元素周期表系列：第11号元素——钠元素
严浩
博士科普元素团队
钠是所有碱金属味道最好的元素1。氯化钠（食盐）具有咸味，相比之下它的替代调味品氯化钾还有一点苦涩的金属味，而氯化铷与氯化铯的金属味更浓，咸味更淡。食用氯化锂会产生灼烧般的感觉紧接着是油腻的金属回味。至于钫呢？想冒死尝一口真的很难，那家伙的同位素都具有放射性，半衰期最长不过22分钟2。
钠是什么样一种元素呢？
博科小答：钠元素在元素周期表中排在第11位，它的原子核中含有11个质子，属于碱金属元素。在化合物中，钠元素的化合价是+1。钠元素稳定的同位素只有23Na 3。钠离子化合物灼烧时会发出明亮的黄光，通过该焰色反应可以检验钠元素的存在。
图一：钠的焰色反应
钠元素名字的由来
钠的英文名字Sodium来自发现它时采用的电解原材料 ——梳打粉(Soda)。而其拉丁文名Natrium比较特殊，是一个只有在19世纪用的英文单词Natrium。来源natron，原指种天然碱4。它的中文名钠是根据拉丁文创造出来的形声字。
无处不在的钠元素
钠是地球上第七丰富的元素，分布于大地和海洋。在陆地上，钠大量存在于各类矿物中，如食盐（NaCl）、钠长石(NaAlSi3O8)与纯碱(Na2CO3) 4。在海洋中，钠以离子的形态存在，让海水有咸味。钠还是生命体中不可缺少的元素，也是餐桌上必备的原料、调味料。除食盐外，提味用的味精（谷氨酸钠）、发面用的苏打（碳酸钠）、饮料苏打水（碳酸氢钠水溶液）均含有钠元素。
金属钠
尽管钠的储量丰富，单质形态的金属钠在自然界中是不存在的。金属钠是是一种质地软，银白色的金属。它的化学性质极为活泼，它不仅容易被空气中的氧气氧化，而且遇水就会发生强烈的化学反应，生成氢氧化钠与氢气，由于反应释放的高温与气体，低熔点的金属钠会熔化成球状在水面高速移动。为了防止与空气中的成分发生反应，金属钠在贮存时必须放在煤油等物质中。由于金属钠过于活泼，直到1807年，英国化学家戴维通过电解熔融氢氧化钠，才第一次制备出金属钠 3。
别看金属钠在空气中难以保存，但它在工业中有着广泛的用途。由于金属钠及其合金熔点低，传热能力强，因此可作为核反应堆的传热介质。在石油工业中，金属钠是良好的除硫材料，这使得石油容易贮存，并且提高催化裂解效率5。
钠元素与生命
生命在海洋中演化了数十亿年，早已习惯了含有钠离子的环境。虽然钠元素几乎不直接参与生命活动中的化学反应，但是它的存在对于生命活动非常重要。
在细胞层面，钠离子是不能随意穿透细胞膜的，而细胞通过离子通道对钠的吸收与排除可以调控细胞内的渗透压与pH值，使生命活动能够正常进行。在植物细胞中，钠帮助新陈代谢活动。在神经细胞中，钠和钾离子保证了神经信号的传导。
钠元素与健康
对于整个人体而言，适量的钠对保证血压血量、维持酸碱与渗透压的平衡、保证正常的肌肉以及神经活动至关重要。钠在人体内处在一个动态平衡的状态：通过饮食摄入，并且不可避免地随排汗、排尿过程排出体外。在正常情况下，成年人每天建议摄入2200mg的钠3。由于钠会随汗液排出，在大量出汗的情况下应及时补充钠元素。然而，过多的钠也会对身体造成危害，会造成高血压等健康问题。
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参考文献
1 [美] Theodore Gray. 视觉之旅：神奇的化学元素(彩色典藏版). 人民邮电出版社. Kindle Edition
2 百度百科 钫
3 Wikipedia Sodium
4 维基百科 钠
5《化学元素的故事》编写组编著. 化学元素的故事. 中国出版集团 世界图书出版广东有限公司
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