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수려한집게벌레191
알칼리 금속을 물에 넣으면 격렬하게 반응한다고 하는데, 왜 그런가요?
나트륨이나 칼륨 같은 물질들이 알칼리 금속이잖아요.
이런 알칼리 금속을 물에 넣으면 격렬하게 반응한다고 하는데, 왜 그런가요? 또 알칼리 금속의 특성은 어떤 것들이 있나요?
3개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
알칼리 금속은 주기율표 1족에 속하는 원소로, 리튬·나트륨·칼륨 등이 대표적입니다. 이들은 최외각 전자가 하나뿐이라 쉽게 잃어버리며, 그 결과 강한 반응성을 보입니다.
물에 넣으면 금속이 전자를 내놓고 양이온으로 변하는 동시에 물 분자의 수소 이온이 환원되어 수소 기체가 발생합니다. 이 과정은 발열 반응으로 많은 열을 방출하기 때문에, 발생한 수소가 불에 붙거나 폭발적으로 반응할 수 있습니다.
따라서 나트륨이나 칼륨을 물에 넣으면 격렬한 반응과 불꽃이 나타나는 것입니다. 반응 후에는 금속 수산화물이 생성되는데, 이는 강한 염기성을 띠어 용액을 알칼리성으로 만듭니다.
알칼리 금속은 은백색의 광택을 가지지만 공기 중에서 쉽게 산화되고, 매우 부드러워 칼로도 자를 수 있으며, 밀도와 녹는점이 낮습니다. 화학적으로는 강한 환원제로 작용하며, 주기율표 아래로 갈수록 반응성이 더욱 커집니다. 이런 성질 때문에 알칼리 금속은 석유나 파라핀유 속에 보관해야 안전합니다.
채택된 답변안녕하세요.
알칼리 금속이 물과 격렬하게 반응하는 이유는 원자 구조와 전자 배치의 특성 때문인데요 나트륨, 칼륨 같은 알칼리 금속은 주기율표 1족 원소로, 가장 바깥 전자껍질에 전자가 1개만 존재합니다. 이 전자는 원자핵에 비교적 약하게 잡혀 있기 때문에 쉽게 잃어버릴 수 있습니다.
예를 들어 나트륨이 물과 반응하면 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑ 반응이 일어나고 이때 나트륨은 전자를 잃고 Na⁺ 이온이 되며, 물 분자는 그 전자를 받아 수소 기체를 생성합니다. 이 과정에서 수산화나트륨이 생성되어 용액이 강한 염기성을 띠게 됩니다.
이 반응이 격렬한 이유는 알칼리 금속이 이온화 에너지가 낮아 전자를 매우 쉽게 잃기 때문입니다. 물과 반응할 때 많은 열이 방출되는데 이 열 때문에 생성된 수소 기체가 빠르게 팽창하거나 점화되어 폭발처럼 보이기도 합니다. 특히 칼륨은 나트륨보다 더 격렬하게 반응하는데, 이는 아래로 갈수록 원자 반지름이 커지고 전자가 더 쉽게 떨어져 나가기 때문입니다. 또한 반응이 표면에서 시작되면 금속이 녹아 작은 방울처럼 움직이면서 반응 면적이 계속 새로 노출됩니다. 이 때문에 반응이 연쇄적으로 빨라집니다.
알칼리 금속의 주요 특성으로는 매우 반응성이 크고 밀도가 낮고 부드러우며 은백색 금속 광택을 가지지만 공기 중에서 쉽게 산화된다는 점, 항상 +1의 양이온을 형성하고 수산화물이 강염기성을 띤다는 것이 있겠습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
알칼리금속은 주기율표의 첫번째 세로줄에 있는 원소들로 수소를 제외하고 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 프랑슘으로 이루어져 있습니다.
금속이지만 경도가 낮아 쉽게 잘리며 물에 뜰 정도로 밀도가 낮습니다. 그리고 이러한 알칼리 금속은 1족원소로써 가장 바깥쪽 전자 껍질에 전자를 1개만 가지고 있습니다.
이렇다 보니 이러한 1개의 전자를 외부로 전달하고 +1 이론이 되려는 성질이 아주 강합니다. 그렇다보니 반응성이 매우높습니다.
이렇다보니 공기중의 산소와 만나 반응하기도 하고 물어보신데로 물에 넣으면 물속에 들어가 전자를 버리게 되면서 물 분자가 분해가 되면서 수소기체와 대량의 열을 방출 합니다.
Na + H2O -> 2NaOH + H2 + 열
로 반응이 일어납니다.
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)