Warum reagiert Natrium so extrem mit Wasser?
Natrium ist ein sehr unedles Metall. Dies ergibt sich aus der Stellung im Periodensystem der chemischen Elemente. Natrium steht in der ersten Hauptgruppe, ist also ein Alkalimetall.
Atome und Ionen sind in der Edelgas-Konfiguration (mit 8 Aussenelektronen) am stabilsten. Die Alkalimetalle erreichen dies durch Abgabe eines Elektrons. Die Ionisierungsenergie ist bei diesen Elementen sehr gering und sie besitzen sehr kleine Elektronegativitäten.
Die Natriumatome haben eine grosse Tendenz, Elektronen abzugeben, wobei sie oxidiert werden. Als Oxidationsmittel kann auch Wasser dienen (wobei die die Hydronium-Ionen im Wasser reagieren). H+-Ionen werden dabei zu elementarem Wasserstoff (H2) reduziert, Natrium zu Na+-Ionen oxidiert. Das Metall löst sich auf. Da sich auf der Metalloberfläche keine schützende Oxidschicht bilden kann (wie z.B. bei Aluminium), läuft die Reaktion vollständig ab.
Die Redox-Reaktion (also die Kombination aus einem Reduktions- und einem Oxidationsprozess) ist stark exotherm, es wird also viel Energie in Form von Wärme frei.
Weitere Informationen sowie ein Video zu dieser Reaktion finden Sie auf der Homepage der Universität Erlangen.
Die Frage wurde beantwortet von Dr. Axel Schunk vom Computer-Chemie-Centrum der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg.