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钠和钙的金属性强弱可以通过以下角度进行比较:
一、金属性的本质差异
第一电离能
钠($Na$)的第一电离能为418.8 kJ/mol,钙($Ca$)的第一电离能为498 kJ/mol。第一电离能越小,元素越容易失去电子,金属性越强。因此,钠的金属性强于钙。
原子结构与电子束缚力
钠是第三周期元素,原子半径较小,最外层电子受原子核束缚较强;钙是第四周期元素,原子半径较大,最外层电子受原子核束缚较弱。虽然钙最外层电子数(2个)与钠相同,但钙的电子层数更多,导致其还原性更强,金属性更显著。
二、实验与周期律的验证
金属活动性顺序
根据金属活动性顺序表,钙($Ca$)位于钠($Na$)左侧,通常认为钙的金属性强于钠。
反应活性
钠与水反应更剧烈($2Na + 2H_2O rightarrow 2NaOH + H_2 uparrow$),钠的置换能力更强,进一步支持钠金属性更强的结论。
碱的碱性
钙对应的碱(氢氧化钙)比钠对应的碱(氢氧化钠)更碱性,说明钙更容易失去电子形成负离子。
三、总结
尽管钙在某些方面(如与水反应的剧烈程度)表现更活泼,但综合第一电离能、原子结构及周期律, 钠的金属性强于钙。这一结论与金属活动性顺序表中的排列一致。