Nátrium
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
|
|||||||||||||||||||||||||
| Általános | |||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Név, vegyjel, rendszám | nátrium, Na, 11 | ||||||||||||||||||||||||
| Elemi sorozat | alkálifémek | ||||||||||||||||||||||||
| Csoport, periódus, mező | 1, 3, s | ||||||||||||||||||||||||
| Megjelenés | ezüstfehér |
||||||||||||||||||||||||
| Atomtömeg | 22.989770(2) g/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Elektronszerkezet | [Ne] 3s1 | ||||||||||||||||||||||||
| Elektronok héjanként | 2, 8, 1 | ||||||||||||||||||||||||
| Fizikai tulajdonságok | |||||||||||||||||||||||||
| Halmazállapot | szilárd | ||||||||||||||||||||||||
| Sűrűség (szobahőm.) | 0.968 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||
| Sűrűség a f.p.-on | 0.927 g/cm³ | ||||||||||||||||||||||||
| Olvadáspont | 370.87 K (97.72 °C, 207.9 °F) |
||||||||||||||||||||||||
| Forráspont | 1156 K (883 °C, 1621 °F) |
||||||||||||||||||||||||
| Olvadáshő | 2.60 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Párolgáshő | 97.42 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| Hőkapacitás | (25 °C) 28.230 J/(mol·K) | ||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
| Atomi tulajdonságok | |||||||||||||||||||||||||
| Kristályszerkezet | köbös tércentrált | ||||||||||||||||||||||||
| Oxidációs állapotok | 1 (erősen bázikus oxid) |
||||||||||||||||||||||||
| Elektronegativitás | 0.93 (Pauling skála) | ||||||||||||||||||||||||
| Ionizációs energia (részletek) |
1.: 495.8 kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||
| 2.: 4562 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
| 3.: 6910.3 kJ/mol | |||||||||||||||||||||||||
| Atomsugár | 180 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Atomsugár (számított) | 190 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Kovalens sugár | 154 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Van der Waals sugár | 227 pm | ||||||||||||||||||||||||
| Egyebek | |||||||||||||||||||||||||
| Mágnesesség | paramágneses | ||||||||||||||||||||||||
| Elektromos ellenállás | (20 °C) 47.7 nΩ·m | ||||||||||||||||||||||||
| Hővezetőképesség | (300 K) 142 W/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
| Hőtágulás | (25 °C) 71 µm/(m·K) | ||||||||||||||||||||||||
| Hangsebesség (vékony rúd) | (20 °C) 3200 m/s | ||||||||||||||||||||||||
| Young modulusz | 10 GPa | ||||||||||||||||||||||||
| Nyírási modulusz | 3.3 GPa | ||||||||||||||||||||||||
| Bulk modulusz | 6.3 GPa | ||||||||||||||||||||||||
| Mohs keménység | 0.5 | ||||||||||||||||||||||||
| Brinell keménység | 0.69 MPa | ||||||||||||||||||||||||
| CAS szám | 7440-23-5 | ||||||||||||||||||||||||
| Fontosabb izotópok | |||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
| Hivatkozások | |||||||||||||||||||||||||
A nátrium a periódusos rendszer egy kémiai eleme. Vegyjele Na, rendszáma 11. Az I. főcsoportba, az alkálifémek közé tartozik. Elemi állapotban ezüstös színű, lágy, jól nyújtható könnyűfém. Égetéskor a lángot sárgára festi. Reakcióképessége nagy, a vízzel rendkívül heves reakcióba lép, a levegő oxigénjével érintkezve gyorsan oxidálódik, ezért inert (zárt) körülmények között kell tárolni.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Története
A nátrium egyik vegyületét a szódát (Na2CO3) már régóta ismerték a kémikusok. Humphry Davy 1808-ban jelentette be, hogy a szódából nyert kausztikus szódát (NaOH) elektrolízise során sikerült elemi nátriumot előállítania. Az angolok mind a mai napig Davy elnevezését használják, a szóda angol megfelelőjéből képzett sodium-ot. A nátrium elnevezése Klaprothtól származik, aki az egyiptomi-mezopotámiai eredetű nátron (neter = szóda) szóból képezte.
[szerkesztés] Jellemzői
A nátrium puha (késsel vágható), könnyű, ezüstfehér színű, nagyon reakcióképes fém. Ennek a reakcióképességnek köszönhetően a természetben, elemi állapotban nem, csak vegyületeiben fordul elő. Az elemi nátrium a Bunsen égő lángjába tartva a lángot sárgára színezi. A vízbe dobott nátrium, a víz tetején úszva, heves hidrogéngáz (H2) képződéssel járó reakció során (mely az exoterm reakció során fejlődő hőtől meggyullad) maró tulajdonságú nátrium-hidroxiddá alakul.
A legtöbb anyag a légkörinél nagyobb nyomáson magasabb olvadásponttal rendelkezik, mint normál légnyomás esetén. Ez azzal magyarázható, hogy az őket alkotó atomok közelebb kerülnek egymáshoz, és kevesebb helyük marad a mozgáshoz. A nátriumnál ettől eltérő jelenség figyelhető meg. 30 GPa nyomásnál (a légköri nyomás 300000 szerese) a nátrium olvadáspontja csökkenni kezd. 100 GPa nyomásnál pedig már szobahőmérsékleten megolvad. E szokatlan viselkedés egyik lehetséges magyarázata a következő: A nátrium atom külső elektronhéján található elektron a nagy nyomás hatására a lezárt héjakon található többi elektron közelébe kerül. Ez olyan kölcsönhatásokat vált ki, melyek normál körülmények között nem játszódnak le. Amíg nagy nyomás alatt a szilárd halmazállapotú nátrium kristályos tulajdonságokat mutat, a folyékony halmazállapotú szokatlan tulajdonságokkal rendelkezik: szupravezetővé válik.
[szerkesztés] Előfordulása, előállítása, vegyületei
A nátrium gyakori alkotóeleme a csillagoknak. A csillagok emissziós színképeinek elemzésekor szinte mindig megtalálható a nátrium által kibocsátott D színkép vonal.
A Föld tömegének mintegy 2,6%-át adja, és így a 4. leggyakrabban előforduló elem (az alkálifémek közül pedig az első).
A XIX. század végén a szóda és szén 1100 °C-on történő hevítésével állították elő.
Manapság nátrium-klorid (NaCl) olvadékának elektrolízisével állítják elő. A nátrium-kloridot kalcium-kloriddal (CaCl2) keverik össze, így a keverék olvadáspontja lényegesen alacsonyabb lesz a tiszta nátrium-kloridénál (700 °C alatt). A katódon kiválik a tiszta elemi nátrium. Ez az eljárás jóval olcsóbb, mint a nátrium-hidroxid elektrolízise.
Gyakoribb vegyületei:
| NaCl | nátrium-klorid, kősó, konyhasó |
| Na2CO3 | nátrium-karbonát, szóda, sziksó |
| NaOH | nátrium-hidroxid, lúgkő, marónátron |
| NaHCO3 | nátrium-hidrogénkarbonát, szódabikarbóna |
| Na3PO4 | nátrium-foszfát, trisó |
| Na2SO4 | nátrium-szulfát, glaubersó, keserűsó |
| Na2S2O3 | nátrium-tioszulfát, fixírsó |
| NaNO3 | nátrium-nitrát, chilei salétrom |
| Na2B4O7 | nátrium-tetraborát, borax |
[szerkesztés] Felhasználása
- katalizátorként az észterek előállításánál
- ötvözetek fizikai szerkezetének tökéletesítéséhez
- szappangyártáshoz
- világítástechnikában: nátriumgőzlámpa
- fémolvadékok tisztításához
- hőelvezető folyadékként nukleáris erőművekben, és csúcsteljesítményű belsőégésű motorokban
- redukálószer más könnyen oxidálódó fémek előállítására (alumínium (Al))
[szerkesztés] Élettani tulajdonságai
Az emberi szervezetben körülbelül 80-100 gramm nátrium található. Nagyobb része oldott állapotban van, kisebb részét pedig a csontok, kötőszövetek raktározzák. A nátrium - szorosan összefüggve a káliummal (K) - az úgynevezett ozmotikus nyomás fenntartásában fontos szerepet játszik. Ugyanilyen elengedhetetlen az idegrendszeri ingerületek átvitelénél is. A nátrium túladagolása (a fokozott sófogyasztás) az arra érzékenyeknél magas vérnyomás betegséget idézhet elő.
[szerkesztés] Izotópjai
13 izotópja ismert. Ezek közül csak a 23-as tömegszámú stabil.
Két izotópja radioaktív:
, felezési ideje 2,602 év
, felezési ideje 15 óra
Az erős neutronsugárzás (pl. nukleáris baleset esetén) a vérplazmában előforduló 23Na-ot 24Na izotóppá alakítja.
A 24Na izotóp koncentrációjából megállapítható az elszenvedett sugárzás mértéke.
[szerkesztés] Óvintézkedések
Ahogy más alkálifémek, úgy a nátrium is elemi formában erősen gyúlékony és kismértékben robbanásveszélyes amikor vízzel érintkezik. Tárolása kémiailag kevéssé reakcióképes folyékony szénhidrogén, például petróleum alatt történik.
[szerkesztés] Források
- www.webelements.com
- A kémia története (Dr. Balázs Lóránt, Nemzeti Tankönyvkiadó)




Based on work by