacbonat (Na2CO3): Còn được gọi là soda ash hoặc muối xà phòng, Natri cacbonat được sử dụng trong công nghiệp thuốc nhuộm, sản xuất thủy tinh, chất tẩy rửa, và sản xuất giấy.
• Natri hidrocacbonat (NaHCO3): Còn được gọi là baking soda, Natri hidrocacbonat được sử dụng trong nấu ăn, nướng bánh, và cũng có ứng dụng trong chăm sóc cá nhân và làm đẹp.
• Natri Nitrat (NaNO3): Nitrat Natri là một hợp chất quan trọng trong phân bón và chất bảo quản thực phẩm.
• Natri Silicat (Na2SiO3): Silicat Natri được sử dụng trong sản xuất chất tẩy rửa, chất đông đặc và trong công nghiệp thủy tinh.

Ứng dụng của Natri (Na)

Natri được đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực sản xuất công nghiệp và đời sống. Tiêu biểu phải nhắc đến:

Ứng dụng của Natri (Na) rất phong phú

• Công nghiệp hóa chất: Natri được sử dụng làm chất khử trong nhiều quá trình công nghiệp, bao gồm việc khử các chất oxy hóa và tạo ra các chất hữu cơ. Nó cũng là thành phần chính của hydroxit Natri và Natri cacbonat, được sử dụng trong sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa như xà phòng, thuốc nhuộm, giấy và thủy tinh.
• Xử lý nước: Hydroxit Natri (NaOH) được sử dụng trong quá trình xử lý nước để tăng độ kiềm và cân bằng pH. Nó có khả năng tẩy trắng, khử kim loại nặng và làm sạch nước.
• Năng lượng: Natri có thể được sử dụng trong các pin ion-liti có hiệu suất cao và có thể tái sử dụng. Nó cũng được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng.
• Nấu ăn: Natri clorua (muối bình thường) là một thành phần quan trọng của thực phẩm và gia vị. Nó được sử dụng để cung cấp hương vị mặn và cân bằng vị gia vị trong các món ăn.
• Y học: Natri có vai trò quan trọng trong cân bằng điện giải và chuyển hóa chất trong cơ thể. Nó cần thiết cho hoạt động thần kinh, cơ bắp và các quá trình sinh tổng hợp.
• Sản xuất giấy: Carbonat Natri (soda ash) được sử dụng trong quá trình sản xuất giấy để điều chỉnh độ kiềm của nước và điều chỉnh pH.
• Công nghiệp thủy tinh: Silicat Natri được sử dụng trong công nghiệp thủy tinh để tạo ra các sản phẩm thủy tinh và chất tạo màu.
• Công nghiệp nhiệt điện: Natri được sử dụng trong các thiết bị nhiệt điện để tạo ra hơi nước và sinh năng lượng điện.
• Các ứng dụng khác: Natri còn được sử dụng trong sản xuất chất tẩy rửa, chất đông đặc, chất tẩy trắng, và trong việc điều chỉnh pH trong các quá trình công nghiệp.

Bài viết của Admin không chỉ giúp các em giải thích được Na hóa trị mấy mà còn có nhiều cung cấp rất nhiều kiến thức hóa học bổ ích về Natri. Natri là một nguyên tố có ứng dụng cực kỳ rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Theo dõi Admin để đón đọc thêm nhiều nguyên tố hóa học khác trong bảng tuần hoàn hóa học Online trên FQA ngay các em nhé! Chúc các em đạt kết quả cao với môn hóa trung học phổ thông khi tận dụng FQA để cải tiến học tập cho bản thân.