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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. 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.

Isotop

Natürliche Häufigkeit [%]

Atommasse

Halbwertszeit T1 / 2

Verwendung

22Na

0

21,994 434

2,605 a

Tracer

23Na

100

22,989 767

stabil

NMR

24Na

0

23,990 961

14,97 h

Tracer

 

Natrium 2: Allgemeine, chemische und festkörperphysikalische Eigenschaften.

Ordnungszahl

  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

Debye-Temperatur [K]

160

 

Natrium 3: Thermische und elektromagnetische Eigenschaften.

Siedetemperatur [K]

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

spezifische magnetische Suszeptibilität [10-9 kg-1m3]

     8,8

 

Natrium 4: Atom- und kernphysikalische Eigenschaften.

Termsymbol

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

Einfangquerschnitt für thermische Neutronen [barn]

  0,534

 

 

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Natrium-Graphit-Reaktor

 

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