ナトリウム

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ネオン ナトリウム マグネシウム
Li

Na

K
Element 1: 水素 (H), 非金属
Element 2: ヘリウム (He), 希ガス
Element 3: リチウム (Li), アルカリ金属
Element 4: ベリリウム (Be), 卑金属
Element 5: ホウ素 (B), 金属
Element 6: 炭素 (C), 非金属
Element 7: 窒素 (N), 非金属
Element 8: 酸素 (O), 非金属
Element 9: フッ素 (F), ハロゲン
Element 10: ネオン (Ne), 希ガス
Element 11: ナトリウム (Na), アルカリ金属
Element 12: マグネシウム (Mg), 卑金属
Element 13: アルミニウム (Al), 卑金属
Element 14: ケイ素 (Si), 金属
Element 15: リン (P), 非金属
Element 16: 硫黄 (S), 非金属
Element 17: 塩素 (Cl), ハロゲン
Element 18: アルゴン (Ar), 希ガス
Element 19: カリウム (K), アルカリ金属
Element 20: カルシウム (Ca), アルカリ土類金属
Element 21: スカンジウム (Sc), 遷移金属
Element 22: チタン (Ti), 遷移金属
Element 23: バナジウム (V), 遷移金属
Element 24: クロム (Cr), 遷移金属
Element 25: マンガン (Mn), 遷移金属
Element 26: 鉄 (Fe), 遷移金属
Element 27: コバルト (Co), 遷移金属
Element 28: ニッケル (Ni), 遷移金属
Element 29: 銅 (Cu), 遷移金属
Element 30: 亜鉛 (Zn), 卑金属
Element 31: ガリウム (Ga), 卑金属
Element 32: ゲルマニウム (Ge), 金属
Element 33: ヒ素 (As), 金属
Element 34: セレン (Se), 非金属
Element 35: 臭素 (Br), ハロゲン
Element 36: クリプトン (Kr), 希ガス
Element 37: ルビジウム (Rb), アルカリ金属
Element 38: ストロンチウム (Sr), アルカリ土類金属
Element 39: イットリウム (Y), 遷移金属
Element 40: ジルコニウム (Zr), 遷移金属
Element 41: ニオブ (Nb), 遷移金属
Element 42: モリブデン (Mo), 遷移金属
Element 43: テクネチウム (Tc), 遷移金属
Element 44: ルテニウム (Ru), 遷移金属
Element 45: ロジウム (Rh), 遷移金属
Element 46: パラジウム (Pd), 遷移金属
Element 47: 銀 (Ag), 遷移金属
Element 48: カドミウム (Cd), 卑金属
Element 49: インジウム (In), 卑金属
Element 50: スズ (Sn), 卑金属
Element 51: アンチモン (Sb), 金属
Element 52: テルル (Te), 金属
Element 53: ヨウ素 (I), ハロゲン
Element 54: キセノン (Xe), 希ガス
Element 55: セシウム (Cs), アルカリ金属
Element 56: バリウム (Ba), アルカリ土類金属
Element 57: ランタン (La), ランタノイド
Element 58: セリウム (Ce), ランタノイド
Element 59: プラセオジム (Pr), ランタノイド
Element 60: ネオジム (Nd), ランタノイド
Element 61: プロメチウム (Pm), ランタノイド
Element 62: サマリウム (Sm), ランタノイド
Element 63: ユウロピウム (Eu), ランタノイド
Element 64: ガドリニウム (Gd), ランタノイド
Element 65: テルビウム (Tb), ランタノイド
Element 66: ジスプロシウム (Dy), ランタノイド
Element 67: ホルミウム (Ho), ランタノイド
Element 68: エルビウム (Er), ランタノイド
Element 69: ツリウム (Tm), ランタノイド
Element 70: イッテルビウム (Yb), ランタノイド
Element 71: ルテチウム (Lu), ランタノイド
Element 72: ハフニウム (Hf), 遷移金属
Element 73: タンタル (Ta), 遷移金属
Element 74: タングステン (W), 遷移金属
Element 75: レニウム (Re), 遷移金属
Element 76: オスミウム (Os), 遷移金属
Element 77: イリジウム (Ir), 遷移金属
Element 78: 白金 (Pt), 遷移金属
Element 79: 金 (Au), 遷移金属
Element 80: 水銀 (Hg), 卑金属
Element 81: タリウム (Tl), 卑金属
Element 82: 鉛 (Pb), 卑金属
Element 83: ビスマス (Bi), 卑金属
Element 84: ポロニウム (Po), 金属
Element 85: アスタチン (At), ハロゲン
Element 86: ラドン (Rn), 希ガス
Element 87: フランシウム (Fr), アルカリ金属
Element 88: ラジウム (Ra), アルカリ土類金属
Element 89: アクチニウム (Ac), アクチノイド
Element 90: トリウム (Th), アクチノイド
Element 91: プロトアクチニウム (Pa), アクチノイド
Element 92: ウラン (U), アクチノイド
Element 93: ネプツニウム (Np), アクチノイド
Element 94: プルトニウム (Pu), アクチノイド
Element 95: アメリシウム (Am), アクチノイド
Element 96: キュリウム (Cm), アクチノイド
Element 97: バークリウム (Bk), アクチノイド
Element 98: カリホルニウム (Cf), アクチノイド
Element 99: アインスタイニウム (Es), アクチノイド
Element 100: フェルミウム (Fm), アクチノイド
Element 101: メンデレビウム (Md), アクチノイド
Element 102: ノーベリウム (No), アクチノイド
Element 103: ローレンシウム (Lr), アクチノイド
Element 104: ラザホージウム (Rf), 遷移金属
Element 105: ドブニウム (Db), 遷移金属
Element 106: シーボーギウム (Sg), 遷移金属
Element 107: ボーリウム (Bh), 遷移金属
Element 108: ハッシウム (Hs), 遷移金属
Element 109: マイトネリウム (Mt), 遷移金属
Element 110: ダームスタチウム (Ds), 遷移金属
Element 111: レントゲニウム (Rg), 遷移金属
Element 112: コペルニシウム (Cn), 卑金属
Element 113: ウンウントリウム (Uut), 卑金属
Element 114: フレロビウム (Fl), 卑金属
Element 115: ウンウンペンチウム (Uup), 卑金属
Element 116: リバモリウム (Lv), 卑金属
Element 117: ウンウンセプチウム (Uus), ハロゲン
Element 118: ウンウンオクチウム (Uuo), 希ガス
11Na
外見
銀白色
Na (Sodium).jpg
Sodium Spectra.jpg
ナトリウムのスペクトル線
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
, 周期, ブロック 1, 3, s
原子量 22.98976928(2) g·mol-1
電子配置 [Ne] 3s1
電子殻 2,8,1(画像
物理特性
固体
密度室温付近) 0.968 g·cm-3
融点での液体密度 0.927 g·cm-3
融点 370.87 K, 97.72 °C, 207.9 °F
沸点 1156 K, 883 °C, 1621 °F
臨界点 (推定)2573 K, 35 MPa
融解熱 2.60 kJ·mol-1
蒸発熱 97.42 kJ·mol-1
熱容量 (25 °C) 28.230 J·mol-1·K-1
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) 554 617 697 802 946 1153
原子特性
酸化数 +1, 0, -1
(強塩基性酸化物)
電気陰性度 0.93(ポーリングの値)
イオン化エネルギー
詳細
第1: 495.8 kJ·mol-1
第2: 4562 kJ·mol-1
第3: 6910.3 kJ·mol-1
原子半径 186 pm
共有結合半径 166±9 pm
ファンデルワールス半径 227 pm
その他
結晶構造 体心立方構造
磁性 常磁性
電気抵抗率 (20 °C) 47.7 nΩ·m
熱伝導率 (300 K) 142 W·m-1·K-1
熱膨張率 (25 °C) 71 µm·m-1·K-1
音の伝わる速さ
(微細ロッド)
(20 °C) 3200 m/s
ヤング率 10 GPa
剛性率 3.3 GPa
体積弾性率 6.3 GPa
モース硬度 0.5
ブリネル硬度 0.69 MPa
CAS登録番号 7440-23-5
最安定同位体
詳細はナトリウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
22Na trace 2.602 y β+γ 0.5454 22Ne*
1.27453(2)[1] 22Ne
εγ - 22Ne*
1.27453(2) 22Ne
β+ 1.8200 22Ne
23Na 100 % 中性子12個で安定

ナトリウム: Natrium[2][※ 1][※ 2]: sodium[※ 3])は原子番号11の元素元素記号Naアルカリ金属元素の一つで、典型元素である。薬学栄養学などの分野ではソジウム(ソディウム)[※ 3]とも言う。また、ナトリウムの単体金属を指す。消防法第2条第7項及び別表第一第3類1号により第3類危険物に指定されている。

歴史[編集]

1807年ハンフリー・デービー水酸化ナトリウム(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νίτρον[3]、あるいはラテン語natronナトロン[4]に由来するといわれる。

ドイツ語では Natrium、英語では sodium と呼ばれ、何れも近代にラテン語として造語された単語である(現代ラテン語では natrium が使われる)。日本にはドイツ語から輸入され、ナトリウムという名称が定着した。元素記号はドイツ語から Na になった一方、IUPAC名は英語から sodium とされている。

単体[編集]

性質[編集]

常温、常圧での結晶構造は、BCC 構造(体心立方構造)。融点は98 °Cで、沸点は833 °C(他に883 °C、881 °Cという実験値あり)。比重は0.97で、わずかにより軽い。

非常に反応性の高い金属で、塩基に侵され、水と激しく反応する。下記に示される化学反応過程を経て水酸化ナトリウムとなるため、素手で触れると手の表面にある水分と化合し水酸化ナトリウムとなって皮膚を侵す。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。炎色反応黄色を呈する。

200 GPa(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[5]

生産[編集]

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。海外ではフランスのMAAS社とアメリカのDuPont社がダウンズ法で生産している[6]。日本の輸入量は2007年で3055トンであった[7]。またカストナー法は工業生産としては使用されていない。

用途[編集]

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(ナトリウムのD線、D1: 589.6 nmとD2: 589.0 nm)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一つであり、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 135–145 mmol/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[編集]

  • と反応して水素を発生させながら水酸化ナトリウム (NaOH) になる。
    Na + H2O → NaOH + 1/2 H2
    • 発熱反応・低融点のため水に固体ナトリウムを投げ込むとナトリウムが反応熱で溶融し細粒化して反応面積が激増して爆発する

化合物[編集]

記事カテゴリ Category:ナトリウムの化合物 も参照。

オキソ酸の塩[編集]

ハロゲン化物[編集]

酸化物・水酸化物[編集]

その他の無機塩[編集]

有機酸塩[編集]

同位体[編集]

脚注[編集]

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注釈[編集]

  1. ^ ドイツ語発音: [ˈnaːtriʊm] ナートリウム
  2. ^ ラテン語発音: [ˈnatriʊm] トリウム
  3. ^ a b 英語発音: [ˈsoʊdiəm] ソウディアム

出典[編集]

  1. ^ Endt, P. M. ENDT, ,1 (1990) (12/1990). “Energy levels of A = 21-44 nuclei (VII)”. Nuclear Physics A 521: 1. doi:10.1016/0375-9474(90)90598-G. 
  2. ^ http://www.encyclo.co.uk/webster2/search.php
  3. ^ 近角、木越、田沼「最新元素知識」東京書籍、1976年
  4. ^ 桜井「元素111の新知識」BLUE BACKS、講談社、1997年。 ISBN 4-06-257192-7
  5. ^ Yanming Ma et al., "Transparent dense sodium", Nature 458, 182-185 (2009). doi:10.1038/nature07786
  6. ^ Sodium Metal from France”. U.S. International Trade Commission. 2012年8月4日閲覧。
  7. ^ 『15509の化学商品』 化学工業日報社、2009年2月。ISBN 978-4-87326-544-5

関連項目[編集]

外部リンク[編集]