Natrij

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Natrij,  11Na
Na (Sodium).jpg
Sodium Spectra.jpg
Spekter natrija
Splošno
Ime, znak natrij, Na
Izgovarjava nátrij
Izgled srebrno belo kovinski
Natrij v periodnem sistemu
Vodik (diatomic nonmetal)
Helij (noble gas)
Litij (alkali metal)
Berilij (alkaline earth metal)
Bor (metalloid)
Ogljik (polyatomic nonmetal)
Dušik (diatomic nonmetal)
Kisik (diatomic nonmetal)
Fluor (diatomic nonmetal)
Neon (noble gas)
Natrij (alkali metal)
Magnezij (alkaline earth metal)
Aluminij (post-transition metal)
Silicij (metalloid)
Fosfor (polyatomic nonmetal)
Žveplo (polyatomic nonmetal)
Klor (diatomic nonmetal)
Argon (noble gas)
Kalij (alkali metal)
Kalcij (alkaline earth metal)
Skandij (transition metal)
Titan (transition metal)
Vanadij (transition metal)
Krom (transition metal)
Mangan (transition metal)
Železo (transition metal)
Kobalt (transition metal)
Nikelj (transition metal)
Baker (transition metal)
Cink (transition metal)
Galij (post-transition metal)
Germanij (metalloid)
Arzen (metalloid)
Selen (polyatomic nonmetal)
Brom (diatomic nonmetal)
Kripton (noble gas)
Rubidij (alkali metal)
Stroncij (alkaline earth metal)
Itrij (transition metal)
Cirkonij (transition metal)
Niobij (transition metal)
Molibden (transition metal)
Tehnicij (transition metal)
Rutenij (transition metal)
Rodij (transition metal)
Paladij (transition metal)
Srebro (transition metal)
Kadmij (transition metal)
Indij (post-transition metal)
Kositer (post-transition metal)
Antimon (metalloid)
Telur (metalloid)
Jod (diatomic nonmetal)
Ksenon (noble gas)
Cezij (alkali metal)
Barij (alkaline earth metal)
Lantan (lanthanide)
Cerij (lanthanide)
Prazeodim (lanthanide)
Neodim (lanthanide)
Prometij (lanthanide)
Samarij (lanthanide)
Evropij (lanthanide)
Gadolinij (lanthanide)
Terbij (lanthanide)
Disprozij (lanthanide)
Holmij (lanthanide)
Erbij (lanthanide)
Tulij (lanthanide)
Iterbij (lanthanide)
Lutecij (lanthanide)
Hafnij (transition metal)
Tantal (transition metal)
Volfram (transition metal)
Renij (transition metal)
Osmij (transition metal)
Iridij (transition metal)
Platina (transition metal)
Zlato (transition metal)
Živo srebro (transition metal)
Talij (post-transition metal)
Svinec (post-transition metal)
Bizmut (post-transition metal)
Polonij (post-transition metal)
Astat (metalloid)
Radon (noble gas)
Francij (alkali metal)
Radij (alkaline earth metal)
Aktinij (actinide)
Torij (actinide)
Protaktinij (actinide)
Uran (actinide)
Neptunij (actinide)
Plutonij (actinide)
Americij (actinide)
Kirij (actinide)
Berkelij (actinide)
Kalifornij (actinide)
Ajnštajnij (actinide)
Fermij (actinide)
Mendelevij (actinide)
Nobelij (actinide)
Lavrencij (actinide)
Raderfordij (transition metal)
Dubnij (transition metal)
Seaborgij (transition metal)
Borij (transition metal)
Hasij (transition metal)
Majtenrij (unknown chemical properties)
Darmštatij (unknown chemical properties)
Rengenij (unknown chemical properties)
Kopernicij (transition metal)
Ununtrij (unknown chemical properties)
Flerovij (post-transition metal)
Ununpentij (unknown chemical properties)
Livermorij (unknown chemical properties)
Ununseptij (unknown chemical properties)
Ununoctij (unknown chemical properties)
Li

Na

K
neonnatrijmagnezij
Vrstno število 11
Standardna atomska teža (±) (Ar) 22.98976928(2)[1]
Kategorija elementa   alkalijska kovina
Skupina, blok skupina 1 (alkalijske kovine), s-blok
Perioda perioda 3
Razporeditev elektronov [Ne] 3s1
po lupini 2, 8, 1
Fizikalne lastnosti
Faza snovi trdnina
Tališče 97,794 °C ​(370,944 K, ​208,029 °F)
Vrelišče 882,940 °C ​(1156,090 K, ​1621,292 °F)
Gostota blizu s.t. 0,968 g/cm3
v tekočem stanju, pri TT 0,927 g/cm3
Kritična točka 2573 K, 35 MPa (ekstrapoliran)
Talilna toplota 2,60 kJ/mol
Izparilna toplota 97,42 kJ/mol
Toplotna kapaciteta 28,230 J/(mol·K)
Parni tlak
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
pri T (°C) 281 344 424 529 673 880
Lastnosti atoma
Oksidacijska stanja +1, −1 ​(močno bazični oksid)
Elektronegativnost Paulingova lestvica: 0,93
Ionizacija 1.: 495,8 kJ/mol
2.: 4562 kJ/mol
3.: 6910,3 kJ/mol
(več)
Atomski polmer empirično: 186 pm
Kovalentni polmer 166±9 pm
Van der Waalsov polmer 227 pm
Razno
Kristalna struktura telesno centrirana kubična (tck)
Body-centered cubic kristalna struktura za natrij
Hitrost zvoka ozka palica 3200 m/s (pri 20 °C)
Toplotno raztezanje 71 µm/(m·K) (pri 25 °C)
Toplotna prevodnost 142 W/(m·K)
Električni upor 47,7 nΩ·m (pri 20 °C)
Magnetna ureditev paramagnetik[2]
Youngov modul 10 GPa
Strižni modul 3,3 GPa
Stisljivostni modul 6,3 GPa
Mohsova trdota 0,5
Trdota po Brinellu 0,69 MPa
Številka CAS 7440-23-5
Zgodovina
Odkritje in prva izolacija Humphry Davy (1807)
Najstabilnejši izotopi
Glavni članek: Izotopi natrija
izo NA Razpol. doba DM DE (MeV) DP
22Na sled 2,602 let β+γ 0,5454 22Ne*
1,27453(2)[3] 22Ne
ε→γ 22Ne*
1,27453(2) 22Ne
β+ 1,8200 22Ne
23Na 100% 23Na je stabilen z 12 nevtroni
* = vzbujeno stanje

Natrij (latinsko natrium) je kemični element, ki ima simbol Na in atomsko število 11. Natrij je mehka, voskasta, srebrna reaktivna kovina, ki spada v skupino alkalijskih kovin in ga je v izobilju v naravnih spojinah (posebno halitih). Je izjemno reaktiven in gori z rumenim plamenom, na zraku oksidira in burno reagira z vodo, zaradi česar ga je treba hraniti v nafti. Ima samo en stabilen izotop, 23Na. Elementarni natrij se ne pojavlja samostojno na Zemlji, saj hitro oksidira v zrak in burno odreagira pri stiku z vodo. Natrijev ion je topljiv v vodi in se nahaja v večini oceanov in stoječih voda. V slednjih se natrijevemu ionu kot protiutež pojavlja klorov ion, kar pomeni, da, ko voda izhlapi ostane v večini natrijev klorid, ki ga poznamo tudi kot kuhinjsko sol. Natrijev ion je sestavni del mnogih mineralov. Natrij je bistveni element tako za živalsko in človeško življenje, kot tudi za nekatere rastlinske vrste.

Značilnosti[uredi | uredi kodo]

Pri sobni temperaturi je natrijeva kovina dovolj mehka, da jo lahko režemo z nožem. Če ga izpostavimo zraku bo svetel srebrnkat sijaj kovine začel temneti. Gostota alkalnih kovin navadno narašča z atomskim številom, vendar ima natrij večjo gostoto kot kalij. Natrij je precej dober prevodnik toplote.

Kemijske lastnosti[uredi | uredi kodo]

Natrij z vodo reagira eksotermično: koščki natrija v velikosti graha bodo poskakovali po površini vode, dokler jih ta ne uniči, medtem ko bi večji kosi eksplodirali. Pri reakciji z vodo se proizvede zelo jedek Natrijev hidroksid in zelo vnetljiv vodikov plin

Kemijske spojine[uredi | uredi kodo]

Natrijeve spojine so zelo pomembne za kemijsko, steklarsko, kovinarsko, papirno, naftno, tekstilno in kozmetično industrijo. Trda mila so navadno sestavljena iz natrijeve soli katere od maščobnih kislin. V industrji so najbolj pomembne naslednje natrijeve spojine: kuhinjska sol (NaCl),Natrijev hidroksid (NaOH), natrijev karbonat ali natrijeva sol (Na2HCO3), soda bikarbona (NaHCO3), natrijev nitrat (NaNO3), natrijev heksafluoro aluminat = kriolit (Na3AlF6) in boraks (Na2B4O7·10H2O). Natrij navadno tvori v vodi topne spojine kot so sulfati, nitrati, halidi, karboksilati in karbonati. Obstajajo le posamezni primeri natrijevih spojin, ki precipitacirajo iz vodnih raztopin. V naravi pa obstaja veliko primerov netopnih natrijevih spojin kot na primer glinenci.

Spektroskopija[uredi | uredi kodo]

Na-D-sodium D-lines-589nm.jpg

Ko natrij ali natrijeve spojine pridejo v stik s ognjem, postane plamen živo rumene barve.

Izotopi[uredi | uredi kodo]

Poznamo trinajst natrijevih izotopov. Edini stabilen izmed njih je izotop 23Na. Natrij ima tudi dva radioaktivna kozmogena izotopa, ki imata med Na izotopi najdaljšo razpolovno dobo (razločitev), 23Na ima razpolovno dobo 2,6 leti, 24Na pa 15 ur. Izpostavljanje akutnemu nevtronskemu sevanju (npr. jedrske nesreče) povzroči pretvorbo nekaterih stabilnih 23Na izotopov v 24Na izotope v človeški krvni plazmi. Z merjenjem koncentracije tega izotopa lahko ugotovimo količino sevanja pri žrtvi.

Zgodovina[uredi | uredi kodo]

Sol je pomemben proizvod v človeških dejavnostih, kar dokazuje angleška beseda salary (plača, plačilo), ki se nanaša na oblate soli t.i. salarium, ki so jih rimski vojaki včasih dobili skupaj z ostalim plačilom. V srednjeveški Evropi je bil Natrij uporabljan kot zdravilo za glavobol. Natrijevo kemijsko kratico Na je prvi objavil Jöns Jakob Berzelius v svojem sistemu atomskih simbolov in je okrajšava latinskega imena Natron, ki pomeni naravne mineralne snovi, katerih glavna sestavina je hidriran natrijev karbonat. Hidriran natrijev karbonat je imela v zgodovini pomembno vlogo v industriji in gospodinjstvu, kasneje pa so ga zamenjali pecilni prašek, soda bikarbona in druge natrijeve spojine. Čeprav je bil Natrij že dolgo poznan v spojinah, ga je šele leta 1807 z elektrolizo v kavstično sodo ali lug (Natrijev hidroksid) izoliral sir Humphrey Davy.

Nastanek[uredi | uredi kodo]

Stabilne oblike Natrija nastanejo v velikih (več kot 3 sončne mase) zvezdah s spojitvijo 2 ogljikovih atomov. Za to je potrebna temperatura več kot 600 mio stopinj celzija.

Nahajališče[uredi | uredi kodo]

Zaradi visoke reaktivnosti Natrij v naravi najdemo le kot spojino. Natrij predstavlja približno 2,6 % mase Zemljine skorje in je šesti najpogostejši element na Zemlji, ter najpogostejša alkalijska kovina. Natrij najdemo v mnogih mineralnih soleh, od katerih je napogostejša navadna sol (Natrijev klorid), ki je v velikih količinah raztopljena v morski vodi, kot tudi v trdnih nahajališčih (haliti). Natrij je obilno prisoten tudi v zvezdah, njegova D spektralna linija je med najbolj vidnimi v zvezdni svetlobi.

Komercialna proizvodnja[uredi | uredi kodo]

Natrij je prvič komercialno proizveden leta 1855 s toplotno redukcijo natrijevega karbonata pri 1100 stopinjah celzija, kar poznamo kot Devillov postopek. Postopek, ki temelji na redukciji natrijevega hidroksida, so razvili leta 1886. Natrij se danes pridobiva z elektrolizo tekočega natrijevega klorida po patentiranem postopku iz leta 1924.

Pomen natrija v telesu[uredi | uredi kodo]

Zmanjševanje količine natrija v ledvicah ljudje občutimo kot padanje krvnega pritiska (vrtoglavica, glavobol, zaspanost), posledično se začne izločati renin hormon, ki deluje na več načinov, posredno tudi povzroča nastajanje hormona aldosterona, ki zmanjšuje izločanje natrija v urinu. Ko v telo ponovno pride dovolj natrija (vnos s hrano, pijačo - izotonični napitki), se s tem koncentracija natrija v telesu ponovno poveča - dvigne se tudi krvni pritisk. Telo začne ponovno zadrževati vodo, kar pripomore k obnovi telesne tekočine. Pri dolgotrajnih težjih fizičnih naporih nam lahko začne primanjkovati soli, kar lahko privede do mišičnih krčev.

Natrijevi kationi imajo pomembno vlogo za nevronske funkcije (možgani in živčevje) in pri vplivanju na osmotsko ravnotežje medcelične tekočine. Dovajanje soli v telo je ključnega pomena za pravilen potek kemijskih reakcij v telesu. Volumen zunaj celične tekočine je običajno 15 litrov na 70 kg človeške mase (90 % celotne telesne tekočine vsebuje 50 gramov natrija).

Sklici[uredi | uredi kodo]

  1. ^ Standard Atomic Weights 2013. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights
  2. ^ Magnetic susceptibility of the elements and inorganic compounds, in Lide, D. R., ur. (2005). CRC Handbook of Chemistry and Physics (86th izd.). Boca Raton (FL): CRC Press. ISBN 0-8493-0486-5. 
  3. ^ Endt, P. M. (1990). "Energy levels of A = 21–44 nuclei (VII)". Nuclear Physics A 521: 1–400. Bibcode:1990NuPhA.521....1E. doi:10.1016/0375-9474(90)90598-G. 

Zunanje povezave[uredi | uredi kodo]