Натриум

Натриум.

11 неон ← натриум → магнезиум Li ↑ Na ↓ K Периоден систем
Општо
Име, симбол, број	натриум, Na, 11
Група, период, блок	1, 3, s
Изглед	сребрено-бела Податотека:Nametal.jpg
Стандардна атомска маса	22.98976928(2) g·mol−1
Електронска конфигурација	[Ne] 3s1
Електрони по обвивка	2, 8, 1
Физички својства
Состојба	цврста
Густина (близу собна температура)	0.968 g·cm−3
Течна густина на точка на топење	0.927 g·cm−3
Точка на топење	370.87 K (97.72 °C, 207.9 °F)
Точка на вриење	1156 K (883 °C, 1621 °F)
Критична точка	2573 K, 35 MPa
Топлина на фузија	2.60 kJ·mol−1
Топлина испарување	97.42 kJ·mol−1
Специфичен топлински капацитет	(25 °C) 28.230 J·mol−1·K−1
Притисок на пареа P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T/K 554 617 697 802 946 1153
Атомски особини
Кристална структура	централно коцкаст
Оксидационен број	1 (чисто базен оксид)
Електронегативност	0.93 (Полингова скала)
Јонизациски енергии | 1st: 495.8 kJ·mol−1
	2nd: 4562 kJ·mol−1
	3rd: 6910.3 kJ·mol−1
Атомски радиус	180 pm
Атомски радиус (пресм.)	190 pm
Ковалентен радиус	154 pm
Ван дер Валсов радиус	227 pm
Разно
Магнетна подреденост	парамагнетен
Електрична отпорност	(20 °C) 47.7 nΩ·m
Топлинска спроводливост	(300 K) 142 W·m−1·K−1
Топлинско ширење	(25 °C) 71 µm·m−1·K−1
Брзина на звук (тенка прачка)	(20 °C) 3200 m/s
(Јунгов) модул на еластичност	10 GPa
модул на стрижење	3.3 GPa
Компресибилен модул	6.3 GPa
Мохсова цврстина	0.5
Бринелова цврстина	0.69 MPa
CAS-број	7440-23-5
Избрани изотопи
Главна статија: Изотопи на натриум Шаблон:Elementbox isotopes decay3 (2 2 1) 23Na 100% 23Na е стабилен со 12 неутрони
Референци

Натриум е хемиски елемент кој го има симболот Na, атомскиот број 11, атомската маса 22,9898 g/mol и има оксидационен број +1. Натриумот е мек, сребреникав, многу реактивен елемент и е член на алкалните метали, односно групата 1 од периодниот систем (позната и како група IA). Тој има само еден стабилен изотоп, ²³Na. Натриумот бил изолиран најпрво од Хемфри Дејви во 1807 година со пропуштање на електрична струја низ стопен натриум хидроксид. Натриумот брзо оксидира во воздухот, поради што мора да се чува во инертна околина како што е керозинот. Натриумот се наоѓа во голема количина во земјините океани како натриум хлорид. Тој е исто така и состојка на многу земјини минерали и е есенцијален елемент за животот на животните.

Поважни карактеристики

При изложување на пламен, натриумот дава брилијантна светложолта светлина како резултат на т.н. "натриумови D-линии" на 588,9950 и 589,5924 нанометри.

Спореден со останатите алкални метали, натриумот е генерално пореактивен отколку литиумот и помалку реактивен од калиумот, во согласност со "периодниот закон": на пример, нивната реакција во вода, хлорен гас итн.; реактивноста на нивните нитрати, хлорати, перхлорати итн. Исклучок од периодниот закон прави густината на натриумот. Густината на елементите се очекува да се зголемува како се оди подоле во групата. Но, калиумот има помала густина од натриумот.

Како резултат на својата реактивност, натриумот се наоѓа во природата само во соединение и никогаш како слободен елемент. Натриумот реагира егзотермно со водата: мали парчиња натриум во облик на грашак ќе "пливаат" по нејзината површина сè додека целосно не изреагираат, додека големи парчиња ќе експлодираат. Додека натриумовиот метал реагира со вода, ние можеме да забележиме дека натриумовото парче се топи од топлината на реакцијата и образува совршена сферна форма доколку реагирачкиот натриумов метал е доволно мал. Реакцијата со вода произведува многу каустичен натриум хидроксид и високо запалив водороден гас. Во секој случај, овие се сметаат за многу опасни и ризични затоа што можат да предизвикаат повеќе кожни и очни повреди. Кога согорува во воздух, натриумот образува натриум пероксид Na₂O₂, или со ограничено количество кислород го образува оксидот Na₂O (за разлика од литиумот, нитрид не се формира). Доколку истиот елемент согорува во кислород под притисок, ќе се добие натриум супероксид - NaO₂.

Кога натриумот или неговите соединенија се вметнуваат во пламен, ќе се добие светложолта боја.

Во хемијата, многу натриумови соединенија се сметаат за растворливи, но во природата има многу примери на нерастворливи натриумови соединенија како што се фелдспатите. Постојат други нерастворливи натриумови соли како што се натриум бизмутат NaBiO₃, натриум октамолибдат Na₂Mo₈O₂₅• 4H₂O, натриум тиоплатинат Na₄Pt₃S₆, натриум уранат Na₂UO₄. Растворливоста на натриум метаантимонат 2NaSbO₃•7H₂O е 0,3 g/L, како што е и пиро формата (Na₂H₂Sb₂O₇• H₂O) на оваа сол. Натриум метафосфат NaPO₃ има растворлива и нерастворлива форма.

Натриумовите јони се потребни за регулацијата на крвта и останатите телесни флуиди, трансмисијата на нервните импулси, срцевата активност и одредени метаболички функции. Интересно е тоа што натриумот е потребен за животните, кои одржуваат високи концентрации во својата крв и екстрацелуларните флуиди, но јонот не е потребен за растенијата. Комплетна диета базирана на растителна храна би била многу ниска со натриум. Поради ова, многу хербивори го одржуваат натриумот во организмот преку крмење (лижење на површини богати со сол) и други минерални извори. Животинската потреба за натриум е веројатно причината за високосочуваната можност за вкусење на натриумот како "солен". Рецепторите за чистиот солен вкус одговараат најдобро на натриум, како и на неколку други мали едновалентни катјони (Li⁺, NH₄⁺ и до некоја мерка K⁺). Калциум хлоридот исто така има донекаде солен вкус, но е многу погорчлив.

Најчестата натриумова сол, натриум хлорид (кујнска сол), која се користи како зачин и при зачувувањето на храната, има важен комодитет во човековите активности. Човековата потреба за натриум во диетата е помалку од 500 mg на ден. Многу луѓе конзумираат далеку повеќе натриум отколку што е физиолошки потребно. За одредени луѓе со крвен притисок осетлив на сол, овој голем внес може да има негативен ефект врз здравјето.

Примена

Натриум во парафиново масло.

Во својата метална форма, натриумот се користи за рафинирање на некои реактивни метали, како циркониум и калиум, од нивните соединенија. Како Na⁺ јон, овој алкален метал е од животно значење за животните. Други примени:

• Во одредени легури за да ја подобри нивната структура.
• Во сапуните, во комбинација со масни киселини. Натриумовите сапуни се потврди (со повисока точка на топење) отколку калиумовите сапуни.
• За да ја направи мазна површината на некој метал
• За прочистување на стопени метали
• Во лампите со натриумова пареа за производство на електрицитет, често користен и во уличните светилки.
• Како топлоспроводен флуид во некои типови на нуклеарни реактори.
• NaCl, како важен топлоспроводен материјал.
• Во органската синтеза, натриумот се користи како редуцирачко средство.
• Во хемијата, натриумот често се користи како слободен или со калиумот во легура NaK, како исушувач на суви растворувачи. Кога се користи со бензофенонот образува интензивно сино обојување кога растворувачот е сув и без кислород.

Соединенија

Повеќе за оваа тема ќе најдете на Соединенија на натриумот.

Натриум хлоридот или халитот, познат и како кујнска сол, е најупотребуваното соединение на натриумот, но натриумот го има и во многу други минерали, како амфибол, криолит, сода бикарбона и зеолит. Натриумовите соединенија се важни за хемиската, стаклената, металната, хартиената, бензинската, сапунската и текстилната индустрија. Тврдите сапуни се натриумови соли на некои мани киселини (калиумот произведува помеки или течни сапуни).

Натриумовите соединенија што се најважни за индустријата се кујнската сол, каустичната сода (NaOH), натриум нитрат (NaNO₃), бораксот (Na₂B₄O₇ · 10H₂O) и други.

Изотопи

Постојат тринаесет изотопи на натриумот кои досега се препознаени. Единствениот стабилен изотоп е ²³Na. Натриумот има два радиоактивни космогени изотопи (²²Na, полуживот = 2.605 години; and ²⁴Na, полуживот ≈ 15 часа)

Акутното изложување на неутронска радијација (на пример, од нуклеарна критична несреќа) го претвора стабилниот ²³Na во човековата крвна плазма во ²⁴Na. Со мерење на концентрацијата на овој изотоп, дозата на неутронската радијација во жртвата може да се процени.