化学自习室移动版

一、合金的核心形成条件

合金是两种或两种以上金属（或金属与非金属）熔合后形成均匀固相的物质，其关键前提是：

1. 液态下可互溶（通过熔融法制备时，需两者同时处于液态，才能均匀混合）；

2. 固态下有一定固溶度（或形成稳定的金属间化合物），保证合金的均匀性。

二、钠与铁无法形成合金的关键原因

钠（Na）和铁（Fe）的物理化学性质差异极大，完全不符合合金的形成条件：

1. 熔点差异悬殊，无法熔融共混

钠的熔点仅97.8℃，沸点883℃；而铁的熔点高达1538℃，沸点2861℃。

当尝试熔炼铁时，钠会在铁熔化前（远低于1538℃时）就沸腾挥发，无法与液态铁均匀混合。因此，熔融法无法制备钠铁合金。

2. 固态下固溶度极低（原子半径差过大）

即使假设能强制混合，根据Hume-Rothery规则（合金形成的重要经验规则），原子半径差超过15%时，固溶度会极低。

钠的原子半径约186 pm，铁的原子半径约124 pm，半径差远大于15%的临界值，因此固态下钠和铁几乎不互溶，无法形成均匀的固溶体。

3. 化学性质活泼，反应难以控制

钠是极活泼的碱金属，易与空气中的氧气、水反应，甚至在高温下会与铁的氧化物（如炉渣中的FeO）剧烈反应：

这种反应会消耗钠，无法形成稳定的合金相。此外，钠的高反应性导致制备过程中易发生爆炸或氧化，实际操作中无法控制。

三、结论：钠与铁不能形成合金

由于熔点差异过大（无法熔融共混）、原子半径差过大（固态不互溶）和化学性质过于活泼（反应难以控制），钠与铁无法形成稳定的合金。