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性质相近的金属钠和钾


实验室k / 2019-01-16

       钠的原子序数是11,位于元素周期表的第1列、第3周期。

       第1列又名碱金属。看到这儿,也许会有不少人纳闷:钠居然是金属?的确有很多人以为钠并非金属。这也难怪,曾经连化学家都不敢确定钠是不是金属,还为此争论不休。

       纯净的钠是有金属光泽的银色固体,一看就知道它是金属。只是它的外围轨道只有一个电子,所以它的性质很不稳定。

       钠原子一有机会就抛弃那个电子,变成+1价的阳离子。如此一来,它的电子轨道刚好排满,进入比较稳定的状态。

       纯净的钠一且暴露在空气中,就会迅速氧化。要是碰上水就更不得了,甚至可能爆炸。为了防止这种情况,研究室一般会把钠浸在煤油中。

       人体内当然没有煤油,所以我们体内不存在纯净的金属钠,只有稳定的+1价钠离子。

       我们最熟悉的钠莫过于氯化钠了。氯化钠就是食盐。其实,食盐在海水中占了近2.9%,在我们的血液中也占了0.9%。自不必说,食盐里的钠也是+1价的离子。

       钾也是一种碱金属,位于周期表的第4周期。钾的英文名Kalium原是德语词,它的词源是意为“草木灰”的阿拉伯语。顾名思义,钾是在草木灰里被发现的。

       要把植物养好,就要施氮肥、磷肥和钾肥。钾肥中的钾会被植物细胞吸收,帮助植物茁壮生长,所以植物的细胞里有很多钾。钾和钠一样,也是金属,与组成植物的其他有机化合物不同,用火是烧不掉它的,所以草木灰中才会含有大量的钾。

       植物离不开钾,动物也不例外。如果没有钾,人也会立刻丧命。钾是一种非常重要的元素,人体进化出了一套系统来积极地摄入钾,所以与钾性质相似的铯才有机会鱼目混珠。

       核电站事故发生后,人们对辐射这个词分外敏感,殊不知天然的钾中也含有少量的放射性同位素钾40。人体每公斤的体重中含有2克钾,其中万分之一就是钾40。也就是说,一个体重60公斤的人有4000Bq的放射能。

       而且大多数食品多少含有一些钾,其中的万分之一依然是具有放射性的钾40。换言之,每公斤食品中含有数十乃至数百贝克勒尔的放射能。但请大家不要担心,这点辐射不至于危害到我们的健康。

       豪华的建筑物常使用花岗岩装潢,而花岗岩中也含有大量钾,所以花岗岩也有辐射。日本的国会议事堂外壁就是用花岗岩做成的,因此外壁附近的放射剂量高达0.29微西弗,和那些属于辐射热点的区域有一拼。

       单质形态的钾和钠一样,都是闪闪发光的银色金属。然而,钾的最外层轨道也只有1个电子,也非常不稳定,因此它会和水发生激烈的化学反应,变成+1价的阳离子。当然人体中的钾都是比较稳定的离子。

       综上所述,钠与钾的电子轨道排布非常相似,性质也很相近。它们在周期表上的位置就充分体现了这一点。

       当然,它们毕竟是两种不同的化学元素,所以它们的性质也不是完全相同。很像,却不是完全一样——动物的进化历程就巧妙地利用了钠与钾微妙的差异。


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