鈉的原子序數(shù)是11,位于元素周期表的第1列、第3周期。
第1列又名堿金屬。看到這兒,也許會有不少人納悶:鈉居然是金屬?的確有很多人以為鈉并非金屬。這也難怪,曾經(jīng)連化學(xué)家都不敢確定鈉是不是金屬,還為此爭論不休。
純凈的鈉是有金屬光澤的銀色固體,一看就知道它是金屬。只是它的外圍軌道只有一個電子,所以它的性質(zhì)很不穩(wěn)定。
鈉原子一有機(jī)會就拋棄那個電子,變成+1價的陽離子。如此一來,它的電子軌道剛好排滿,進(jìn)入比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
純凈的鈉一且暴露在空氣中,就會迅速氧化。要是碰上水就更不得了,甚至可能爆炸。為了防止這種情況,研究室一般會把鈉浸在煤油中。
人體內(nèi)當(dāng)然沒有煤油,所以我們體內(nèi)不存在純凈的金屬鈉,只有穩(wěn)定的+1價鈉離子。
我們最熟悉的鈉莫過于氯化鈉了。氯化鈉就是食鹽。其實,食鹽在海水中占了近2.9%,在我們的血液中也占了0.9%。自不必說,食鹽里的鈉也是+1價的離子。
鉀也是一種堿金屬,位于周期表的第4周期。鉀的英文名Kalium原是德語詞,它的詞源是意為“草木灰”的阿拉伯語。顧名思義,鉀是在草木灰里被發(fā)現(xiàn)的。
要把植物養(yǎng)好,就要施氮肥、磷肥和鉀肥。鉀肥中的鉀會被植物細(xì)胞吸收,幫助植物茁壯生長,所以植物的細(xì)胞里有很多鉀。鉀和鈉一樣,也是金屬,與組成植物的其他有機(jī)化合物不同,用火是燒不掉它的,所以草木灰中才會含有大量的鉀。
植物離不開鉀,動物也不例外。如果沒有鉀,人也會立刻喪命。鉀是一種非常重要的元素,人體進(jìn)化出了一套系統(tǒng)來積極地攝入鉀,所以與鉀性質(zhì)相似的銫才有機(jī)會魚目混珠。
核電站事故發(fā)生后,人們對輻射這個詞分外敏感,殊不知天然的鉀中也含有少量的放射性同位素鉀40。人體每公斤的體重中含有2克鉀,其中萬分之一就是鉀40。也就是說,一個體重60公斤的人有4000Bq的放射能。
而且大多數(shù)食品多少含有一些鉀,其中的萬分之一依然是具有放射性的鉀40。換言之,每公斤食品中含有數(shù)十乃至數(shù)百貝克勒爾的放射能。但請大家不要擔(dān)心,這點輻射不至于危害到我們的健康。
豪華的建筑物常使用花崗巖裝潢,而花崗巖中也含有大量鉀,所以花崗巖也有輻射。日本的國會議事堂外壁就是用花崗巖做成的,因此外壁附近的放射劑量高達(dá)0.29微西弗,和那些屬于輻射熱點的區(qū)域有一拼。
單質(zhì)形態(tài)的鉀和鈉一樣,都是閃閃發(fā)光的銀色金屬。然而,鉀的最外層軌道也只有1個電子,也非常不穩(wěn)定,因此它會和水發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng),變成+1價的陽離子。當(dāng)然人體中的鉀都是比較穩(wěn)定的離子。
綜上所述,鈉與鉀的電子軌道排布非常相似,性質(zhì)也很相近。它們在周期表上的位置就充分體現(xiàn)了這一點。
當(dāng)然,它們畢竟是兩種不同的化學(xué)元素,所以它們的性質(zhì)也不是完全相同。很像,卻不是完全一樣——動物的進(jìn)化歷程就巧妙地利用了鈉與鉀微妙的差異。