ナトリウム

(ネオン -) ナトリウム - マグネシウム Li Na K 250px 周期表
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 ナトリウム
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	[Ne]3s1
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)
沸点	1156 K (883 ℃, 1621 °F)
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（ラテン語、ドイツ語：Natrium、英語：Sodium）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。

特徴

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。また、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。この性質を利用した照明器具がナトリウムランプである。

水よりも高温で液体であり、また、熱伝導率もよいため、高速増殖炉の冷却材として利用されているが、前述の理由により非常に扱いにくいため、極めて高度な技術がないと利用できない。

人体にとっては重要な電解質のひとつであり、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。

用途

金属単体としては、高速増殖炉の冷却材として用いられる。また、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。

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ギリシャ語で天然ソーダやアルカリ塩を意味する νίτρον に由来する。

製法

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。

ナトリウムの主な化学反応

• 水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

• アルコール、カルボン酸、フェノール類などのヒドロキシ基と反応して水素を発生させながらアルコキシドなどを与える。

  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

ナトリウムの化合物

詳細はCategory:ナトリウムの化合物を参照。

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
• 塩化ナトリウム（食塩） NaCl
• 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
• クエン酸ナトリウム

外部リンク

• ナトリウム - 「健康食品」の安全性・有効性情報 （国立健康・栄養研究所）
• ナトリウムと水の反応動画