钠（英文名：Sodium）是一种 碱金属 化学元素 ，元素符号为Na， 位于第三周期第ⅠA族 ，属于s区元素 ，原子序数为11、原子量为22.99， 其电子排布为1s²2s²2p⁶3s¹ 。通常情况下，常温下的钠为质地软、轻、蜡状且伸展性极好的银白色金属固体， 20 ℃时的密度为0.968 g/c 立方米 ， m³ ， 熔点 为97.72 ℃， 沸点 为881.4 ℃， 可溶于 液氨 、汞，不溶于苯、 石脑油 、 煤油 。 钠的化学性质活泼，在空气中容易发生氧化转变为暗灰色，可与许多金属、非金属和 有机化合物 发生化学反应。它能与 电负性 较大的 非金属元素 如氧、硫、氮、氢以及 卤族元素 等直接作用，一般是形成离子型化合物。 钠有22种 同位素 ，分别为 18 Na- 37 Na， 23 Na是唯一稳定的同位素，其他同位素都带有放射性。
在自然界中，钠仅以化合物的形式广泛地分布于陆地和海洋中，是 地壳 中含量排名第六的元素。 钠是动植物的必需元素， 钠广泛存在于人体肌肉组织和神经组织中，是 细胞外液 的主要阳离子，起到维持 渗透压 、维持酸碱平衡、维持神经和肌肉的正常兴奋性的等作用。
由于钠活泼的化学性质，在许多情况下都具有一定的危险性。如钠在遇水或暴露在潮湿空气中会发热，且极易引起燃烧或爆炸。 对于钠的消防处理，只能采用干沙或干粉进行灭火。
工业上常用的生产钠的方法是通过 电解 熔融氯化钠制备。 钠广泛用于化工生产、 照明行业、 电池行业 和钢件淬[cuì]火中。
发现历史
1807年， 英国 化学家 汉弗里·戴维 （Humphry Davy）通过电解熔融 氢氧化钠 首次分离获得了质地柔软的银白色钠。相关化学反应方程式如下：
钠（Sodium）的名称来自 阿拉伯语 suda ，意思是 偏头痛 ，因为在中世纪的欧洲人们就知道 碳酸钠 或 苏打水 有缓解头痛的特性。其化学符号Na来自它的拉丁文名称Natrium。
1891年，采用 电解 熔融氢氧化钠制备金属钠用于工业生产的方法获得首次成功。
1921年，电解氯化钠制备金属钠的方法开始用于工业生产。
分布情况
在自然界中，钠不以单质形式存在，通常以化合物（ 钠盐 ）的形式广泛地分布于陆地和海洋中，主要来源于地壳物质的风化和侵蚀，海水中约含有2.6%的NaCl（钠主要以NaCl形式存在），在地壳中含量约为1.1%，是地壳中排名第六的元素。 海洋、盐湖和盐井是重要的钠资源，对于矿物来说，钠主要存在于岩盐、天然碱， 硝石 和 芒硝 中。
钠也是人体中的重要元素成分之一，成人体内大约有77-100克钠。 钠广泛存在于人体肌肉组织和神经组织中，是 细胞外液 的主要阳离子，体内钠大约有77～100克，约占体重的0.15%，其中细胞外液占45%～50%，细胞内液9%～10%，骨骼占40%～47%。
物质结构
原子结构
钠 原子 的 原子半径 为0.186， 其核外 电子 排布为1s² 2s ²2p⁶3s¹，由一个带11个正电荷的核和核外11个电子组成。核外11个电子分为三个 电子层 ，由内向外分别含有2个、8个和1个电子。因此钠的 原子结构 不稳定，在发生反应时更倾向于失去最 外层 的单个电子形成8个电子的最外层电子层形成稳定结构。
晶体结构
钠 晶体 属于金属晶体，钠原子之间以 金属键 相互作用。钠的晶胞中含有2个钠原子，分别位于晶胞中的原点和体心。
钠晶体为体心立方（BCC）结构，钠原子位于立方体的8个角顶和立方体的中心，每个钠原子周围有8个最近邻的钠原子（角顶原子与中心原子互为最近邻）。一个体心立方晶胞包含2个钠原子。
理化性质
物理性质
通常情况下，常温下的钠为质地软、轻、蜡状且伸展性极好的银白色金属固体， 20 ℃时的密度为0.968 g/cm³， 熔点 为97.81 ℃， 沸点 为881.4 ℃， 可溶于 液氨 、汞，不溶于苯、 石脑油 、 煤油 。 在干燥空气中钠可在＞115 ℃的温度条件下发生自燃。 钠的临界点为2299.85 ℃、35.46 MPa， 其熔化热和汽化热分别为113.5 kJ/kg 和4212 kJ/kg， 327 ℃时的蒸气压为0.042 mmHg。
钠是优良的导热体和导电体，具有良好的导磁性，同时也具有良好的延展性；钠因其质地柔软可用小刀切割，其新切面有银白色光泽，会在空气中氧化转变为暗灰色，且具有抗腐蚀性。
化学性质
与非金属化合物反应
与水反应
钠的化学性质活泼，在常温或加热 时可 与水发生爆炸性反应。
与氨气反应
钠与 氨气 在铁或 铁离子 的 催化 下可反应生成 氢气 ，而钠与 液态氨 作用时不会有氢气放出。
与二氧化碳反应
钠与 二氧化碳 在350 ℃的温度条件下和赤热的条件下反应分别生成 草酸钠 和 碳酸钠 。
与卤化氢反应
与单质反应
与金属单质反应
钠和铅可在熔融状态下反应生成钠铅合金；
也可在 氯乙烷 的存在下相互反应生成 氯化钠 。
与非金属单质反应
钠的 化学性质 活泼，在常温或加热 时可 与 氧气 化合。
钠可与氢气在一定温度条件下反应生成 氢化钠 。
与有机物反应
钠在有机合成上用作还原剂，它能与醇、醚等多种有机试剂反应生成钠的有机化合物。
在一定温度条件下，钠可与乙炔反应产生氢气。
同位素
钠的已知同位素有22种，分别为 18 Na- 37 Na，其中 23 Na是唯一稳定存在的同位素，天然丰度接近100%，这一特性使钠在常规应用中（如工业、能源）无需考虑同位素分离，除此之外其余的同位素都带有放射性，半衰期从毫秒级到数年不等。 其中 22 Na的半衰期约为2.6年，通过β+衰变至 22 Ne。
22 Na源主要用于正电子 湮灭 的实验研究， 22 Na在放射正电子后，可立即释放一个具有一定能量的 γ射线 ，利用这一条γ射线所产生的信号作为正电子湮灭寿命测量的起始信号。通过正电子湮灭寿命测量、湮灭γ射线角关联测量、多普勒频移测量，可用来研究物质结构、固体表面结构等。 22 Na源也用于正电子发射标准、正电子束化学研究，γ谱仪刻度，井间示踪技术和农业及昆虫学研究等方面。
23 Na会在急性中子辐射的照射下转变成同位素 24 Na ，因此可以通过测量血液中的 24 Na和 23 Na的比例可以计算受害者的辐射剂量。
生理功能
促进植物生长
钠是土壤和植物种的重要元素，其含量对于植物的生长具有重要影响。钠是植物生长过程中必须的营养元素，适当适量的对植物施钠可明显提高植物产量，且钠含量过高会影响 土壤碱化 ，抑制植物生长。
钠元素 对于部分农业作物的生长是有益的，可以起替代 钾 的功能，当钾元素营养供给不足时，适当提高钠的可以明显促进植物的生长，提高 作物产量 。对于部分具有C4光合途径和 景天酸代谢 ( CAM )途径的植物种类， 磷酸烯醇丙酮酸 的再生、 叶绿素 合成、丙 酸盐（或 ）通过 叶绿体 被膜的运移等都需要钠的参加，施钠能够刺激这些植物的生长。
钠在调节 细胞 渗透压 方面比钾的作用更明显，对许多盐土植物都有明显的生长效应。
钠可调节 保卫细胞 运动，作为长距离运输的反向离子，参与光电合成等。另外，某些盐生植物的特殊酶类也需要Na，但在 细胞质 中，许多酶的活性能被K + 激活，而被Na + 抑制。
维持生命活动
钠是人体必不可少的常量元素，具有调节体内水分、维持酸碱平衡和血压正常、增加神经肌肉 兴奋性 和组成 钠泵 等生理功能。 钠广泛存在于 细胞外液 中和 细胞内液 的钾共同维持着细胞内外 体液 的 渗透压 平衡；钠可以参与 肌肉收缩 、神经传导、 糖类 的吸收等生理活动，协助 神经系统 和肌肉的正常运作；钠还可以使钙或其他矿物质在血液中正常溶解。
钠有维持血压的功能。钠调节细胞外液，构成 细胞外液渗透压 ，细胞外液钠浓度的持续变化对血压有很大影响。
钠有调节水分的功能。钠是维持体内水量的恒定主要元素，钠的含量直接决定水的含量，所以摄人过多的食盐，则会发生水肿；过少则会易引起脱水。
钠有对 ATP 的生成和利用的作用，因此钠的含量对肌肉运动、心血管功能及能量代谢都有影响。钠不足时 ATP 的生成和利用减少，能量的生成和利用较差，会使神经肌肉传导迟钝，出现 肌无力 、神志模糊甚至 昏迷 或出现心血管功能受抑制的症状。
钠有维持酸碱平衡的作用。钠在肾脏被重吸收后，与 氢离子 交换，可清除体内的 二氧化碳 ，保持 体液 的酸碱度恒定。肾对钠的主动重吸收，引起氯的被动重吸收，有利于 胃酸 的形成，帮助消化。
制备方法
食盐熔融电解法
通过 电解 熔融 氯化钠 可以制备金属钠，其原理如下：
在电解过程中加入 氯化钙 可以使氯化钠的 熔点 降低到600 ℃，防止钠挥发和促使生成的金属钠在熔融物质中上浮，避免其分布在熔融 盐中 ，降低产率。
电解烧碱法
该方法以 烧碱 为原料，加入 硝酸钠 、硫 调色剂 等，以铁为 阳极 ，铜为 阴极 电解制备金属钠。
锆还原制备法
用锆粉还原钠的 铬酸盐 或 重铬酸盐 、 钼酸盐 、 钨酸盐 制备金属钠，且用 钼酸钠 作为原料时，产率几乎为理论量。
以原料 酸钠和 钨酸钠 为例：
将原料钼酸钠和锆粉按照一定的 化学 比例均匀混合，并压成棒状，在 石英管 中加热并抽至真空加热至一定温度，即可发生反应，金属钠会凝附在石英管的内壁。
碱金属的叠氮化物高温分解制备法
以 叠氮化钠 为原料在真空高温的条件下加热分解，即可制备较纯且不含杂质气体的金属钠。其反应原理如下：
检测方法
可采用 高氯酸 标准溶液 滴定法 来测定有机酸碱金属盐类物质的含量。以 有机碱 羧甲基纤维素钠 为例，采用 乙酸 作为 酸性 溶剂 ，增强其相对碱度，便于强酸性的高氯酸 滴定 ，同时加入一定量的 乙酸酐 去除水分，以 结晶紫 为 指示剂 、高氯酸标准溶液-冰醋酸作为滴定剂，即可测定钠的含量，滴定至溶液显蓝绿色即为滴定终点。
应用领域
化工生产
钠可作为许多 化工产品 的基础原料，如铅 汽油添加剂 和石油 脱硫剂 、 氧化剂 、 过氧化钠 、农药、 催化剂 、香料、 有机化合物 生产用的钠化合物 。 氨钠 法制备的 氰化钠 、置换 氧化钾 制备 钾 、还原 氯化钛 生产 海绵钛 。同时还可以作为许多产品的 中间体 ，如 氨基钠 作为 染料 靛蓝 粉中间体、 硼氢化钠 、 原甲酸三甲酯 和甲酸三 乙酯 等的医药中间体。
照明行业
钠灯是一种气体放电灯，在防腐蚀的玻璃外壳内两端装有 电极 ，抽至真空后加入一定量的钠，通电后钠蒸发，受 电子 激发的影响即可发出 黄光 。 按照钠蒸气压力的高低可分为 低压钠灯 和高压钠灯，高压钠灯具有耗电少、寿命长和可以良好的穿透雾气等优点，是机场、码头和高速公路等场所的必要设备。
医药行业
钠可作为制造西力生、 维生素 和 咖啡因 等医药产品的制作原料。
钠离子电池
与 锂离子电池 类似， 钠离子电池 通过正电荷电子在电极之间的穿梭运动而放电。与锂离子电池相比，钠离子电池 可用性 更高且成本更低，但钠离子电池较为适用于固定应用场景。 钠离子电池属于新一代的 化学 能源，钠资源丰富，成本低廉分布广泛，具有更高的半电池点位和更加稳定的 电化学 性能，具有更高的安全性。
钠离子电池 的质量重，适用于大型设备能量存储，因此可应用于工业、航天、军事等能量存储领域。 钠离子 低成本，更使得 钠离子电池 有望在智能电网及 可再生能源 的大规模储能中实现广泛的应用。
钢件猝火
熔融钠的冷却能力强。液态钠的温度范围较广，复合钢铁零件 热处理 所需温度范围，可根据热处理要求适当的选择熔融钠的温度。熔融钠主要用于钢件 淬火 后的 回火 ，也可用于后续热处理加热，具有热导率高、传热系数 高和 粘度低等优点。
安全事宜
健康危害
低钠血症
低钠血症可细分为急性/超急性钠血症和慢性低钠血症。
对于急性/超急性钠血症，在 血清钠 浓度降低至125-130 mmol/L时会出现恶心等不适症状。 血清钠 降低至115-120 mmol/L则可能会出现头痛、 嗜睡 、 意识模糊 、发生痫性发作、 昏迷 和呼吸停止等生理不适现象，常多发于 马拉松 运动员、精神病患者或 摇头丸 使用者。
对于慢性低钠血症，相较于急性低钠血症，患者的脑水肿症状和 神经系统 症状较轻；临床症状常出现于血清钠含量低于120 mmol/L时会出现乏力、恶心、呕吐、头晕、步态不稳、记忆力下降、意识模糊等临床症状。
高钠血症
高血钠症是在血钠浓度大于145 mmol/L时出现的病理状态，分为急性高容量性 高钠血症 、慢性高容量性高钠血症、急性低容量性高钠血症、慢性低容量性高钠血症、正常容量性高钠血症、转移性高钠血症六种基本类型。
高钠血症的临床表现取决于血钠浓度升高的速度和程度，急性高钠血症比慢性高钠血症的症状更严重。主要临床表现为神经精神症状包括 嗜睡 和 昏迷 。 高钠血症 的早期主要症状表现为 口渴 、软弱无力、恶心呕吐等，晚期则会出现 脑细胞 脱水的相关症状，如烦躁易怒、精神低落、抽搐或癫痫等症状。
泄露应急处理
消防安全
钠在遇水或暴露在潮湿空气中会发热，且极易引起燃烧或爆炸；与碘或 乙炔 反应剧烈，极易引起燃烧或爆炸。在一定温度下遇 四氯化碳 在会发生爆炸。
对于有关钠的火灾消防处理，可以采用干沙或干粉进行灭火如干燥 氯化钠 粉末、干燥 石墨粉 、 碳酸钠 干粉、 碳酸钙 干粉、干沙等灭火。禁止使用水、泡沫、 二氧化碳 等灭火剂进行灭火。
储存
钠在空气中容易氧化，通常保存在 煤油 中，需置于惰性气体（如氩气）保护下，并避免与水接触。 。储存于阴凉、干燥、通风良好的专用库房内，远离火种、热源。钠需密封包装，不可与空气接触，应与 氧化剂 、酸类、 卤族元素 等分开存放，禁止混存。库房应采用防爆型照明、通风设施，同时禁止采用易产生火花的机械设备和工具，储区应备有合适的材料收容泄漏物。 。