Natri

Natri
Neon ← Natri → Magiê Li       11 Na                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Na ↓ K Bảng tiêu chuẩn
Hình dạng
Ánh kim trắng bạc Kim loại Natri được phủ một lớp parafin Quang phổ vạch của Natri
Tính chất chung
Tên, Ký hiệu, Số	Natri, Na, 11
Phiên âm	/ˈsoʊdiəm/ SOH-dee-əm
Phân loại	Kim loại kiềm
Nhóm, Chu kỳ, Phân lớp	1, 3, s
Khối lượng nguyên tử	22,98976928(2)
Cấu hình electron	[Ne] 3s1
Số electron trên vỏ điện tử	2,8,1
Tính chất vật lý
Màu	Ánh kim trắng bạc
Trạng thái vật chất	Chất rắn
Mật độ gần nhiệt độ phòng	0,968 g·cm−3
Mật độ ở thể lỏng khi đạt nhiệt độ nóng chảy	0,927 g·cm−3
Nhiệt độ nóng chảy	370,87 K, 97,72 °C, 207,9 °F
Nhiệt độ sôi	1156 K, 883 °C, 1621 °F
Điểm tới hạn	(Ngoại suy) 2573 K, 35 MPa
Nhiệt lượng nóng chảy	2,60 kJ·mol−1
Nhiệt lượng bay hơi	97,42 kJ·mol−1
Nhiệt dung	28,230 J·mol−1·K−1
Áp suất hơi P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ở T (K) 554 617 697 802 946 1153
Tính chất nguyên tử
Trạng thái ôxi hóa	+1, 0, -1 (Bazơ mạnh)
Độ âm điện	0,93 (thang Pauling)
Năng lượng ion hóa	Thứ nhất: 495,8 kJ·mol−1 Thứ hai: 4562 kJ·mol−1 Thứ ba: 6910,3 kJ·mol−1
Bán kính cộng hoá trị	186 pm
Độ dài liên kết cộng hóa trị	166±9 pm
Bán kính van der Waals	227 pm
Thông tin khác
Cấu trúc tinh thể	Lập phương tâm khối
Trạng thái trật tự từ	Thuận từ
Điện trở suất (20 °C)	47,7 n Ω·m
Độ dẫn nhiệt	142 W·m−1·K−1
Độ giãn nở nhiệt (25 °C)	71 µm·m−1·K−1
Tốc độ truyền âm thanh (thanh mỏng; 20 °C)	3200 m·s−1
Mô đun Young	10 GPa
Mô đun cắt	3,3 GPa
Mô đun nén	6,3 GPa
Độ cứng theo thang Mohs	0,5
Độ cứng theo thang Brinell	0,69 MPa
Số đăng ký CAS	7440-23-5
Đồng vị ổn định nhất
Bài chính: Đồng vị của Natri
iso NA Chu kỳ bán rã DM DE (MeV) DP 22Na Tổng hợp 2.602 năm β+→γ 0.5454 22Ne* 1.27453(2) 22Ne ε→γ - 22Ne* 1.27453(2) 22Ne β+ 1.8200 22Ne 23Na 100% 23Na ổn định với 12 nơtron

Natri (từ tiếng Latinh: natrium; có thể viết là nátri) là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Na và số nguyên tử bằng 11. Natri là kim loại mềm, màu trắng bạc, hoạt động mạnh, và thuộc nhóm kim loại kiềm; nó chỉ có một đồng vị bền là ²³Na. Kim loại nguyên chất không có mặt trong tư nhiên nhưng để có được dạng này phải điều chế từ các hợp chất của nó; natri được Humphry Davy cô lập đầu tiên năm 1807 bằng cách điện phân natri hyđrôxít. Natri là nguyên tố phổ biến nhất thứ 6 trong vỏ Trái Đất, và có mặt trong nhiều loại khoáng vật như felspat, sodalit và đá muối. Nhiều loại muối natri là những hợp chất hòa tan mạnh trong nước, và natri của chúng bị rò rỉ do hoạt động của nước nên clo và natri là các nguyên tố hòa tan phổ biến nhất theo khối lượng trong các vùng biển trên Trái Đất.

Nhiều hợp chất natri được sử dụng rộng rãi như natri hydroxide để làm xà phòng, và natri clorua dùng làm chất tan băng và là một chất dinh dưỡng (muối ăn). Natri là một nguyên tố thiết yếu cho tất cả động vật và một số thực vật. Ở động vật, các ion natri được dùng làm chất đối nghịch với các ion kali để tạo thàng các điện tích trên các màng tế bào, cho phép truyền các xung thần kinh khi điện tích bị mất đi. Nhu cầu thiết yếu của natri đối với động vật làm cho nó được phân loại là một khoáng vô cơ trong khẩu phần ăn.

Thuộc tính

Giống như các kim loại kiềm khác, natri là một kim loại mềm, nhẹ, màu trắng bạc, là nguyên tố có phản ứng hóa học mạnh nên không thể tìm thấy ở dạng tự do trong thiên nhiên. Natri nổi trong nước và có phản ứng mãnh liệt với nước, tạo ra hiđrô và các ion hiđrôxít. Nếu được chế thành dạng bột đủ mịn, natri sẽ tự bốc cháy trong nước. Tuy nhiên, nó thông thường không bốc cháy trong không khí có nhiệt độ dưới 388 K (khoảng 115 °C). Ngọn lửa của các hợp chất chứa natri có màu vàng.

Lịch sử

Natri đã được biết đến trong các hợp chất, nhưng đã không được cô lập cho đến tận năm 1807 khi Humphry Davy điều chế ra nó bằng cách điện phân xút ăn da. Ở châu Âu thời Trung cổ các hợp chất của natri với tên Latinh sodanum đã được sử dụng như là thuốc chữa đau đầu. Ký hiệu của natri, Na, có nguồn gốc từ tên Latinh kiểu mới của hợp chất phổ biến nhất của nó có tên gọi natrium, có nguồn gốc từ nítron trong tiếng Hy Lạp, một dạng của muối tự nhiên.

Ứng dụng

Natri trong dạng kim loại của nó là thành phần quan trọng trong sản xuất este và các hợp chất hữu cơ. Kim loại kiềm này là thành phần của clorua natri (NaCl)(muối ăn) là một chất quan trọng cho sự sống. Các ứng dụng khác còn có:

• Trong một số hợp kim để cải thiện cấu trúc của chúng.
• Trong xà phòng (trong hợp chất với các axít béo).
• Để làm trơn bề mặt kim loại.
• Để làm tinh khiết kim loại nóng chảy.
• Trong các đèn hơi natri, một thiết bị cung cấp ánh sáng từ điện năng có hiệu quả.
• Như là một chất lỏng dẫn nhiệt trong một số loại lò phản ứng nguyên tử.

Sự phổ biến

Natri là nguyên tố tương đối phổ biến trong các ngôi sao và quang phổ vạch D của nguyên tố này là nằm trong số các vạch rõ nhất từ ánh sáng của các sao. Natri chiếm khoảng 2,6% theo khối lượng của vỏ Trái Đất, làm nó trở thành nguyên tố phổ biến thứ tám nói chung và là kim loại kiềm phổ biến nhất. Nó được sản xuất thương mại bằng cách điện phân của clorua natri nóng chảy. Phương pháp này rẻ tiền hơn so với phương pháp cũ là điện phân xút ăn da nóng chảy Natri hiđroxit. Natri kim loại có giá khoảng 15 đến 20 xent Mỹ trên một pao (0,30 USD/kg đến 0,45 USD/kg) năm 1997 nhưng loại dùng trong các phản ứng hóa học (ACS) của natri có giá khoảng 35 USD trên pao (75 USD/kg) vào năm 1990. Nó là kim loại rẻ tiền nhất tính theo khối lượng.

Hợp chất

Clorua natri, được biết đến nhiều hơn như muối ăn, là hợp chất phổ biến nhất của natri, nhưng natri còn có mặt trong nhiều khoáng chất, chẳng hạn amphibôn, cryôlit, muối mỏ, diêm tiêu, zêôlit, v.v. Các hợp chất của natri rất quan trọng trong các công nghiệp hóa chất, thủy tinh, luyện kim, sản xuất giấy, dầu mỏ, xà phòng và dệt may. Nói chung xà phòng là muối của natri với các axít béo.

Các hợp chất quan trọng nhất đối với công nghiệp là muối (NaCl), sôđa khan (Na₂CO₃), bột nở (NaHCO₃), xút ăn da (NaOH), diêm tiêu Chile (NaNO₃), đi- và tri-natri phốtphat, thiôsulfat natri (hypô, Na₂S₂O₃·5H₂O), và borax (Na₂B₄O₇·10H₂O).

Đồng vị

Có 13 đồng vị của natri đã được biết đến. Đồng vị ổn định duy nhất là ²³Na. Natri có hai đồng vị phóng xạ nguồn gốc vũ trụ là (²²Na, chu kỳ bán rã = 2,605 năm; ²⁴Na, chu kỳ bán rã ≈ 15 giờ).

Cảnh báo

Dạng bột của natri là chất nổ mạnh trong nước và là chất độc có khả năng liên kết và rời liên kết với nhiều nguyên tố khác. Làm việc hay tiếp xúc với natri phải cực kỳ cẩn thận trong mọi lúc, mọi nơi. Natri phải được bảo quản trong khí trơ hay dưới các lớp dầu mỏ.

Sinh lý học và ion Na

Các ion natri đóng vai trò khác nhau trong nhiều quá trình sinh lý học. Ví dụ, các tế bào dễ bị kích thích dựa vào sự tiếp nhận ion Na⁺ để sinh ra sự phân cực. Một ví dụ của nó là biến đổi tín hiệu trong hệ thần kinh trung ương.

Tham khảo

• Los Alamos National Laboratory – Sodium

Liên kết ngoài

• WebElements.com – Sodium
• EnvironmentalChemistry.com – Sodium
• The Wooden Periodic Table Table's Entry on Sodium