Natrium

Sifat utama

Seperti logam-logam alkali yang lain, logam natrium adalah lembut, ringan dan berwarna putih keperakan. Oleh kerana ia terlalu cergas, ia hanya wujud secara semulajadi dalam bentuk sebatian, dan tidak pernah sebagai logam keunsuran yang tulen. Logam natrium terapung di atas air, lalu bertindak balas dengan amat cergas sambil menghasilkan haba, gas hidrogen yang mudah terbakar serta larutan natrium hidroksida kaustik.
Ion natrium adalah penting untuk pengawalaturan bendalir tubuh dan darah, penghantaran impuls saraf, aktiviti jantung, dan sesetengah fungsi metabolik. Terdapat anggapan meluas bahawa manusia biasanya akan memakan lebih daripada yang diperlukan, dalam bentuk natrium klorida, atau garam biasa, dan ini akan mempunyai kesan buruk terhadap kesihatan. Lihat Garam.
Di bawah tekanan yang melampau, natrium tidak lagi mengikut aturan biasa dalam perubahan kepada keadaan cecair. Kebanyakan bahan memerlukan lebih tenaga haba untuk melebur di bawah tekanan berbanding dengan dalam keadaan tekanan normal atmosfera. Ini adalah kerana molekul-molekul akan disusun lebih rapat antara satu sama lain dan mempunyai ruang yang lebih kecil untuk bergerak.
Pada tekanan 30 gigapascal (300,000 kali ganda tekanan atmosfera pada paras laut), suhu lebur natrium mula menurun. Pada 100 gigapascal, natrium akan melebur hampir pada suhu bilik.
Penjelasan untuk kelakuan yang luar biasa ini adalah mungkin kerana unsur ini mempunyai satu elektron bebas yang ditekan lebih rapat dengan 10 lagi elektron-elektron apabila diletakkan di bawah tekanan, memaksa wujudnya interaksi yang pada kebiasaannya tidak akan hadir. Apabila berada di bawah tekanan, natrium pepejal membentuk beberapa struktur hablur yang ganjil, mencadangkan bahawa cecair tersebut mungkin akan mempunyai sifat-sifat seperti superkondusi atau superfluidity. (Gregoryanz, et al., 2005)

Sejarah

Natrium telah lama dikenali sebagai sebatian, tetapi hanya berjaya diasingkan pada tahun 1807 oleh Sir Humphrey Davy melalui elektrolisis soda kaustik. Pada zaman pertengahan Eropah sejenis sebatian natrium dengan nama Latin sodanum digunakan sebagai ubat untuk sakit kepala. Simbol natrium, Na, berasal daripada nama neo-Latin untuk sejenis sebatian natrium biasa bernama natrium, yang berasal daripada Bahasa Yunani nítron, sejenis garam semulajadi. Seawal 1860 Kirchhoff dan Bunsen telah mengesan kepekaan ujian nyala yang terdapat pada natrium. Dijelaskan dalam Annalen der Physik und der Chemie dalam kertas kerja "Chemical Analysis by Observation of Spectra": "Di sudut bilik berisipadu 60 meter padu kami yang berada paling jauh daripada radas, kami telah meletupkan 3 mg. natrium klorat dengan gula susu sambil memerhati nyala tak berkilau di sebalik celah parut belauan. Setelah beberapa minit, nyalaan dengan perlahan-lahan bertukar menjadi kuning dan menunjukkan garis natrium yang terang yang hanya lesap selepas 10 minit. Daripada berat garam natrium dan isipadu udara dalam bilik, kami dapat menghitung dengan mudah bahawa satu bahagian berat udara tidak mungkin mengandungi lebih daripada 1/20 perjuta berat natrium."

Sebatian

Natrium klorida atau halit, lebih dikenali sebagai garam biasa, merupakan sebatian natrium yang paling umum, tetapi natrium juga wujud dalam pelbagai jenis mineral lain, contohnya amphibole, cryolite, soda niter dan zeolite. Sebatian natrium adalah penting dalam perindustriaan kimia, kaca, logam, kertas, petroleum, sabun, dan tekstil. Sabun pada amnya merupakan garam natrium dengan sebilangan jenis asid lemak.
Sebatian natrium yang paling penting dalam industri adalah garam biasa (NaCl), abu soda (Na₂CO₃), soda penaik (NaHCO₃), soda kaustik (NaOH), natrium nitrat (NaNO₃), di- dan tri-natrium fosfat, natrium tiosulfat (hipo, Na₂S₂O₃ · 5H₂O), and boraks (Na₂B₄O₇ · 10H₂O).

Isotop

Terdapat tiga belas jenis isotop natrium yang telah berjaya dikenalpasti. Isotop yang stabil hanyalah ²³Na. Natrium mempunyai dua isotop kosmogenik radioaktif (²²Na, separuh hayat = 2.605 tahun; dan ²⁴Na, separuh hayat ≈ 15 jam).
Pendedahan sinaran neutron akut (contohnya, dalam kemalangan kritikal nuklear) akan menukar sebahagian ²³Na stabil dalam plasma darah manusia kepada ²⁴Na. Dengan mengira kepekatan isotop ini, sukatan (dos) radiasi neutron pada mangsa boleh dihitung.

Langkah pengawasan

Serbuk natrium sangatlah mudah meletup dalam air dan adalah racun jika bergabung atau tak bergabung dengan kebanyakan unsur. Unsur ini haruslah dikendalikan dengan amat berhati-hati pada setiap masa. Natrium haruslah disimpan dalam atmosfera lengai, atau di bawah cecair hidrokarbon seperti minyak mineral atau kerosin.

Fisiologi dan ion natrium

Ion natrium memainkan pelbagai peranan penting dalam kebanyakan proses fisiologi. Sel-sel peka rangsang, contohnya, bergantung kepada kemasukan Na⁺ untuk menghasilkan penyahkutuban. Satu contoh proses ini ialah transduksi isyarat dalam sistem saraf pusat manusia.
Sesetengah neurotoksin yang sangat berbisa, seperti batrakotoksin, meningkatkan ketelapan ion natrium pada membran sel saraf dan otot, mengakibatkan penyahkutuban yang besar-besaran dan tak berbalik pada membran, yang akan mempunyai kesan yang boleh membawa maut.