Νάτριο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Νάτριο
ΝάτριοΜαγνήσιο
Λίθιο

'Na'

Κάλιο
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif
Transparent.gif

Electron shell 011 Sodium (el).svg
Κατανομή ηλεκτρονίων ανά στιβάδα στο Νάτριο

Na (Sodium).jpg
Νάτριο

Ιστορία
Ταυτότητα του στοιχείου
Όνομα, σύμβολο Νάτριο (Na)
Ατομικός αριθμός (Ζ) 11
Κατηγορία μέταλλα
ομάδα, περίοδος,
τομέας
1 ,3, s
Σχετική ατομική
μάζα (Ar)
22,99
Ηλεκτρονική
διαμόρφωση
[ Ne] 3s1
Αριθμός CAS 7440-23-5
Ατομικές ιδιότητες
Ατομική ακτίνα 186 pm
Ηλεκτραρνητικότητα 0,93
Κυριότεροι αριθμοί
οξείδωσης
+1
Ενέργειες ιονισμού 1η: 495,8 kJ·mol−1
2η: 4562 kJ·mol−1
3η: 6910,3 kJ·mol−1
Φυσικά χαρακτηριστικά
Σημείο τήξης 97,72°C (370,87 K)
Σημείο βρασμού 883°C (1156 K)
Πυκνότητα 0,968 g·cm−3
Ειδική θερμοχωρητικότητα 2,60 kJ·mol−1
Μαγνητική συμπεριφορά Παραμαγνητικό
Σκληρότητα Mohs 0,5
Σκληρότητα Brinell 0,69 MPa
Μέτρο ελαστικότητας
(Young's modulus)
10 GPa
Ταχύτητα του ήχου (20 °C) 3200 m/s
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το νάτριο είναι το χημικό στοιχείο με σύμβολο Na (από τη λατινική λέξη natrium) και ατομικό αριθμό 11. Το καθαρό νάτριο, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι ένα μαλακό, αργυρόλευκο, πολύ δραστικό στερεό μέταλλο. Είναι ένα μέλος των αλκαλιμετάλλων. Το μοναδικό σταθερό του ισότοπο είναι το 23Na. Στη φύση δεν υπάρχει ως ελεύθερο (στοιχειακό) μέταλλο, οπότε όταν χρειάζεται στη στοιχειακή του μορφή, πρέπει να παραχθεί από τις χημικές ενώσεις του. Για πρώτη φορά απομονώθηκε από τον Χάμφρυ Ντέιβυ (Humphry Davy) το 1807, που το παρήγαγε με ηλεκτρόλυση τήγματος υδροξειδίου του νατρίου. Το νάτριο είναι το 6ο πιο άφθονο χημικό στοιχείο στη λιθόσφαιρα της Γης, και μετέχει σε πολλά ορυκτά όπως οι άστριοι, ο σοδαλίτης και ο αλίτης. Πολλά άλατα του νατρίου είναι εξαιρετικά διαλυτά στο νερό, και το νάτριό τους διαβρώνεται από τη δράση του νερού, ώστε μαζί με το χλώριο, δηλαδή ως χλωριούχο νάτριο, να είναι τα πιο συνηθισμένα διαλυμένα στοιχεία (κατά βάρος) στους ωκεανούς της Γης.

Πολλές χημικές ενώσεις του νατρίου είναι χρήσιμες, όπως το υδροξείδιο του νατρίου για σαπωνοποίηση, το χλωριούχο νάτριο ως αποπαγωτικό μέσο και ως θρεπτικό υλικό. Το νάτριο είναι ένα ζωτικής σημασίας στοιχείο για όλα τα ζώα και για κάποια φυτά της Γης. Στα ζώα, τα ιόντα νατρίου χρησιμοποιούνται ενάντια στα ιόντα καλίου για τις αντλίες νατρίου-καλίου στις κυτταρικές μεμβράνες, επιτρέποντας τη μεταβίβαση σε νευρικές ωθήσεις, όταν το φορτίο διαχέεται. Η επακόλουθη ανάγκη των ζώων για νάτριο το ταξινομεί ως ένα διαιτιτικό ανόργανο μακρομέταλλο.

Χαρακτηριστικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Φυσικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Μια θετική φλογοανίχνευση για το νάτριο έχει ένα έντονο κίτρινο χρώμα.
Φάσμα εκπομπής για το νάτριο, δείχνοντας τη χαρακτηριστική D γραμμή.

Το καθαρό νάτριο, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι ένα μαλακό μέταλλο, τόσο ώστε μπορεί να κοπεί εύκολα με ένα μαχαίρι και είναι ένας καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Αν το μεταλλικό νάτριο είναι πρόσφατα μόλις εκτεθιμένο, είναι ένα λαμπρό αργυρόλευκο μέταλλο, αλλά η γυαλάδα του θαμπώνει γρήγορα, επειδή σχηματίζει ένα λευκό στρώμα από υδροξείδιο του νατρίου και ανθρακικό νάτριο. Το επιφανειακό χρώμα που αποκτάται υπό την επίδραση της ατμόσφαιρας αλλάζουν υπό υψηλότερες πιέσεις. Πιο συγκεκριμένα σε πίεση 1,5 Μbar το επιφανειακό χρώμα αλλάζει σε μαύρο, μετά, υπό πίεση 1,9 Μbar το επιφανειακό χρώμα αλλάζει σε κόκκινο διαφανές και τελικά, στα 3 Μbar το επιφανειακό χρώμα αλλάζει σε καθαρό διαυγές. Όλες αυτές οι αλλοτροπικές μορφές είναι μονωτές και ηλεκτρίδια[1].

Όταν το (στοιχειακό) νάτριο ή οι ενώσεις του τεθούν μέσα σε μια φλόγα, τη χρωματίζουν κίτρινη[2], επειδή τα διεγερμένα 3s ηλεκτρόνια του νατρίου εκπέμπουν φωτόνιο όταν «πέφτουν» από το 3p τροχιακό πίσω στο 3s. Το μήκος κύματος για το φωτόνιο που αντιστοιχεί στη «γραμμή D» είναι 589,3 nm. Οι αλληλεπιδράσεις περιστροφής - τροχιάς περιφοράς διασπούν στην πραγματικότητα τη γραμμή D στα δύο (2). Υπέρλεπτες δομές διασπούν λεπτομερειακά τη γραμμή D σε ακόμη πιο πολλές γραμμές[3].

Χημικά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το νάτριο είναι γενικά λιγότερο δραστικό από το κάλιο και περισσότερο δραστικό από το λίθιο[4]. Όπως και όλα τα υπόλοιπα αλκαλιμέταλλα, το νάτριο αντιδρά εξώθερμα με το νερό, με αποτέλεσμα η θερμότητα που απελευθερώνεται συχνά να είναι αρκετή ώστε να λειώσουν σχετικά μεγάλλα κομμάτια μεταλλικού νατρίου ή και να αναφλεγεί το παραγώμενο υδρογόνο. Παράλληλα παράγεται και υδροξείδιο του νατρίου:

\mathrm{Na + H_2O \xrightarrow{} NaOH + H_2 \uparrow}

Όταν το νάτριο καίγεται σε ξηρή ατμόσφαιρα παράγει κυρίως υπεροξείδιο του νατρίου, καθώς και κάποια ποσότητα οξειδίου του νατρίου:

\mathrm{2Na + O_2 \xrightarrow{} Na_2O_2}
\mathrm{4Na + O_2 \xrightarrow{} 2Na_2O}

Σε αέρα που περιέχει υγρασία το προϊόν της οξείδωσης του νατρίου είναι υδροξείδιο του νατρίου[5]. Το μεταλλικό νάτριο είναι ένα ισχυρό αναγωγικό μέσο, αφού για την αναγωγή των κατιόντων νατρίου απαιτείται διαφορά δυναμικού 2,71 V[6]. Ωστόσο για την παραγωγή του μεταλλικού νατρίου από τις ενώσεις του χρησιμοποιείται μια σημαντική ποσότητα ενέργειας[5]. Επιπλέον, το κάλιο και το λίθιο έχουν ακόμη μεγαλύτερο (σε απόλυτη τιμή) δυναμικό αναγωγής[7].

Ισότοπα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο άρθρο: Ισότοπα του νατρίου

20 ισότοπα του νατρίου είναι γνωστά, αλλά μόνο το 23Na είναι σταθερό. Δύο ραδιενεργά, κοσμογονικά ισότοπα είναι υποπροϊόντα βομβαρδισμού από κοσμική ακτινοβολία: το 22Na με ημιζωή 2,6 χρόνων και το 24Na με ημιζωή 15 ωρών· τα υπόλοιπα ισότοπα έχουν διάρκεια ημιζωής λιγότερη από ένα λεπτό [8].

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Commons logo
Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα
Wiktionary logo
Το Βικιλεξικό έχει λήμμα που έχει σχέση με το λήμμα:

Παρατηρήσεις, υποσημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Gatti, M.; Tokatly, I.; Rubio, A. (2010). "Sodium: A Charge-Transfer Insulator at High Pressures". Physical Review Letters 104 (21): 216–404. arXiv:1003.0540. Bibcode:2010PhRvL.104u6404G. doi:10.1103/PhysRevLett.104.216404.
  2. Schumann, Walter (5 August 2008). Minerals of the World (2nd ed.). Sterling. p. 28. ISBN 978-1-4027-5339-8. OCLC 637302667.
  3. Citron, M. L.; Gabel, C.; Stroud, C.; Stroud, C. (1977). "Experimental Study of Power Broadening in a Two-Level Atom". Physical Review A 16 (4): 1507. Bibcode:1977PhRvA..16.1507C. doi:10.1103/PhysRevA.16.1507.
  4. De Leon, N. "Reactivity of Alkali Metals". Indiana University Northwest. Retrieved 2007-12-07.
  5. 5,0 5,1 Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419.
  6. Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2002). Physical Chemistry (7th ed.). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3539-7. OCLC 3345182.
  7. Davies, Julian A. (1996). Synthetic Coordination Chemistry: Principles and Practice. World Scientific. p. 293. ISBN 978-981-02-2084-6. OCLC 717012347.
  8. Audi, Georges; Bersillon, O.; Blachot, J.; Wapstra, A.H. (2003). "The NUBASE Evaluation of Nuclear and Decay Properties". Πυρηνική φυσική Α 729: 3–128. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode2003NuPhA.729....3A. 
 LP  Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το αντίστοιχο λήμμα της Live-Pedia. (ιστορικό).

Η εισαγωγή του κειμένου της Livepedia στη Βικιπαίδεια έγινε πριν την 1η Νοεμβρίου 2008, συνεπώς ισχύει η διπλή αδειοδότηση υπό την άδεια CC-BY-SA 3.0 και την GFDL.

Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Sodium της Αγγλόγλωσσης Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).