Natriumin kuvaus sijainnin mukaan kemiallisten alkuaineiden jaksollisessa taulukossa.

Natrium (Na) sijaitsee jaksolla 3, ryhmän I pääryhmässä, sillä on sarjanumero 11.

Massanumero: A = 23
Protonien lukumäärä: P = 11
Elektronien lukumäärä: ē = 11
Neutronien lukumäärä: N = A - Z = 23 - 11 = 12

yksitoistaNa 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

valenssielektronit

yksitoistaNa
3s

Natrium - s-elementti, metalli.

Hapetustilat
vähintään: 0
enintään: +1

Korkeampi oksidi: Na2O - natriumoksidi.
Näyttää perusominaisuudet:
Na2O + 2HCI-2NaCl + H2O

Korkeampi hydroksidi: NaOH - natriumhydroksidi.
Näyttää perusominaisuudet:
2NaOH + 2HCl-2NaCl + 2H2O

Natrium (Na, Natrium)

Natriumin historia

Puhtaan natriumin sai vuonna 1807 Humphrey Davy, englantilainen kemisti, joka löysi kaliumin vähän ennen natriumia. Davy suoritti yhden natriumyhdisteiden - hydroksidin - elektrolyysimenetelmän, joka suli ja sai natriumia. Ihmiskunta on käyttänyt natriumyhdisteitä muinaisista ajoista lähtien; luonnon soodaa käytettiin muinaisessa Egyptissä (kalorisaattori). Alkuainetta kutsuttiin natriumiksi, joskus tämä nimi löytyy jo nyt. Natriumin (latinasta natrium - sooda) tutun nimen ehdotti ruotsalainen Jens Berzelius.

Natriumin yleiset ominaisuudet

Natrium on osa I-ryhmän III kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän III jakson III jaksoa. Mendelejevin atomiluku on 11 ja atomimassa 22,99. Hyväksytty nimitys on Na (latinalaisesta natriumista).

Luonnossa oleminen

Natriumyhdisteitä esiintyy maankuoressa, merivedessä, epäpuhtauden muodossa, joka pyrkii värittämään kivisuolaa siniseksi säteilyn vaikutuksesta.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Natrium on pehmeää pallografiittia alkalimetallia, sillä on hopeanvalkoinen väri ja loistaa tuoreelle leikkaukselle (natriumia on täysin mahdollista leikata veitsellä). Painetta käytettäessä se muuttuu läpinäkyväksi punaiseksi aineeksi, joka kiteytyy normaalissa lämpötilassa. Kun se on vuorovaikutuksessa ilman kanssa, se hapettuu nopeasti, joten on välttämätöntä varastoida natrium kerosiinikerroksen alle.

Päivittäinen natriumvaatimus

Natrium on tärkeä hivenaine ihmiskeholle, päivittäinen tarve aikuisille on 550 mg, lapsille ja nuorille - 500-1300 mg. Raskauden aikana natriumpitoisuus päivässä on 500 mg, ja joissakin tapauksissa (runsas hikoilu, kuivuminen, diureettien käyttö) tulisi lisätä.

Ruoat, joissa on runsaasti natriumia

Natriumia löytyy melkein kaikista merenelävistä (raput, raput, mustekala, kalmari, simpukat, merilevä), kaloista (sardellit, sardiinit, kampela, sulat jne.), Kananmunissa, viljoissa (tattari, riisi, helmiohra, kaurapuuro, hirssi), palkokasvit (herneet, pavut), vihannekset (tomaatit, selleri, porkkanat, kaali, punajuuret), maitotuotteet ja muut eläimenosat.

Natriumin hyödylliset ominaisuudet ja sen vaikutus kehoon

Keholle hyödyllisten natriumin ominaisuudet ovat:

  • Vesi-suolan aineenvaihdunnan normalisointi;
  • Syljen ja haiman entsyymien aktivointi;
  • Osallistuminen mahalaukun mehun tuotantoon;
  • Normaalin happo-emästasapainon ylläpitäminen;
  • Hermo- ja lihasjärjestelmän toimintojen luominen;
  • Vasodilataattoritoiminto;
  • Osmoottisen veren pitoisuuden ylläpitäminen.

Natriumin imeytyminen

Natriumia löytyy melkein kaikista elintarvikkeista, vaikka suurin osa siitä (noin 80%) saadaan elimistöstä pöytäsuolasta. Imeytyminen tapahtuu pääasiassa mahassa ja ohutsuolessa. D-vitamiini parantaa natriumin imeytymistä, mutta liian suolaiset ja proteiinipitoiset elintarvikkeet häiritsevät normaalia imeytymistä.

Vuorovaikutus muiden kanssa

Lisääntynyt natriumin saanti aiheuttaa nesteen kertymistä elimistöön, turvotusta ja lisää verenpainetta. Suuri natriumin (suolan) saanti kuluttaa kalium-, kalsium- ja magnesiumvarastoja.

Natriumin käyttö elämässä

Metallinatriumia käytetään kemian- ja metalliteollisuudessa, jossa se toimii voimakkaana pelkistävänä aineena. Natriumkloridia (pöytäsuolaa) käyttävät kaikki planeettamme asukkaat poikkeuksetta, tämä on tunnetuin aromiaine ja vanhin säilöntäaine.

Merkkejä natriumin puutteesta

Natriumin puute esiintyy yleensä liiallisessa hikoilussa - kuumassa ilmastossa tai harjoituksen aikana. Natriumin puutteelle kehossa on tunnusomaista muistin heikkeneminen ja ruokahaluttomuus, huimaus, nopea väsymys, kuivuminen, lihasheikkous ja joskus kouristukset, ihottumat, vatsakrampit, pahoinvointi, oksentelu.

Merkkejä ylimääräisestä natriumista

Ylimääräinen natrium elimistössä saa aikaan jatkuvan jano, turvotus ja allergiset reaktiot.

Natriumominaisuudet

Natriumin alkuaineen yleiset ominaisuudet

Kemiallinen merkki - Na

Suhteellinen atomimassa - 22,99

Yhdisteissä natrium on yksiarvoinen, ei-metallisten yhdisteiden hapetustila on +1.

Natrium aineena

Menetelmät natriumin saamiseksi:

  • Laboratoriossa saadaan alkali- tai suolaliuoksen elektrolyysi:
  • Teollisuudessa - pelkistämällä natriumkarbonaatti kivihiilellä kuumennettaessa (karboterminen reaktio):

Natriumin fysikaaliset ominaisuudet:

  • Erittäin pehmeä, vaalea alkalimetalli, hopeanvalkoinen (ohut kerros - violetti sävy).
  • Ilmassa se peitetään oksidikalvolla (haalistuu).
  • Pitää hyvin bensiini- tai kerosiinikerroksen alla.
  • Sulamispiste on 97,83 ° C, kiehumispiste on 886 ° C.

Natriumin kemialliset ominaisuudet:

Natrium on erittäin reaktiivinen. Se syttyy kohtuullisella lämmöllä, jolloin kaasupolttimen liekki muuttuu keltaiseksi. Se on voimakas pelkistin.

Reagoi voimakkaasti veden, happojen, ei-metallien kanssa. Reagoi typen kanssa vain kuumennettaessa (toisin kuin litium). Muodostaa amalgaamin elohopean kanssa.

1. Se hapettuu ilmassa helposti natriumoksidiksi:

2. Ilmassa (tai hapessa) kuumennettaessa muodostuu natriumperoksidia:

3. Reaktio veden kanssa etenee erittäin voimakkaasti (joskus syttymällä):

4. Vahvana pelkistysaineena se on voimakkaasti vuorovaikutuksessa monien metallien kanssa:

5. Reagoi laimennettujen happojen kanssa kuten tavallinen metalli:

Natriumin käyttö:

Natriumia sisältävää seosta käytetään erittäin tehokkaana lämmönkantajana. Metallinatriumia käytetään laajalti preparatiivisessa kemiassa ja teollisuudessa sekä metallurgiassa vahvana pelkistysaineena. Sitä käytetään myös kuivausaineena vedettömille nesteille. Toimitetaan suurikapasiteettisissa natriumrikkiparistoissa. Natriumhöyry palaa keltaisina energiatehokkaissa kaasupurkauslampuissa, jotka valaisevat katuja. Natrium (suolan muodossa - pöytäsuola) on korvaamaton aromi- ja säilöntäaine. Toista natriumsuolaa (natriumsulfaattia) käytetään lasin, paperin, tekstiilien valmistuksessa.

Lähteet

2. Leenson IA: n kemiallisten alkuaineiden opas. Mistä universumi on tehty? / I.A.Leenson. - M.: AST, 2014. - 168 Sivumäärä: ill.

3. Lidin, R. A. Epäorgaanisten aineiden kemialliset ominaisuudet / R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. - M.: Kemia, 2000.

Natrium. Natriumin ominaisuudet. Natriumin käyttö

1800-luvun alussa natriumia kutsuttiin natriumiksi. Tämän nimen elementille antoi Humphry Davy, joka onnistui eristämään metallin emäksestä. Apteekki kostutti sitä hieman ja altisti sen elektrolyysille. Wilhelm Hilbert ehdotti löydetyn Humphrey-elementin nimen muuttamista.

Tämä on kuuluisan fysiikan vuosikirjan kirjoittaja. Tutkija alkoi kutsua natriumia natriumiksi. Jens Berzelius jatkoi tapausta. Ruotsalainen kemisti otti käyttöön lyhenteen natriumille. Tietoja tämän metallin ominaisuuksista ja roolista ihmisten elämässä - seuraava materiaalimme.

Natriumin kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet

Elementti sisältyy jaksollisen järjestelmän 1. ryhmän pääalaryhmään, joka on 11. sija. Kaikki kolonnin metallit ovat emäksisiä, samoin kuin natrium. Vesi reagoi sen kanssa. Muodostuu emäksistä emästä. Toinen metalliryhmän yhteinen piirre on vain yhden elektronin läsnäolo atomin ulkoradalla.

Tämä tekee natriumista tehokkaan pelkistimen. Elementti luovuttaa helposti elektronin ulommalle tasolle, mikä lisää sen hapetustilaa. Atomi tulee edellisen tason valmiiseen kuoreen.

Aktiivisuuden vähentäminen on syy puhtaan metallin puuttumiseen luonnossa. Löydät vain yhteyksiä. Joten natriumkloridi on pöytäsuola. Natriumkarbonaatti on ruokasoodaa. Joten ei ollut mitään, että metallia kutsuttiin alun perin natriumiksi..

Voit myös soittaa Neterille. Tämän nimen alla aine esiintyy Vanhassa testamentissa. Suolan suhteen ihmiset alkoivat käyttää sitä paleoliittisina aikoina, eli noin 6000 vuotta sitten.

Natrium on eniten energiaa vuorovaikutuksessa paitsi veden kanssa myös kaikkien ei-metallien kanssa. Herkän elementin saamiseksi aktiivisesta pelkistimestä 11. elementti yhdistetään elohopeaan. Amalgaami muodostuu.

Jos päinvastoin on tarpeen lisätä natriumin aggressiota, siihen lisätään happea. Tuloksena on peroksidi, voimakas hapetin. Ilmakehässä suurin osa aineista on syttyviä.

Natriumhydroksidin "luonne" on myös vaikea. Sitä kutsutaan syövyttäväksi. Yhdiste syövyttää kankaita, nahkaa, paperia ja muuta orgaanista ainesta sekä sen pohjalta valmistettuja materiaaleja. Todellakin, ilmassa oleva natriumhydroksidi sieppaa hiilidioksidia ja muuttuu vaarattomaksi muuttuen karbonaatiksi.

Kun Humphrey Davy onnistui eristämään puhdasta natriumia, maailma tiesi miltä se näyttää. Metalli on hopeanvalkoinen. Ohut osat ovat purppuraa. Natriumkaava tekee siitä pehmeän ja taipuisan.

Se on leikattu tavallisella veitsellä ja loistaa terän liukupinnalle. Elementin sulamispiste on matala - 97 astetta. Natrium kiehuu 883-ex: llä celsiusasteikolla.

Puhdas metalli johtaa virtaa ja lämpöä hyvin, sillä ei ole suurta tiheyttä. Sen indikaattori 11. elementille on vähemmän kuin yksi. Tämä ei vedota natriumin painoon biologisissa prosesseissa..

Metalli löytyy sekä kasveista että eläinkudoksista. Joten ihmiskehossa natriumliuos on osa veriplasmaa, ruoansulatuskanavan mehuja ja imusolmuketta.

Esimerkiksi osmoottinen paine ylläpidetään tarkalleen 11. elementillä. Luonnon lisäksi myös ihminen käytti sitä. Paljon natriumia käytetään esimerkiksi teollisiin tarkoituksiin. Minkälainen? Puhumme tästä seuraavassa luvussa..

Natriumsovellus

Luonnossa elementtiä edustaa vain yksi stabiili isotooppi. Sen massaluku on 23. Keinotekoisissa olosuhteissa on luotu vielä 15 isotooppia. Ne eivät ole vakaita, suurin osa tuhoutuu muutamassa minuutissa. Poikkeus: - 22. ja 24. Na.

Näiden isotooppien puoliintumisaika on merkittävä. Ensimmäinen jatkuu 2,5 vuotta, tuottaa aktiivisesti positroneja, mikä palvelee tiedettä. Toisen puoliintumisaika on 15 tuntia. Tarpeeksi palvelemaan lääkkeitä ja auttamaan leukemiaa sairastavia.

Ydinvoimassa natriumista on tullut jäähdytysneste. "Run-up" alkuaineen sulamis- ja kiehumispisteiden välillä oli hyödyllinen. 800 celsiusasteen välein voidaan esimerkiksi täyttää ydinsukellusveneiden energian kantajien piirit alkalimetallilla. Natrium absorboi lämpöä reaktorista kiehumatta.

Lämpötila on mahdollista pitää kohtuullisissa rajoissa nestemäisen metallin kierron takia reaktorin ja höyrystimen välillä. Jälkimmäisessä natrium jäähdytetään, vesi haihtuu. Joten osoittautuu pyörivän turbiinia korkeapainehöyryn energialla..

Puhdas elementti on kätevä myös metallurgiassa. Mikä rooli natriumilla siinä on? Käyttöohjeet ovat seuraavat: metalli kovettaa lyijypohjaiset seokset. Noin 1,5% 11. elementistä riittää ligatuurina. Natriumia lisätään myös muiden metallien seoksiin. Ne eivät enää saavuta lujuutta, mutta seosten tulenkestävyyttä.

Tuotteista on syytä mainita johdot. Natriumia on kannattavampaa ostaa niiden valmistukseen kuin tavallista kuparia. Elementti 11 johtaa sähköä 3 kertaa huonommin. Alkalimetalli on kuitenkin 9 kertaa kevyempi.

Tämä väite sai teollisuusmiehet siirtymään suurivirta-natriumbusseihin. Ohut johdot valmistettiin edelleen tavallisesta kuparista ja alumiinista..

Nyt natriumyhdisteiden roolista. Peroksidi ei ainoastaan ​​sytytä aineita, vaan voi myös valkaista kankaita. Öljymiehet tarvitsevat 11. metallihydroksidia. Yhdiste puhdistaa nestemäisen kullan jalostustuotteet. Hydroksidia ostetaan myös kiinteiden pesuaineiden tuotantoon. Niiden rasvojen saippuoituminen ilman maustavaa ainetta on mahdotonta..

Samanaikaisesti paperin ja tekstiilien valmistukseen osallistuu hajuton valkoinen jauhe. Tässä keskitytään natriumkloridiliuokseen. Työkalu pystyy vaalentamaan sekä kirjoitusarkkeja että kankaita. Ihmiset kutsuvat reagenssia klooriksi..

Natriumtetraboraatista on tullut lääke kandidiaasin ja muiden emättimen infektioiden hoitoon. Sulphacip-natrium on lääke, joka auttaa sidekalvotulehduksessa ja muissa silmien tulehdusprosesseissa. Natriumtiosulfaatista tulee suoliston myrkytyksen ja kehon yleisen myrkytyksen vastalääke.

Ruokasoodaa kutsutaan yleisesti närästykseen. Natriumbikarbonaatti on alkali, joka neutraloi mahahapon. 11. elementtiä käytetään myös ummetukseen. Natriumsulfaatti auttaa.

Itse lääketieteen kentän lisäksi elementti arvostetaan myös kosmetologiassa. Natriumhappo ei ole muuta kuin hyaluronihappo. Se pitää ihon näyttävän nuorekkaalta. Injektioita esiintyy yleensä nasolabiaalisissa taitteissa ja ryppyissä. Happo täyttää ne. Nuoruudessa keho tuottaa hyaluronaattia, mutta prosessi hidastuu iän myötä. Sinun on pistettävä lääke ulkopuolelta.

Kuvassa natriumia sisältävät tuotteet

Ihmiskunta oli ensimmäinen, joka arvosti natriumsuoloja. Mutta 2000-luvulla he oppivat metallin syanidimuodon viehätyksen. Hän auttaa kaivamaan kultaa. Helmi sulatetaan natriumsyanidissa. Totta, jotkut muut yhdistemalmit muuttuvat myös nestemäisiksi..

Kuitenkin on jo helpompaa erottaa kulta monimutkaisesta sulasta kuin kiinteistä massoista. Viimeisessä vaiheessa sinkki kytketään ja... jalometalli louhitaan.

Natriumin uuttaminen

Jos tarvitaan puhdasta ainetta, se saadaan tavallisesta pöytäsuolasta. Sen talletuksia on kaikilla mantereilla. Jos resurssit eivät riitä, merien vedet ovat suolavarasto. Natrium on mahdollista eristää kloridista sulattamalla ja sitä seuraavalla elektrolyysillä. Käytetään rauta- tai kuparikatodeja. Anodit ostetaan grafiitista.

Natriumfluoridia ja kaliumkloridia lisätään suolaan. Ne vähentävät raaka-aineiden pehmenemispistettä 800: sta 500: een celsiusasteeseen. Tämä vähentää natriumin menetystä höyryn muodossa. Menetelmä on kaksinkertainen hyöty, koska samanaikaisesti 11. elementin kanssa louhitaan puhdasta klooria.

Natriumin hinta

Elementin hinta riippuu siitä, ostetaanko natriumhydroksidin, puhtaan metallin, sen sulfaatin tai muun yhdisteen liuos. Hintalappu riippuu myös siitä, ostetaanko se esimerkiksi osana lääkettä vai erikseen. Natriumin käyttöalueita on paljon, satoja ja tuhansia valmistajia.

Jokaisella on omat pyyntönsä. Jotkut aineet uutetaan helposti käytännössä valmiissa muodossa, sama suola. Se maksaa noin 10-20 ruplaa kilogrammalta. Muita natriumyhdisteitä on syntetisoitava, mikä lisää niiden kustannuksia.

Tavalla tai toisella, ihmiskunta on valmis maksamaan niistä eduista, jotka sille tuo 11. elementti. Sen tuotanto on käynnissä eikä ilmeisesti aio laantua.

Natrium

Natrium
Atomilukuyksitoista
Yksinkertaisen aineen ulkonäköhopeanvalkoinen pehmeä metalli
Atom-ominaisuudet
Atomimassa
(moolimassa)
22.989768 a. e.m. (g / mol)
Atomin säde190 pm
Ionisointienergia
(ensimmäinen elektroni)
495,6 (5,14) kJ / mol (eV)
Elektroninen kokoonpano[Ne] 3s 1
Kemiallisia ominaisuuksia
Kovalenttinen säde154 pm
Ionisäde97 (+ 1e) pm
Elektronegatiivisuus
(Paulingin mukaan)
0,93
Elektrodipotentiaali-2,71 tuumaa
Hapetustilat1
Yksinkertaisen aineen termodynaamiset ominaisuudet
Tiheys0,971 g / cm3
Molaarinen lämpökapasiteetti28,23 J / (K mol)
Lämmönjohtokyky142,0 W / (m K)
Sulamislämpötila370,96 K
Fuusiolämpö2,64 kJ / mol
Kiehumislämpötila1156,1 K
Höyrystyslämpö97,9 kJ / mol
Molaarinen tilavuus23,7 cm3 / mol
Yksinkertaisen aineen kidehila
Säleikön rakennekuutiomainen runkokeskeinen
Säleparametrit4,230 Å
C / a-suhde-
Debye-lämpötila150 K
Nayksitoista
22.98977
3s 1
Natrium

Natrium on osa ensimmäisen ryhmän pääalaryhmää, DI Mendelejevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän kolmas jakso, atomiluku 11. Se on merkitty tunnuksella Na (lat. Natrium). Yksinkertainen aine natrium (CAS-numero: 7440-23-5) on pehmeä, hopeanvalkoinen alkalimetalli.

Vedessä natrium käyttäytyy melkein samalla tavalla kuin litium: reaktio etenee vetyä väkivaltaisesti, liuokseen muodostuu natriumhydroksidia.

Nimen historia ja alkuperä

Natriumia (tai pikemminkin sen yhdisteitä) on käytetty antiikin ajoista lähtien. Esimerkiksi sooda (natron), jota esiintyy luonnollisesti Egyptin natronjärvien vesillä. Muinaiset egyptiläiset käyttivät luonnon soodaa balsamointiin, kankaan valkaisuun, ruoanlaittoon, maalien ja lasitteiden valmistamiseen. Plinius Vanhin kirjoittaa, että Niilin suistossa sooda (siinä oli riittävä määrä epäpuhtauksia) eristettiin jokivedestä. Hän tuli myyntiin suurina paloina kivihiilen seoksen vuoksi, maalattu harmaaksi tai jopa mustaksi.

Natriumia sai ensin englantilainen kemisti Humphrey Davy vuonna 1807 elektrolyysillä kiinteää NaOH: ta.

Nimi "natrium" (natrium) tulee kreikkalaisesta nitronista peräisin olevasta arabialaisesta natrunista ja alun perin se viittasi luonnolliseen soodaan. Itse elementti oli aiemmin nimeltään natrium.

Vastaanotto

Ensimmäinen menetelmä natriumin tuottamiseksi oli natriumkarbonaatin pelkistysreaktio hiilen kanssa kuumentamalla näiden aineiden läheinen seos rautasäiliössä 1000 ° C: seen

Sitten ilmestyi toinen menetelmä natriumin tuottamiseksi - sulan natriumhydroksidin tai natriumkloridin elektrolyysi.

Fyysiset ominaisuudet

Natrium on hopeanvalkoinen metalli, ohuina kerroksina, violetti sävy, muovinen, jopa pehmeä (helposti leikattu veitsellä), tuore natriumleikkaus kiiltää. Natriumin sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus ovat melko korkeat, tiheys on 0,96842 g / cm3 (lämpötilassa 19,7 ° C), sulamispiste on 97,86 ° C ja kiehumispiste on 883,15 ° C..

Kemiallisia ominaisuuksia

Alkalimetalli, helposti hapettava ilmassa. Ilmakehän hapelta suojaamiseksi metallista natriumia varastoidaan kerosiinikerroksen alle. Natrium on vähemmän aktiivinen kuin litium, joten se reagoi typen kanssa vain kuumennettaessa:

Suurella happimäärällä muodostuu natriumperoksidia

Sovellus

Metallinatriumia käytetään laajalti preparatiivisessa kemiassa ja teollisuudessa vahvana pelkistysaineena, metallurgia mukaan lukien. Natriumia käytetään erittäin energiaintensiivisten natriumrikkiparistojen tuotannossa. Sitä käytetään myös kuorma-autojen pakoventtiileissä jäähdytyselementtinä. Joskus natriummetallia käytetään materiaalina sähköjohdoille, jotka on suunniteltu erittäin suurille virroille..

Seoksessa, jossa on kaliumia, sekä rubidiumia ja cesiumia, sitä käytetään erittäin tehokkaana lämmönkantajana. Erityisesti seoksella, jonka koostumus on 12% natriumia, 47% kaliumia, 41% cesiumia, on ennätyksellisen alhainen sulamislämpötila −78 ° C, ja sitä ehdotettiin ionirakettimoottoreiden työaineeksi ja ydinvoimaloiden jäähdytysnesteeksi..

Natriumia käytetään myös korkea- ja matalapainepurkauslampuissa (HPL ja LPHL). NLVD-tyyppisiä DNaT-valaisimia (kaaren natriumputkia) käytetään hyvin laajasti katuvalaistuksessa. Ne lähettävät kirkkaan keltaista valoa. HPS-lamppujen käyttöikä on 12–24 tuhatta tuntia. Siksi DNaT-tyyppiset kaasupurkauslamput ovat välttämättömiä kaupunki-, arkkitehti- ja teollisuusvalaistuksessa. Valaisimia on myös DNaS, DNaMT (valokaaren natriummatta), DNaZ (valokaaren natriumpeili) ja DNaTBR (putkimainen kaarinatrium ilman elohopeaa).

Metallista natriumia käytetään orgaanisen aineen kvalitatiivisessa analyysissä. Natriumseos ja testiaine neutraloidaan etanolilla, lisätään muutama millilitra tislattua vettä ja jaetaan 3 osaan, J.Lassenin (1843) testi, jonka tarkoituksena on typen, rikin ja halogeenien määrittäminen (Beilsteinin testi)

- Natriumkloridi (pöytäsuola) - vanhin käytetty aromi ja säilöntäaine.
- natriumatsidi (Na3N) käytetään nitridointiaineena metallurgiassa ja lyijyatsidin tuotannossa.
- Natriumsyanidia (NaCN) käytetään hydrometallurgisessa menetelmässä kullan uuttamiseksi kivistä, teräksen nitrokarburaatiossa ja galvanoinnissa (hopeaminen, kultaus).
- natriumkloraatti (NaClO3) käytetään ei-toivotun kasvillisuuden tuhoamiseen rautateillä.

Biologinen rooli

Elimistössä natriumia löytyy enimmäkseen solujen ulkopuolelta (noin 15 kertaa enemmän kuin sytoplasmassa). Tätä eroa tukee natrium-kaliumpumppu, joka pumppaa ulos soluun tulleen natriumin..

Yhdessä kaliumin kanssa natrium suorittaa seuraavat toiminnot:
Ehtojen luominen membraanipotentiaalin ja lihasten supistumisten kehittymiselle.
Osmoottisen veren pitoisuuden ylläpitäminen.
Happo-emästasapainon ylläpitäminen.
Vesitasapainon normalisointi.
Kalvonsiirron tarjoaminen.
Monien entsyymien aktivointi.

Suositeltu natriumannos lapsille on 600--1700 milligrammaa, aikuisille 1200--2300 milligrammaa. Pöytäsuolan muodossa tämä on 3-6 grammaa päivässä.

Natriumia löytyy melkein kaikista elintarvikkeista, vaikka elimistö saa suurimman osan siitä ruokasuolasta. Imeytyminen tapahtuu pääasiassa mahassa ja ohutsuolessa. D-vitamiini parantaa natriumin imeytymistä, mutta liian suolaiset ja proteiinipitoiset elintarvikkeet häiritsevät normaalia imeytymistä. Ruuan nauttiman natriumin määrä osoittaa natriumpitoisuuden virtsassa. Elintarvikkeille, joissa on runsaasti natriumia, on ominaista kiihtynyt erittyminen.

Natriumin puutetta ei esiinny tasapainoista ruokavaliota käyttävällä henkilöllä, mutta kasvisruokavaliossa voi esiintyä joitain ongelmia. Tilapäinen puute voi johtua diureettien käytöstä, ripulista, runsaasta hikoilusta tai liiallisesta vedenotosta. Natriumin puutteen oireita ovat laihtuminen, oksentelu, kaasu ruoansulatuskanavassa ja heikentynyt aminohappojen ja monosakkaridien imeytyminen. Pitkäaikainen puute aiheuttaa lihaskramppeja ja hermosärkyjä.

Ylimääräinen natrium aiheuttaa jalkojen ja kasvojen turvotusta sekä lisää kaliumin erittymistä virtsaan. Munuaisissa käsiteltävän suolan enimmäismäärä on noin 20-30 grammaa, enemmän on jo hengenvaarallista.

Natriumyhdisteet

Natrium, Natrium, Na (11)
Nimi natrium - natrium, natrium tulee muinaisesta sanasta, joka on yleinen Egyptissä, muinaisissa kreikkalaisissa (vixpov) ja roomalaisissa. Se löytyy Pliniusista (Nitron), muista muinaisista kirjailijoista ja vastaa heprealaista verkkoa (verkko). Muinaisessa Egyptissä natronia tai nitronia kutsuttiin yleensä alkaliksi, jota ei saatu vain luonnollisista soodajärvistä, vaan myös kasvien tuhkasta. Sitä käytettiin pesemiseen, lasiteiden tekemiseen ja ruumiiden muumiointiin. Keskiajalla nimi nitron (nitron, natron, nataron), samoin kuin borach (baurach), viittasi myös salpettiin (Nitrum). Arabialaiset alkemistit kutsuvat alkali-alkaliksi. Kun ruuti löydettiin Euroopassa, suolakeitti (Sal Petrae) erotettiin tiukasti emäksistä, ja 1600-luvulla. on jo erotettu haihtumattomien tai kiinteiden alkalien ja haihtuvien alkalien välillä (haihtuvat alkalit). Samanaikaisesti todettiin ero vihannesten (Alkali fixum vegetabile - kalium) ja mineraalialkalien (Alkali fixum minerale - sooda) välillä.

1700-luvun lopulla. Klaproth esitteli nimen Natron kivennäisalkalle (Natron) tai natriumille ja kasvisalkalle (Kali), Lavoisier ei sijoittanut alkalia "yksinkertaisten elinten taulukkoon", osoittaen huomautuksessaan, että nämä ovat todennäköisesti monimutkaisia ​​aineita, jotka jotain hajoaa. Todellakin, vuonna 1807, Davy, elektrolysoimalla hieman kostutettuja kiinteitä emäksiä, sai vapaita metalleja - kaliumia ja natriumia, kutsumalla niitä kaliumiksi ja natriumiksi. Seuraavana vuonna kuuluisan Annals of Physics -lehden kustantaja Hilbert ehdotti uusien metallien kutsumista kaliumiksi ja natriumiksi (Natronium); Berzelius lyhensi jälkimmäisen nimen "natriumiksi" (Natrium). XIX-luvun alussa. Venäjällä natriumia kutsuttiin natriumiksi (Dvigubsky, 182i; Soloviev, 1824); Strakhov ehdotti nimeä Sod (1825). Natriumsuoloja kutsuttiin esimerkiksi sulfaattisoodaksi, suolahapposoodaksi ja samalla etikka- soodaksi (Dvigubsky, 1828). Hess esitteli Berzeliusin esimerkin avulla nimen natrium.

Mendelejevin jaksoittainen kemiallisten alkuaineiden järjestelmä

Kemiallinen luokitus alkuaineita, mikä vahvistaa alkuaineiden erilaisten ominaisuuksien riippuvuuden atomiytimen varauksesta. Järjestelmä on graafinen ilmaisu jaksollisesta laista /

Elementtien jaksollinen taulukko
IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIB----VIIIB----IBIIBIIIAIVAVAKAUTTAVIIAVIIIA
Aika
11
H
Vety
2
Hän
Helium
23
Li
Litium
4
Olla
Beryllium
viisi
B
Boori
6
C
Hiili
7
N
Typpi
8
O
Happi
yhdeksän
F
Fluori
kymmenen
Ne
Neon
3yksitoista
Na
Natrium
12
Mg
Magnesium
13
Al
Alumiini
neljätoista
Si
Piin
15
P
Fosfori
kuusitoista
S
Rikki
17
Cl
Kloori
18
Ar
Argon
4yhdeksäntoista
K
Kalium
20
Ca
Kalsium
21
Sc
Scandium
22
Ti
Titaani
23
V
Vanadiini
24
Kr
Kromi
25
Mn
Mangaani
26
Fe
Rauta
27
Co
Koboltti
28
Ni
Nikkeli
29
Cu
Kupari
kolmekymmentä
Zn
Sinkki
31
Ga
Gallium
32
Ge
Germanium
33
Kuten
Arseeni
34
Se
Seleeni
35
Br
Bromi
36
Kr
Krypton
viisi37
Rb
Rubidium
38
Sr
Strontium
39
Y
Yttrium
40
Zr
Zirkonium
41
Huom
Niobium
42
Mo
Molybdeeni
(43)
Tc
Teknetium
44
Ru
Rutiini
45
Rh
Rodiumia
46
Pd
Palladium
47
Ag
Hopea
48
CD
Kadmium
49
Sisään
Indium
50
Sn
Tina
51
Sb
Antimoni
52
Te
Telluurium
53
Minä
Jodi
54
Xe
Xenon
655
Cs
Cesium
56
Ba
Barium
*72
Hf
Hafnium
73
Ta
Tantaali
74
W
Volframi
75
Re
Renium
76
Os
Osmium
77
Ir
Iridium
78
Pt
Platina
79
Au
Kulta
80
Hg
Elohopea
81
Tl
Tallium
82
Pb
Johtaa
83
Bi
Vismutti
(84)
Po
Polonium
(85)
Klo
Astatiini
86
Rn
Radon
787
Fr
Francium
88
Ra
Radium
**(104)
Rf
Rutherfordium
(105)
Db
Dubniy
(106)
Sg
Seaborgium
(107)
Bh
Boriy
(108)
Hs
Hassius
(109)
Mt
Meitnerium
(110)
Ds
Darmstadty
(111)
Rg
Roentgenium
(112)
Cp
Kopernikus
(113)
Uut
Untrius
(114)
Uuq
Ununquadium
(115)
Uup
Unententius
(116)
Uuh
Unungeksy
(117)
Uus
Epäuskollinen
(118)
Uuo
Ununoctius
8(119)
Uue
Ununenny
(120)
Ubn
Epäpätevästi
Lanthanidit *57
La
Lanthanum
58
Ce
Cerium
59
PR
Praseodyymi
60
Nd
Neodyymi
(61)
Pm
Prometium
62
Sm
Samarium
63
Eu
Europium
64
Gd
Gadolinium
65
Tb
Terbium
66
Dy
Dysprosium
67
Ho
Holmy
68
Er
Erbium
69
Tm
Thulium
70
Yb
Yterterium
71
Lu
Lutetium
Aktinidit **89
Ac
Actinium
90
Th
Torium
91
Pa
Protactinium
92
U
Uranus
(93)
Np
Neptunium
(94)
Pu
Plutonium
(95)
Olen
Americium
(96)
Cm
Kurium
(97)
Bk
Berkelium
(98)
Vrt
Californium
(99)
Es
Einsteinium
(sata)
Fm
Fermi
(101)
Md
Mendelevium
(102)
Ei.
Nobelit
(103)
Lr
Lawrence

Kemialliset elementtiperheet jaksollisessa taulukossa
AlkalimetallitMaa-alkalimetallitLantaniditAktiniditSiirtymämetallit
Kevyet metallitPuolimetallitEi-metallitHalogeenitInertit kaasut

198095, Pietari, Švetsova-katu, 23, kirjain B, huone 7-N, sijaintikartta

Kirjoita natriumatomille ominaisuus sen sijainnin perusteella jaksollisessa järjestelmässä

Vastaus

Asiantuntijan vahvistama

Vastaus:

1) Alkuaineen nimi on natrium, kemiallinen symboli on Na, sarjanumero on nro 11,

atomimassa Ar = 23 Ryhmä - 1, alaryhmä - pää, 3. jakso

Natriumatomin ytimen varaus Z = + 11 (ytimessä on 11 protonia - p⁺ ja 12 neutronia - n⁰)

Atomin ytimen ympärillä on 3 energiatasoa, joissa sijaitsee 11 elektronia.

3) Edellä esitetyn perusteella kirjoitamme kaaviot natriumatomin rakenteesta:

ja). Kaavio natriumatomista kaarilla: ₊₁₁Na) ₂) ₈) ₁

b). Atomikaavio - elektroninen kaava (elektroninen kokoonpano):

a) natriumin ₊₁₁Na 1s²2s²2p⁶3s1 elektroninen kaava

c) Natriumatomin elektroninen kaavio:

4. Yksinkertainen aine natrium on alkalimetalli, koostuu yhdestä atomista, natriumin valenssi yhdisteissä on 1, hapetustila on + 1. Natriumia vähentävä aine.

5. Ryhmän 1, pääalaryhmän, atomimolekyylit ovat monatomisia. Ytimen varauksen lisääntyessä litiumista franciumiin ei-metalliset ominaisuudet vähenevät ja metalliset lisääntyvät..

6. Yksinkertaisten aineiden atomimolekyylit ajanjaksolla: natrium, magnesium, alumiini, pii -

monatominen; nelitilavuuksinen fosfori P2, polyatominen rikki (S) n, piimaa, kloori CI2. Aineiden ominaisuudet muuttuvat natriumista klooriksi: natrium, magnesium - metallit, alumiini - amfoteerinen metalli, pii-puolimetalli, fosfori, rikki, kloori - ei-metallit. Myös jakson vasemmalta oikealle redox-ominaisuudet muuttuvat. Natrium, magnesium, alumiini ovat pelkistäviä aineita. Piini, fosfori, rikki, kloori - voivat olla sekä pelkistäviä että hapettavia aineita.

7. Korkeampi oksidikaava: Na2O - emäksinen oksidi

8. Hydroksidikaava: NaOH-emäs, veteen liukeneva, alkalinen

9. Se ei muodosta haihtuvaa yhdistettä vedyn kanssa, ja natriumyhdiste vedyn kanssa on natriumhydridi NaH2 - on väritön kuutioinen ionikidehila vakio-olosuhteissa, se on vahva pelkistävä aine. Syttyy joidenkin halogeenien ilmakehässä: fluori, kloori ja 230 ° C: ssa happi. Kuumennettaessa tyhjiössä 300 ° C: seen natriumhydridi hajoaa.

Natriumin fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

Natriumsuolojen käyttö muinaisessa Egyptissä, natriumin uuttamisen kemialliset menetelmät. Alkalimetallilinjat spektrin näkyvässä osassa, alkalien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Sodan vuorovaikutus synteettisen typpihapon kanssa ja natriumsuolojen hygroskooppisuus.

OtsikkoKemia
Näytäessee
KieliVenäjän kieli
Lisäyspäivämäärä04.07.2012

1. Nimen historia ja alkuperä

2. Luonnossa oleminen

4. Natriumspektrit

5. Fysikaaliset ominaisuudet

6. Kemialliset ominaisuudet

7. Oksidit, peroksidi ja natriumhydroksidi

10. Menetelmät natriumkarbonaatin synteesille

11. Käytetty kirjallisuus

Natrium on osa ensimmäisen ryhmän pääalaryhmää, D.I: n kemiallisten alkuaineiden jaksoittaisen järjestelmän kolmas jakso. Mendelejev, atominumerolla 11. Se on merkitty symbolilla Na (lat. Natrium). Yksinkertainen aine natrium (CAS-numero: 7440-23-5) on pehmeä, hopeanvalkoinen alkalimetalli. Natriumilla on joissakin suhteissa poikkeama muulle hänen ryhmälleen tyypillisestä käyttäytymisestä, mutta paljon vähemmän kuin litium. Se, että vain kalium, kolmas elementti litiumin ja natriumin jälkeen, osoittautuu täysin tyypilliseksi alkaliryhmän edustajaksi ja vahvistaa jaksollisessa järjestelmässä olevan säännön, jonka mukaan vain pääalaryhmän toisella tai kolmannella elementillä on täysin ryhmän ominaispiirteet, kun taas ensimmäisellä ja vähemmässä määrin toisinaan myös joskus poikkeama näistä ominaispiirteistä. Ensimmäinen elementti on usein käyttäytymiseltään siirtymävaiheessa seuraavaan pääalaryhmään. Toinen elementti muistuttaa toisinaan samaan ryhmään kuuluvan toissijaisen alaryhmän yhdisteitä.

Natrium ja cesium ovat molemmat puhtaita alkuaineita. Loput tutkimuksen alkalimetallit massaspektrografilla osoittautuivat sekoitetuiksi elementeiksi.

1. Nimen historia ja alkuperä

Natriumia (tai pikemminkin sen yhdisteitä) on käytetty antiikin ajoista lähtien. Esimerkiksi soodaa (natronia) löytyy luonnostaan ​​Egyptin natronjärvien vesistä. Muinaiset egyptiläiset käyttivät luonnon soodaa balsamointiin, kankaan valkaisuun, ruoanlaittoon, maalien ja lasitteiden valmistamiseen. Plinius Vanhin kirjoittaa, että Niilin suistossa sooda (siinä oli riittävä määrä epäpuhtauksia) eristettiin jokivedestä. Se tuli myyntiin suurina paloina, maalattu harmaaksi tai jopa mustaksi kivihiilen seoksen vuoksi. Nimi "natrium" tulee latinankielisestä sanasta natrium (vrt. Vanhan kreikan nYafspn), joka on lainattu keski-egyptiläisestä kielestä (n? R), jossa se tarkoitti muun muassa: "sooda", "kaustinen sooda".

Lyhennettä "Na" ja sanaa natrium käytti ensin akateemikko, Ruotsin lääkäreiden seuran perustaja Jens Jacobs Berzelius (JцnsJakobBerzelius, 1779-1848) osoittamaan luonnollisia mineraalisuoloja, jotka sisälsivät soodaa. Aikaisemmin elementti oli nimeltään natrium (latinalainen natrium). Nimi natrium voidaan jäljittää arabiankieliseen sanaan suda, joka tarkoittaa päänsärkyä, koska ruokasoodaa käytettiin tuolloin päänsärkyjen korjaamiseksi.

Natriumia sai ensin englantilainen kemisti Humphrey Davy vuonna 1807 elektrolyysillä kiinteää NaOH: ta.

2. Jakelu luonnossa

Äärimmäisen hapettumiskyvyn vuoksi alkalimetalleja ei koskaan löydy merkittävinä määrinä vapaassa tilassa, vaan yksinomaan niiden yhdisteiden muodossa. Tässä muodossa natrium ja kalium ovat kuitenkin yleisimpiä elementtejä. Niiden pitoisuus maankuoressa on noin 2,6-2,4%. Yleensä ne ovat suunnilleen yhtä yleisiä, vaikka kaliumyhdisteet ovat harvinaisempia kuin natriumyhdisteet. Kalium-maasälpäpata K [AlSi3O8] ja kaliumkiille KA12 [A1Si3O10] (OH, F) 2 ovat komponentteja monille laajalle levinneille kiville, erityisesti graniiteille. Graniitti on kivi, joka koostuu mineraaleista ortoklaasista, kiilestä ja kvartsista, jotka ovat sen sisällä karkearakeisena seoksena. Saman koostumuksen, mutta rakenteeltaan erilainen kivi (liuskekivi) on yhtä laajalle levinnyt gneissi.

Yleisimmät natriummineraalit ovat oligoklaasi (sooda-kalkki maasälpä) ja albitti (natrium maasälpä) Na [AlSi3O8], jotka muodostavat samanlaisia ​​kiviä. Natriumkloridia NaCl löytyy kivisuolan muodossa, jota esiintyy monissa paikoissa paksujen kerrostumien muodossa, jotka muodostuivat merien tai valtavien järvien osien kuivumisen seurauksena. Joskus kivisuolalla on kalium- ja magnesiumsuolojen välikerros, niin sanotut "jätesuolat", kuten esimerkiksi Stassfurtin lähellä. Merkittävä määrä natriumkloridia liuotetaan merivesiin. Sen pitoisuus merivedessä vaihtelee merkityksettömästi ja on siellä, kuten Pohjanmerellä, noin 2,5%. Itämeren vedet puolestaan ​​sisältävät vain 0,6-1,7% natriumkloridia, kun taas Välimeren vesistä löytyy jopa 3% ja Punaisenmeren vesistä jopa 3,5% tästä suolasta. Sisävesillä, joissa ei ole vuotoa, tämän suolan pitoisuus on paljon suurempi. Siten Kuolleenmeren vedet sisältävät noin 20% natriumkloridia sekä suuria määriä muita suoloja. Verrattuna natriumkloridipitoisuuteen meriveden kaliumkloridipitoisuus on hyvin pieni, se on vain noin 1/40 natriumkloridipitoisuudesta. Tämä johtuu siitä, että toisin kuin natriumyhdisteet, maapinta adsorboi voimakkaasti kaliumyhdisteitä niin, että ne eivät pääse mereen..

3. Natriumin saaminen

natriumsuolahydroksidisooda

- sulan suolan ja emäksen elektrolyysi:

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

4NaOH (sula) = 4Na + 2H20 + O2 (t)

-metalloterminen menetelmä:

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

-monimutkaisten aineiden termolyysi:

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

-soodan talteenotto:

Na2CO3 + 2C = 2Na + 3СО (kalsinointi, vanha menetelmä)

-Graysheimin menetelmällä:

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

4. Natriumspektrit

Alkalimetallien spektrit. Alkalimetallit tai niiden ei-haihtuvat yhdisteet värittävät Bunsen-polttimen liekin tyypillisellä värillä, nimittäin: litium - karmiinipunaisessa, natrium - keltaisena, kalium, rubidium ja cesium - purppurana. Tarkasteltaessa värillistä liekkiä spektroskoopin läpi on näkyvissä yksittäisiä kirkkaita viivoja, joiden sijainti on niin ominainen, että tältä pohjalta alkalimetallit voidaan helposti tunnistaa.

Kuvassa 1 alkalimetalleille ominaista viivaa piirretään, koska ne ovat näkyvissä, kun tarkastellaan värillistä liekkiä pienellä käsispektroskoopilla.

Kuva: 1. Alkalimetallien spektrit.

Keltainen natriumlinja, jota merkitään D-kirjaimella, ilmestyy jo vähäisten natriumjäämien läsnä ollessa. Sitä esiintyy jokaisessa kemiallisessa laboratoriossa saadussa liekinspektrissä, ellei työtä tehdä erityisillä varotoimilla. Koska tämä viiva on kätevä muiden spektrin viivojen suuntaamiseen, se on myös piirretty katkoviivalla muiden metallien spektreihin. Kuvassa olevien eri viivapaksuuksien tulisi antaa karkea käsitys spektriviivojen voimakkuudesta. Yleensä spektrin vahvimmat linjat ovat jo riittäviä tunnistamiseen. Jos kiinnostavaa metallia on läsnä pieninä määrinä, heikommat viivat eivät näy kädessä pidettävässä spektroskopissa. Violetti kaliumlinja, joka sijaitsee aivan oikealla, on usein myös tuskin havaittavissa..

Taulukossa 1 esitetään spektrin näkyvässä osassa olevien alkalimetallien spektriviivojen aallonpituudet millimikroneina (t - miljoonasosaa millimetriä). Tämä aallonpituuksien yksikkö on sopivin tavanomaiseen spektrianalyysiin, koska tässä tapauksessa käytetyt spektroskoopit eivät pysty mittaamaan kymmenesosia nanometristä. On huomattava, että lyhyen aallonpituuden valo, kun se kulkee prisman läpi, hajoaa voimakkaammin kuin pitkän aallonpituuden valo. Koska kuvion 1 viivat on esitetty samassa muodossa kuin ne havaitaan hajotettaessa prismaspektroskoopilla, spektrin punainen osa puristuu voimakkaasti violettiin verrattuna. Täydellisyyden vuoksi taulukossa 2 luetellaan myös joitain viivoja, jotka eivät yleensä ole näkyvissä, jos valon emissio viritetään tuomalla tutkittava yhdiste Bunsen-polttimen liekkiin; ne tulevat näkyviin vain korkeammalla lämpötilalla, joka saavutetaan esimerkiksi herättämällä pieni volttikaari testisuoloja sisältävän liuoksen ja suoraan sen yläpuolella olevan iridiumlangan kärjen välillä.

Taulukko 1 Alkalimetallilinjat spektrin näkyvässä osassa

Aallonpituus (t); kiharaisilla aaltosulkeilla yhdistetyt linjat eivät ole erotettavissa matalan resoluution spektroskopeissa

Kuva: 2. Natriumhöyryn absorptiospektri.

Hiljaisen palavan kaaren saamiseksi positiivisen virran (valopiirissä, kun sopiva välivastus kytketään päälle) on virtattava nesteestä iridiumlangan neulan kärkeen. Näissä olosuhteissa saadaan esimerkiksi natrium-D: n keltaisen viivan lisäksi myös toinen oranssinvärinen natriumlinja (at = 616 t). Toisin kuin ensimmäisessä, se näkyy vain, kun natriumia on läsnä merkittävinä määrinä. Erot linjan intensiteeteissä kuvassa. 1 on esitetty eri iskupaksuuksilla ja taulukossa 1 - lihavoituna. Pienillä ainepitoisuuksilla näkyvät vain lihavoidut viivat.

Alkalimetallien spektrit, kuten vedyn spektri ja heliumin kipinäspektri, rakennetaan hyvin yksinkertaisesti. Siksi heidän tutkimuksensa antoi perustan yleisten mallien löytämiselle spektrien rakenteesta. Kuvassa Kuvassa 2 on natriumhöyryn absorptiospektri. Tämä spektri on hyvin lähellä vetyspektri Balmer-sarjaa. Itse asiassa tämä spektri voidaan toistaa käyttämällä kaavaa, joka näyttää samanlaiselta kuin Balmer-sarjan kaava. Sama sarja esiintyy myös natriumhöyryjen emissiospektrissä ja on siellä vahvin yhdessä joidenkin muiden kanssa, joita ei esiinny absorptiospektrissä. Siksi sitä pidetään tärkeimpänä natriumsarjana. Ainakin 57 tämän sarjan viivaa mitattiin. Sarjan lyhyen aallonpituuden vieressä olevaa jatkuvaa spektriä ei havaita emissiospektrissä. Pääsarjan lisäksi natriumilla on vielä kaksi toissijaista sarjaa ja niin kutsuttu Bergman-sarja. Esimerkiksi edellä mainittu natriumin oranssi viiva (= 616 tonnia) kuuluu ns. "Teräviin sivusarjoihin". Sama pätee muihin alkalimetalleihin. Pääsarjat ovat kussakin tapauksessa tehokkaimmat, minkä vuoksi ne avattiin ensiksi. Bergman-sarja nimettiin tutkija Bergmannin mukaan, joka löysi ensimmäisen kerran tämäntyyppiset sarjat vuonna 1907, ja se oli alkalimetalleissa. Viivan voimakkuuksien (jotka kaikissa sarjoissa laskevat voimakkaasti loppua kohti) lisäksi nimetyt sarjatyypit eroavat myös muista ominaisuuksista. Tämä on kuitenkin mielenkiintoista vain spektroskopisteille, jotka jakavat näiden ominaisuuksien perusteella viivoja sarjassa. Kemistien sarjat ovat jo varsin määriteltyjä, koska ne ymmärretään rivijoukoksi, joka kaavojen avulla voidaan esittää oikeassa järjestyksessä. Niillä on suuri merkitys, koska niiden avulla voit ennustaa tarkasti alkalimetalliatomissa olevan ulkoisen elektronin sidoksen luonteen.

Absorbointisarjan kaikkien linjojen alkutaso on atomin ulomman elektronin maataso. Päästöspektrin pääsarjan linjat yhtyvät absorptiosarjan viivojen kanssa. Täten päätaso on kaikkien pääsarjojen rivien viimeinen taso. Niiden energia, joka saadaan sarjan rajojen sijainnista, on sopusoinnussa ionisaatiopotentiaalien mittaustulosten kanssa. Maanpintaa vastaava pääkvanttiluku saadaan lähdettäessä siitä, että inerttejä kaasuja vastaavat tasot ovat varattuja (Pääkvanttiluku voidaan määrittää suoraan myös spektroskooppisista tiedoista niiden perusteella lasketun ydinvarausseulonnan perusteella).

Heliumilla varataan tasot, joiden pääkvanttiluku n = 1; litiumille sen vuoksi n: n on oltava sama kuin 2. Sivukvanttiluku löytyy litiumista Bohr-Sommerfeld-teorian perusteella seuraavista näkökohdista. Sarjan vakiotermi saadaan pääradan energiasta. Jos atomin normaalitilassa oleva elektroni olisi 22 kiertoradalla, ts. Pyöreällä kiertoradalla, joka peittää 11 kvanttiradan melko merkittävällä etäisyydellä, voidaan odottaa, että vakiotermillä "tehollinen ydinvaraus" voidaan merkitä numerolla 1., koska litiumytimen kolmesta varauksesta seulottaisiin pysyvästi. Tällaista termiä voidaan lyhyesti kutsua "vedyn kaltaiseksi". On kuitenkin käynyt ilmi, että pääsarjan vakiona ollessa ytimen määräävä tehollinen varaus on paljon suurempi kuin 1. Siksi sanotun perusteella voidaan päätellä, että puhumme kiertoradasta, joka toisinaan tuo elektronin lähemmäksi ydintä - siis voimakkaasti eksentrinen kiertorata. Sellaisena litiumkierroksena vain yhtä 21 kiertoradaa voidaan pitää pääkierroksena.

Vastaavasti voidaan osoittaa, että muilla alkalimetalleilla niiden pääkierteillä tulisi olla sivukvanttiluku k = 1 (s-kiertoradat). Aaltomekaniikan näkökulmasta (jonka mukaan "kiertoratojen" käsite Bohrin - Sommerfeldin teoriassa ei tietenkään voi pysyä pätevänä) päästään samaan tulokseen, jos ulkokuoren elektronin polarisoiva vaikutus atomirunkoon otetaan huomioon. Tätä polarisaation vaikutusta elektronin sitoutumisenergiaan on voimakas muun muassa käyttää alkali-ionien polaroitavuuden laskemiseen spektroskooppisista tiedoista.

Niin sanottujen sivusarjojen päätermit ovat "vedyn kaltaisia" kuin pääsarjan päätermit. Tämä pätee vielä enemmän Bergman-sarjaan. Vakiotermien erityisen voimakkaan "vetyluonteen" vuoksi näitä sarjoja, kuten aiemmin mainittiin, kutsutaan myös "pääsarjoiksi". Mitä enemmän “vetymainen” sarjan pääterminaali on, sitä vähemmän epäkeskinen Bohrin - Sommerfeldin atomimalli on sarjaa vastaava päätie..

Kuuluisa keltainen natriumlinja, ns. D-linja, on tärkeimmän natriumsarjan ensimmäinen rivi. Sen aallonpituuden vastavuoroisuus saadaan erona pääsarjan päätermin ja ensimmäisen sekundäärisen sarjan päätermin välillä. Tämä linja ilmenee emissiospektrissä johtuen siitä, että elektroni, joka sijaitsee 3s-tasolla atomin perustilassa sen jälkeen, kun se on nostettu tältä kiertoradalta (esimerkiksi atomien voimakkaan törmäyksen vuoksi liekin lämpötilassa) naapuriin 3p-tasolle, palaa alkuperäinen Zs-taso. Ilmeisesti tätä tapahtuu erityisen usein, mikä selittää, että D-viiva on natriumspektrin kirkkain viiva. Pääsarjan koko rivisarja määritetään seuraavilla siirtymillä: 3p 3s, 4p 3s, 5p 3s, 6p 3s, 7p 3s jne..

Absorptioviivat vastaavat käänteisiä siirtymiä. Muiden alkalimetallien spektrit muodostuvat täysin analogisella tavalla..

Vahvemmalla spektrihajonnalla D-viiva osoittautuu kaksinkertaiseksi. Se muodostaa ns. Dupletin. Uhlenbeck ja Goiidsmit antoivat selityksen tälle vuonna 1925 olettamuksen perusteella, että elektroni käyttäytyy ikään kuin se pyörii samanaikaisesti oman akselinsa ympärillä atomin ytimen ympärillä liikkumisen aikana. Tämä kiertymä voi tapahtua kiertoradan liikkeen suuntaan tai vastakkaiseen suuntaan..

Elektronin kiertyminen oman akselinsa ympäri, toisin kuin atomin ytimen ympäri, on nimetty dralliksi (saksaksi) tai spiniksi (englanniksi). Se määräytyy kvanttiluvun eli ns. Spin-kvanttiluvun s mukaan. Elektronin pyöriminen oman akselinsa ympäri vaikuttaa sen osuuteen atomin magneettiseen momenttiin, koska sähköisesti varautuneen pallon pyörimisellä oman akselinsa ympäri on sama vaikutus kuin sähköisellä pyöreällä virralla (elektronilla ei ole vain magneettinen momentti spiniinsä; jälkimmäinen perustettiin myös kokeellisesti sarjalle Tämä on johtanut siihen, että heille annetaan myös spin (ydin.) Ortogeenivetyllä on esimerkiksi ydinpyöräytyksiä ja siten saman molekyylin molempien protonien magneettimomentit ovat yhdensuuntaiset, parahydrogeenissä päinvastoin ne ovat rinnakkaisia). Totta, spin-kvanttiluvun s vaikutus atomin magneettiseen momenttiin samoin kuin magneettisen kvanttiluvun m vaikutus, joka johtuu kiertoradan kulmamomentista, ilmenee vain, kun atomiin vaikuttaa ulkoinen magneettikenttä. Toisaalta elektronin pyöriminen oman akselinsa ympäri vaikuttaa myös atomin pyörimismomenttiin. Tämän seurauksena atomin kokonaiskiertomomentti ja siten sen energiatila riippuvat paitsi orbitaalikvanttiluvusta Z myös spin-kvanttiluvusta s. Niin sanottu sisäinen kvanttiluku j muodostetaan molemmista luvuista. Jälkimmäisellä on aina positiivinen arvo, nimittäin l = 0: lla on vain yksi arvo (j = 1/2), ja jokaiselle l> 0: lle kaksi arvoa, esimerkiksi j = 2/3 ja j = 1/2, kun l = 0 1. Aaltomekaniikan näkökulmasta on myös mahdollista perustella pyörimisnumero s ja sen yhdistelmä l: llä, jolloin saadaan kvanttiluku j, vaikka selitys pyörimiskvanttiluvulle s on tässä hieman erilainen. Koska alkalimetalleissa kaikki Z-tasot, lukuun ottamatta niitä, joille l = 0, on jaettu kahteen energiatasoon, kaikkien alkalimetallien spektreissä olevien linjojen, jotka muodostuvat siirtyessä maanpintaan l = 0, tulisi antaa kaksinkertaistua. Tämä todellisuudessa havaitaan. Dubletin viivojen välinen etäisyys kasvaa voimakkaasti atomipainon kasvaessa. Keltaisella natriumlinjalla se on niin pieni (aallonpituuden ero on 5,97 E), että näiden komponenttien erottamiseksi tarvitaan hyvä spektroskooppi. Cesiumissa etäisyys on kuitenkin niin suuri, että cesiumin molemmat siniset viivat eroavat jopa melko heikosta dispersiosta (aallonpituuden ero on tässä 37,94E; infrapuna-alueella olevan cesiumin pääsarjan ensimmäisen jäsenen dublettissa se on jopa 422,4E). Maanpintaa korkeammalle tasolle siirtymisen aikana päästöspektriin voi ilmestyä enemmän kuin kaksi viivaa, koska tässä tapauksessa sekä alku- että lopputaso on jaettu kahteen tasoon. Tällaisissa tapauksissa puhutaan "monimutkaisista duplaista".

On myös tarpeen huomauttaa, että kuvattujen valokaaren spektrien lisäksi, jotka tulisi osoittaa neutraaleille atomeille (liekissä saadut spektrit näkyvät myös sähkökaaressa), kipinäspektrit ovat ominaisia ​​myös alkalimetalleille. Jälkimmäisiä on erittäin vaikea saada, ne ovat hyvin rikkaita ja niillä on sama luonne kuin inerttien kaasujen spektrillä. Siksi ne katsotaan yksitellen ionisoiduiksi M + -atomeiksi. Niiden muodostuminen vastaa "spektroskooppisen siirtymän" lakia. Tämä vahvistaa edelleen ajatusta siitä, että jokaisen alkalimetallin atomisydämen rakenne, joka muodostuu yhden elektronin eliminoimalla, vastaa täysin edellisen inertin kaasun rakennetta.