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钠Na元素介绍

作者:小编 日期:2021-01-26 09:37:34 点击数:

化学元素钠被归为碱金属。于1807年由汉弗莱·戴维爵士(Sir Humphry Davy)发现。

钠元素的发现

1806年,汉弗莱·戴维爵士发现化学键在本质上是电性的,他可以利用电将物质分裂成基本的组成部分——化学元素。储存在油中的无锈蚀的钠。一种钠盐在蓝色火焰加热,燃烧时带有一种特有的黄色火焰。图片:Herge。

1807年,在伦敦的皇家研究所,在第一次分离出钾之后几天,他第一次通过电解干燥的氢氧化钠分离出了钠。

电解是由他制造的三块大电池的联合输出来驱动的。

戴维注意到,放置在氢氧化钠中的金属丝电极上形成的金属是液态的,但冷却后变成固体,“看起来有银的光泽”。

“其具有极强的延展性,比任何普通金属物质都要柔软得多……当它冷却到32℉ (0℃)时,这种特性不会减弱。”

戴维还指出,当钠加入水中时,钠会分解水,释放出氢气。

他怀疑这种新物质是否应该归为金属,并指出大多数其他科学家都认为应该归为金属,尽管它的密度比当时已知的其他金属要低得多。

“……因为金属本身在这方面(密度)有显著的区别,铂几乎是碲的四倍重。

他将这种新金属命名为钠,因为他使用了苛性钠(苏打),作为这种元素的来源。(2), (3)

在德国,苛性钠被称为纳氏钠,L. W.吉尔伯特建议这种新元素应该被称为纳氏钠(natronium)。

雅各布·贝采里乌斯更喜欢较短的natrium,由此我们得到了钠的化学符号Na。

关于钠的有趣事实

“Sodagen”是汉弗莱·戴维爵士(Sir Humphry Davy)在他的实验室笔记本上给这种新金属元素起的名字,后来他决定用“钠”(Sodium)。

钠和它在元素周期表上近邻的钾在室温下是固体。然而,他们的合金却不是。NaK合金含有10%到60%的钠,在室温下是液态的。市售的78% K, 22% Na合金在-12.6℃(9.3 ℉)的低温下仍保持液态。

人类和其他动物需要钠来维持细胞内正确的液体平衡。低钠的直接影响可以在运动员运动后肌肉痉挛中看到。热痉挛是由于盐通过汗液从体内流失,钠离子流失造成的。

钠在重恒星中产生,主要是氖原子获得一个质子时产生。(氖原子本身是由碳原子在核聚变反应中聚集而成的。)

如果海洋中所有的氯化钠(食盐)都能被提取出来并晒干,可以覆盖地球上所有的土地,深度近500英尺(150米)。

外观和特性

危害:

钠被认为是无毒的。然而,与皮肤接触可能会引起刺激和烧伤。

特点:

钠是一种柔软的银白色金属。质软。

新切割的表面在空气中迅速氧化,形成一层暗淡的氧化涂层。

钠在空气中燃烧时会产生明亮的黄色火焰。

钠浮在水面上,因其密度比水低。它还会与水发生剧烈反应——生成氢氧化钠和氢气。钠与水的反应比锂强烈,比钾弱。当钠-水反应产生的热量点燃产生的氢气时,就会发生爆炸。

钠的利用

调整该激光束以激发地球中层陨石通过留下的钠原子。带电的钠原子发光,形成一个小的亮点。任何从地面往下看的人都会看到一颗新的人造恒星。这颗“小星星”的闪烁被输入自适应光学系统,以恢复这颗“星星”的图像到一个尖锐的点。因此大气层的扭曲被消除了,可以拍摄到真实恒星的非常清晰的图像。图像由ESO / G。Hudepohl

金属钠用于制造氨基钠和酯类,并用于制备有机化合物。该金属还可以通过改善铝硅合金等合金的力学性能和流动性。钠用于除垢(使金属表面光滑)和净化熔融金属。

钠蒸汽灯在发电方面效率很高,经常用于城市的街道照明。钠钾泵对我们生活的重要性体现在它消耗了我们休息时三分之一的能量。这个泵维持我们细胞的电解质平衡,使细胞内的钾离子过剩,细胞外的钠离子过剩。这种浓度梯度产生了穿过细胞壁的电压,使得电信号能够在神经元和肌肉中传递。它还为细胞膜的过程提供能量。图片:Phi-Gastrein。

钠用作传热剂。例如,液态钠被用来冷却核反应堆。

氯化钠(食盐,NaCl)对良好的营养至关重要。钠离子促进神经系统中电信号的传输,并调节身体细胞和体液之间的水分平衡。

钠同位素及丰度

地壳的丰度:按重量占2.4%,按摩尔占2.1%

丰度太阳系:按重量为40ppm,按摩尔为2ppm

来源

由于钠的高反应性,钠在自然界中仅以化合物的形式存在,从未作为自由元素存在。钠是地球上第六丰富的元素,也是最丰富的碱金属。工业上用电解氯化钠溶液来获得钠。

钠有16种同位素,其半衰期已知,质量数为20至35。天然存在的钠由其稳定的同位素23Na组成。


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