TOP > ナトリウム
| ネオン - ナトリウム - マグネシウム | ||||||
| Li Na K |
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| 一般特性 | ||||||
| 名称, 記号, 番号 | ナトリウム, Na, 11 | |||||
| 分類 | アルカリ金属 | |||||
| 族, 周期, ブロック | 1 (IVB), 3 , s | |||||
| 密度, 硬度 | 968 kg·m−3, 0.5 | |||||
| 単体の色 | 銀白色 120px |
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| 原子特性 | ||||||
| 原子量 | 22.98976928(2) u | |||||
| 原子半径 (計測値) | 180 (190) pm | |||||
| 共有結合半径 | 154 pm | |||||
| VDW半径 | 227 pm | |||||
| 電子配置 | |
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| 電子殻 | 2, 8, 1 | |||||
| 酸化数(酸化物) | 1(強塩基性酸化物) | |||||
| 結晶構造 | 体心立方構造 | |||||
| 物理特性 | ||||||
| 相 | 固体 (常磁性) | |||||
| 融点 | 370.87 K (97.72 ℃, 207.9 °F) |
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| 沸点 | 1156 K (883 ℃, 1621 °F) |
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| モル体積 | 23.78 ×10-3 m3/mol-1 | |||||
| 気化熱 | 96.96 kJ·mol−1 | |||||
| 融解熱 | 2.598 kJ·mol−1 | |||||
| 蒸気圧 | 1.43×10-5 Pa (1156 K) | |||||
| 音の伝わる速さ | 3200 m/s (293.15 K) | |||||
| その他 | ||||||
| クラーク数 | 2.63 % | |||||
| 電気陰性度 | 0.93 (ポーリング) | |||||
| 比熱容量 | 1230 J·kg−1·K−1 | |||||
| 導電率 | 21 × 106 /m·Ω | |||||
| 熱伝導率 | 141 W·m−1·K−1 | |||||
| イオン化エネルギー | 第1: 495.8 kJ·mol−1 | |||||
| 第2: 4562 kJ·mol−1 | ||||||
| 第3: 6910.3 kJ·mol−1 | ||||||
| (比較的)安定同位体 | ||||||
| 同位体 | NA | 半減期 | DM | DE/MeV | DP | |
| 22Na | {syn.} | 2.602 年 | ε | 2.842 | 22Ne | |
| 23Na | 100% | 中性子12個で安定 | > | |||
| 注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。 | ||||||
ナトリウム(、、)は原子番号11の元素。元素記号はNa。アルカリ金属の一つで、典型元素である。医薬学や栄養学などの分野では英語のソジウム(ソディウム)で呼ばれることもある。
歴史
1807年、ハンフリー・デービーが水酸化ナトリウム(苛性ソーダ)を電気分解することにより発見した。ナトリウムという名称は天然炭酸ソーダを意味するギリシャ語の 、あるいはラテン語の natronに由来するといわれる。
単体
性質
常温、常圧での結晶構造は、BCC構造(体心立方構造)。融点は 98で、沸点は833(他に 883、881という実験値あり)。比重は0.97で、わずかに水より軽い。
非常に反応性の高い金属で、酸、塩基に侵され、水と激しく反応する。さらに空気中で容易に酸化されるため、保存する時は灯油に浸ける。後述化学反応に示すようにアルコール等のプロトン溶媒とも反応するがエーテルや灯油とは反応しないため、灯油等を保存液体として使用する。イオン化する時は一価の陽イオンになりやすい。炎色反応で黄色を呈する。
200GPa(約200万気圧)の高圧下では、結晶構造が変化し、金属光沢を失い透明になる。
生産
水酸化物や塩化物を融解塩電解することによって単体を得られる。カストナー法(原料 NaOH)、ダウンズ法(原料 NaCl)が知られる。2006年まで、新潟県に立地する日本曹達二本木工場が、国内で唯一工業的規模の金属ナトリウム製造を行っていたが、現在は操業を停止している。
用途
熱伝導率がよく、高温でも液体で存在するため、単体としては高速増殖炉の冷却材として用いられる。高性能自動車エンジンの排気バルブのステム内部に封入し熱伝導を向上させる用途にも使われる。そのほかに、負極にナトリウム、正極に硫黄を使った、NaS電池がある。これは大型の非常用電源や、風力発電のエネルギー貯蔵に利用される。ナトリウムからの発光はナトリウムランプに使われている。
生体にとっては重要な電解質のひとつであり、ヒトではその大部分が細胞外液に分布している。神経細胞や心筋細胞などの電気的興奮性細胞の興奮には、細胞内外のナトリウムイオン濃度差が不可欠である。細胞外濃度は 135–145mmol/l程度に保たれており、細胞外液の陽イオンの大半を占める。そのため、ナトリウムイオンの過剰摂取は濃度維持のための水分貯留により、高血圧の大きな原因となる。
主な化学反応
- Na + H2O → NaOH + 1/2 H2
- Na + ROH → RONa + 1/2 H2 (アルコール:R = アルキル基、フェノール類:R = 芳香族置換基)
- Na + RCOOH → RCOONa + 1/2 H2
- ハロゲンの単体と結合(反応)して、塩になる。
- Na + 1/2 Cl2 → NaCl
化合物
記事カテゴリ も参照。
オキソ酸の塩
- 炭酸水素ナトリウム(重曹) NaHCO3
- 炭酸ナトリウム(炭酸ソーダ) Na2CO3
- 過炭酸ナトリウム Na2CO4
- 亜二チオン酸ナトリウム(亜ジチオン酸ナトリウム、ナトリウムハイドロサルファイト) Na2S2O4
- 亜硫酸ナトリウム Na2SO3
- 亜硫酸水素ナトリウム NaHSO3
- 硫酸ナトリウム(芒硝) Na2SO4
- チオ硫酸ナトリウム(ハイポ) Na2S2O3
- 亜硝酸ナトリウム NaNO2
- 硝酸ナトリウム NaNO3
ハロゲン化物
- フッ化ナトリウム NaF
- 臭化ナトリウム NaBr
- ヨウ化ナトリウム NaI
酸化物・水酸化物
- 酸化ナトリウム Na2O
- 過酸化ナトリウム Na2O2
- 水酸化ナトリウム(苛性ソーダ) NaOH
その他の無機塩
- 水素化ナトリウム NaH
- 硫化ナトリウム Na2S
- 硫化水素ナトリウム(水硫化ナトリウム) NaHS
- 珪酸ナトリウム Na2SiO3
- リン酸三ナトリウム Na3PO4
- ホウ酸ナトリウム Na3BO3
- 水素化ホウ素ナトリウム NaBH4
- シアン化ナトリウム(青酸ナトリウム) NaCN
- シアン酸ナトリウム NaOCN
- テトラクロロ金酸ナトリウム Na[AuCl4]
有機酸塩
- 酢酸ナトリウム CH3COONa
同位体
外部リンク
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