Techniklexikon

Natrium

(ehem. Symbol Na). Ein Alkalimetall, das praktisch mit allen Elementen Verbindungen eingeht. Es ist in Farbstoffen, Waschmitteln, Pharmaka etc. enthalten, wird als Reduktionsmittel (Reduktion), als Kühlmittel und zur Füllung von Natriumdampflampen (Gasentladungslampen) eingesetzt. Stein- und Kochsalz sind Chlor-Verbindungen des N. Chemie, Physikalische Chemie, Na, Element der Hauptgruppe I des Periodensystems, den Alkalimetallen. In der Natur kommt Natrium hauptsächlich in den Mineralien Albit (Na[AlSi₃O₈] und Oligoklas (einem calciumreichen Albit), sowie in grossen Lagern in Form von Steinsalz (NaCl), Chilesalpeter (NaNO₃), Soda (Na₂CO₃), Glaubersalz (Na₂SO₄) und Kryolith (Na₃[AlF₆]) und im Meerwasser als Natriumchlorid (NaCl) vor. Es besitzt die Elektronenkonfiguration [Ne]3s und besteht zu 100 % aus dem Isotop . Natrium, das ein leicht anregbares 3s¹-Elektron aufweist, zeigt eine charakteristisch gelb gefärbte Flamme mit der Wellenlänge 589,2 nm. Technisch wichtig ist die Verwendung von flüssigem Natrium als Kühlmittel in schnellen Brutreaktoren. Flüssiges Natrium ist hierfür besonders geeignet, da es neben niedrig liegenden Werten für Schmelzpunkt, Viskosität und Neutroneneinfangquerschnitt hohe Werte für Wärmekapazität und thermische Leitfähigkeit besitzt. Metallisches Natrium wird für die Herstellung chemischer Verbindungen, wie z.B. Natriumperoxid (Na₂O₂, Bleichmittel), Natriumamid (NaNH₂, Indigosynthese) und Natriumcyanid (NaCN, Silbergewinnung) eingesetzt. Soda (Na₂CO₃) findet Verwendung für die Herstellung von Glas und Seife.

Natrium 1: Wichtige Isotope.

bottom-alt:solid black .6pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Isotop	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Natürliche Häufigkeit [%]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Atommasse	bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .6pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Halbwertszeit T1 / 2	bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Verwendung
22Na	0	21,994 434	2,605 a	Tracer
23Na	100	22,989 767	stabil	NMR
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none;mso-border-left-alt:solid black .75pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 24Na	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 0	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 23,990 961	bottom:solid black 1.0pt; mso-border-bottom-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 14,97 h	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Tracer

 

Natrium 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Ordnungszahl	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>   11
relative Atommasse (12C = 12,000 0)	22,989 768
Dichte [g cm-3]	0,971
Molvolumen [cm3]	23,7
Oxidationszahlen	Na-I, NaI
photoelektrische Arbeit [eV]	2,75
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Debye-Temperatur [K]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 160

 

Natrium 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Siedetemperatur [K]	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 1 155,9
Schmelztemperatur [K]	370,96
Siedeenthalpie [kJ mol-1]	89,3
Schmelzenthalpie [kJ mol-1]	2,60
Wärmeleitfähigkeit (300 K) [W m-1 K-1]	141
spezifische Wärme [kJ kg-1 K-1]	1,221
thermischer Längenausdehnungskoeffizient [10-6 K-1]	70,6
spezifischer Widerstand [10-8 Wm]	4,27
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> spezifische magnetische Suszeptibilität [10-9 kg-1m3]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>      8,8

 

Natrium 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

bottom:none;border-right:none; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-left-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Termsymbol	bottom:none;border-right:solid black 1.0pt; mso-border-top-alt:solid black .75pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> 2S1 / 2
1. Ionisierungsenergie [eV]	5,139
2. Ionisierungsenergie [eV]	47,281 7
Elektronenaffinität [eV]	0,547 93
Elektronegativität (Pauling)	0,93
effektive Kernladung (Slater)	2,20
Ionenradius [nm]	0,097
Van-der-Waals-Radius [nm]	0,231
Atomradius [nm]	0,153 7
Kernspin (23Na)	3 / 2
magnetisches Moment (23Na) [mK]	2,217 4
bottom:solid black 1.0pt;border-right:none; mso-border-left-alt:solid black .75pt;mso-border-bottom-alt:solid black .6pt; padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'> Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]	bottom:solid black 1.0pt;border-right:solid black 1.0pt;mso-border-bottom-alt: solid black .6pt;mso-border-right-alt:solid black .75pt;padding:0cm 3.55pt 0cm 3.55pt\'>   0,534