钠

钠 （正體）

钠的特性

钠 - 镁 锂 钠 钾   元素周期表
总体特性
名称, 符号, 序号	钠、Na、11
系列	碱金属
族, 周期, 元素分区	1族, 3, s
密度、硬度	968 kg/m3、0.5
颜色和外表	银白色
地壳含量	2.6 %
原子属性
原子量	22.98976928(2)原子量单位
原子半径 (计算值)	180（190） pm
共价半径	154 pm
范德华半径	227 pm
价电子排布	[氖]3s1
电子在每能级的排布	2，8，1
氧化价（氧化物）	1（强碱性）
晶体结构	体心立方晶格
物理属性
物质状态	固态（顺磁性）
熔点	370.87 K（97.72 °C）
沸点	1156 K（883 °C）
摩尔体积	23.78×10-6m3/mol
汽化热	96.96 kJ/mol
熔化热	2.598 kJ/mol
蒸气压	14.3×10-6 帕（1234K）
声速	3200 m/s（293.15K）
焰色反应	金黄色
其他性质
电负性	0.93（鲍林标度）
电子亲合能	52.7kJ·mol-1
比热	1230 J/(kg·K)
电导率	21×106/(米欧姆)
热导率	141 W/(m·K)
第一电离能	495.8 kJ/mol
第二电离能	4562 kJ/mol
第三电离能	6910.3 kJ/mol
第四电离能	9543 kJ/mol
第五电离能	13354 kJ/mol
第六电离能	16613 kJ/mol
第七电离能	20117 kJ/mol
第八电离能	25496 kJ/mol
第九电离能	28932 kJ/mol
第十电离能	141362 kJ/mol
最稳定的同位素
同位素 丰度 半衰期 衰变模式 衰变能量 MeV 衰变产物 22Na 人造 2.602年 电子捕获 2.842 22Ne 23Na 100 % 稳定
核磁共振特性
23Na 核自旋 3/2 灵敏度 100 %
在没有特别注明的情况下使用的是 国际标准基准单位单位和标准气温和气压

钠是一种化学元素，它的化学符号是Na，它的原子序数是11。

目录 1 性状 2 发现 3 名称由来 4 分布 5 制备 5.1 当斯法 5.2 卡斯纳法 6 同位素 7 用途 8 对人体的影响 8.1 含量与分布 8.2 吸收与排泄 8.3 生理与生化功能 8.4 异常症状 8.4.1 低血钠症 8.4.2 高血钠症 9 参见 10 外部链接 11 注解

性状

钠是一种质地软(可以用普通餐刀切割）、轻、蜡状而极有伸展性的银白色（当刚切好时，存放久了会呈黄色）的1A族的碱金属元素。

钠的化学性质很活泼。在空气中很容易氧化生成氧化钠，燃烧发出黄色火焰生成过氧化钠。和水起爆炸反应（产生高温使自己熔成一个银白色的圆球在水面高速移动，并不断释放氢），生成氢氧化钠（碱性溶液），与醇反应生成醇钠。因此通常保存在煤油中。钠可以和大部分元素反应，但是很难和硼、碳、铁和镍反应。钠在高温下可以和硅酸盐反应，侵蚀玻璃和瓷器。

发现

1807年，英国化学家戴维首先用电解熔融的氢氧化钠的方法制得钠并命名。

名称由来

从个只有在19世纪用的英文字Natrium。来源natron，原指种天然碱。此字从西班牙文传法文，然后英文。最开始是在阿拉伯文写为natrūn。希腊文是使用个阿拉伯文变体nitrūn，所以变成nítron（此字是氮的来源）。然后在从希腊文的nítron传到西班牙文。

分布

钠在自然界中以化合物的形式存在。分布很广泛。钠大量的存在于钠长石（NaAlSi₃O₈）、食盐（氯化钠）、智利硝石（硝酸钠）、纯碱（碳酸钠）等矿物中。此外，在海水中以钠离子的形式存在，在海水中含量约为2.7%。钠也是人体肌肉和神经组织中的主要成分之一。

制备

钠的制备方法主要有当斯法（Downs）和卡斯纳法（Castner）。

当斯法

在食盐中加入氯化钙，电解浴加热，温度为500℃，电压6V，通过电解在阴极生成金属钠，在阳极生成氯气。然后经过提纯成型，用液体石蜡进行包装。

化学方程式：

2NaCl → 2Na + Cl₂

卡斯纳法

以氢氧化钠为原料，放入铁质容器，熔化温度320~330℃，以镍为阳极，铁为阴极，在电极之间设置镍网隔膜，电解电压4~4.5V，阴极析出金属钠，并放出氢气。再将制得的金属钠精制，用液体石蜡包装。

化学方程式：

4NaOH → 4Na + H₂ + O₂

同位素

主条目：钠的同位素

已发现的钠的同位素共有15种，包括钠19至钠33，其中只有钠23是稳定的，其他同位素都带有放射性。

用途

钠在很多种重要的工业化工产品的生产中得到广泛应用。钠钾合金可以用作核反应堆的冷却材料，有机合成的还原剂。可用于制造氰化钠、维生素、香料、染料、钠汞齐、四乙基铅、金属钛等，还可用于石油精制等方面。

钠可用在钠蒸气灯中，尤其在内燃机用的致冷阀中作为一种传热剂。

氯化钠（食盐的化学名称）是人体不可缺少的物质，是一种调味剂，被广泛使用，但有研究指出服食太多氯化钠会致癌。

对人体的影响

钠是人体必需的矿物质营养素^{[1] [2]}。体内的钠大多存在于血液及细胞外液，于人体的体液平衡及其他的生理功能都有很大的关联。钠离子(下文中简称钠)是细胞外液中带正电的离子中含量最丰富的，在身体内有助维持渗透压，也协助神经、心脏、肌肉及各种生理功能的正常运作。钠与水在体内的代谢与平衡有相当密切的关系，对血压更有相当的影响。钠是各种体液内常见的离子成分，体内的钠主要经由肾脏制造的尿液排除，但汗水大量流失时，也可排出相当量的钠。体内对钠的调节与对水的调节息息相关，在下视丘可分泌抗利尿激素，作用于肾脏以减少水的排除，进而调控体内水与钠的比例。

含量与分布

人体钠含量为105克，其中骨骼表面占总含量的30%。血钠正常浓度为每升血液含钠3.15-3.4克。^[3]

每日钠流失量约为115毫克，其中23毫克由尿及排泄物排出，46-92毫克经由表皮流失。

吸收与排泄

钠的摄入主要是通过食物，尤其是食盐(NaCl )。成人每日建议摄取量为2.3公克，儿童与少年为1.5-2.2公克^[4]。每日摄入的钠几乎全部都由胃肠道吸收，人体钠吸收率为95-100%。

钠排出的主要途径是肾脏、皮肤及消化道。皮肤对钠的排泄主要是通过汗液的排出，特殊情况下，如大量出汗等，通过皮肤排出的钠则大大增加。少量的钠随粪便排出。 一般情况下肾脏是钠的主要排泄器官。肾脏根据身体钠含量的情况调节尿中排钠量。肾小管过滤的钠有95％经肾小管再吸收：近端肾小管吸收约65％，亨利氏管吸收25％，其余10％在远端肾小管与钾、氢分泌相交换。

生理与生化功能

• 葡萄糖吸收
  • 小肠细胞面对肠腔细胞膜上具有携带蛋白Na+/glucose cotransport，与葡萄糖或半乳糖及钠离子形成一复合体后，将单糖和钠送入细胞内。小肠细胞面对微血管之细胞膜上具有钠泵(sodium pump)，利用ATP将细胞内的钠释入血液，而葡萄糖或半乳糖则经由血液输往肝脏。

• Na Channel
  • 穿过细胞膜上的蛋白质，提供钠离子进出细胞的通道，可维持细胞内外的电位差。

• Na+/H+ exchanger & Cl-/HCO3- exchanger
  • 细胞内外的离子交换，保持电中性。Na+/H+ exchanger 用一个细胞外的质子交换细胞内的钠离子，可调控细胞内的 pH 值、细胞体积及钠离子的进出；目前已发现六种 isoform。Cl-/HCO3- exchanger 则是用一个细胞内的 HCO3- 换一个细胞外的 Cl- 。

• 调节水分平衡
  • 钠离子的浓度与血液体积有正比关系；钠离子浓度太高时，血液及细胞外液也会增加，造成高血压 。人体在心脏、血管及肾都有血压的侦察器。当血压不正常时身体就会开始调节。当身体水分缺乏时，细胞外液溶质浓度增加(高浓度之钠)，因而使血浆渗透压上升，此反应会刺激下视丘渗透压感应器让身体产生口渴的感觉，并同时刺激脑下腺后部产生抗利尿激素 (ADH)。当此激素进入循环系统而流至肾脏时，它会使远端肾小管和集尿管壁对水的通透性增加，并促进水分再吸收以降低血浆渗透压。若细胞外液溶质浓度下降，下视丘(hypothalamus 渗透压感应器则不受刺激，不会产生ADH，较多的水分将随尿液排出体外，得以维持正常电解质浓度。

• 离子平衡之调节
  • 细胞外液钠浓度的调节受到神经和激素的控制。当细胞外液钠浓度低、钾离子浓度增加时，会刺激肾上腺皮质分泌醛固酮(aldosterone )，该激素可以增加远曲小管和集尿管的通透性，使得更多的钠得以再吸收回小管周边微血管中，并排除较多钾离子；随着钠离子的增加，细胞外液体积增加而升高血压。当细胞外钠浓度很高时，肾上腺皮质停止分泌醛固酮，因此有较多的钠得以被排除；当肾上腺无法制造足量的醛固酮时，大量的钠离子排至尿液中，水因渗透压而与钠一起离开体外，因此血量显著下降，如此病人会死于血压过低。

• 协助氯离子再吸收
  • 当钠离子再吸收时，因为它带有正电荷，故会吸引一个阴离子(通常为氯离子)一起通过细胞膜，因此氯离子之再吸收即与钠离子之再吸收平行。

• 动作电位
  • 钠可由细胞膜的钠离子通道进出细胞。在神经系统中，钠及其他离子可造成动作电位 ，用于传递神经讯息。

异常症状

低血钠症

体液中钠的浓度太低即为低血钠症(Hyponatremia)。发生的原因可能是：摄取过多水份、肾脏功能损坏、肝硬化、心脏病、长期腹泻、ADH分泌不正常等。当血液中的钠浓度突降时，严重的症状很快就出现。脑对钠浓度很敏感，所以首先会无精打采及思考迟钝。若情况更严重，接下来会肌肉抽搐、神志不清、昏迷甚至死亡。

轻微的低血钠症可由控制饮食中的液体量(一天少于1L)而治疗。严重的低血钠症很危急，医生可用药物或静脉注射缓慢增加血液中的钠含量。若血液中的钠浓度增加太快，会造成严重且通常为永久的脑部损伤。

高血钠症

血液中钠的浓度太高即为高血钠症(Hypernatremia )，主要由脱水引起。发生的原因可能有：摄取过少水分、腹泻、呕吐、发烧、过度出汗、尿崩症、脑下垂体受损、其他电解质失调、镰型血球病、使用药物等等。高血钠症在老年人当中最普遍。高血钠症最重要的症状起因于脑部官能障碍，严重高血钠症会导致混乱、肌肉痉挛、发作、昏迷、甚至死亡。

高血钠症可由恢复供水治疗。较严重的高血钠症要经由静脉给予稀释液体(含水以及少量仔细调整浓度的钠 )。血液中的钠浓度必须非常缓慢的下降，否则会造成永久的脑部损害。

参见

• 元素
• 元素周期表
• 同位素列表
• 心房利钠肽

• 碱金属

外部链接

• （英文） 洛斯阿拉莫斯国家实验室 —— 钠
• （英文） WebElements.com —— 钠
• （英文） 钴行业网站
• （英文） EnvironmentalChemistry.com —— 钠
• （英文） 核磁共振 —— 钠

注解

1. ^ Gropper SS, Groff JL, et al. （2005）Advanced Nutrition and Human Metabolism, 4th ed., pp. 402-404. Wardswirth, ISBN 0-534-55986-7
2. ^ http://www.shiliao.com.cn/2005/3-11/15350868087.html
3. ^ Institute of Medicine （2005） Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. pp. 269-423. National Academy Press, ISBN 0-309-53049-0
4. ^ Institute of Medicine （2005） Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. pp. 269-463. National Academy Press, ISBN 0-309-53049-0

 

查 • 论 • 编 • 历 碱金属
锂 Li 原子序数: 3 原子量: 6.941 熔点: 453.69 沸点: 1615 电负性: 0.98	|		钠 Na 原子序数: 11 原子量: 22.990 熔点: 370.87 沸点: 1156 电负性: 0.96	|		钾 K 原子序数: 19 原子量: 39.098 熔点: 336.58 沸点: 1032 电负性: 0.82	|		铷 Rb 原子序数: 37 原子量: 85.468 熔点: 312.46 沸点: 961 电负性: 0.82	|		铯 Cs 原子序数: 55 原子量: 132.905 熔点: 301.59 沸点: 944 电负性: 0.79	|		钫 Fr 原子序数: 87 原子量: (223) 熔点: ?295 沸点: ?950 电负性: 0.7

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