7440-23-5

Sodium

Pix.gif Sodium Nuvola apps edu science.svg
NéonSodiumMagnésium
Li
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11
Na
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
                                                               
                                   
Na
K
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Informations générales
Nom, Symbole, Numéro Sodium, Na, 11
Série chimique Métal alcalin
Groupe, Période, Bloc 1, 3, s
Masse volumique 968 kg/m3
Couleur Argenté blanc
N° CAS 7440-23-5
N° EINECS 231-132-9
Propriétés atomiques
Masse atomique 22,989 770 u
Rayon atomique (calc) 180 (190) pm
Rayon de covalence 154 pm
Rayon de van der Waals 227 pm
Configuration électronique [Ne] 3s1
Électrons par niveau d'énergie 2, 8, 1
État(s) d'oxydation +1
Oxyde Base forte
Structure cristalline Cubique centré
Propriétés physiques
État ordinaire Solide non magnétique
Température de fusion 97,7 °C ; 370,87 K
Température d'ébullition 882,9 °C ; 1 156 K
Énergie de fusion 2,598 kJ/mol
Énergie de vaporisation 96,96 kJ/mol
Température critique  K
Pression critique  Pa
Volume molaire 23,78×10-6 m3/mol
Pression de vapeur 1,43×10-5 Pa à -39,1 °C[réf. souhaitée]
Vitesse du son 3200 m/s à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling) 0,93
Chaleur massique 1230 J/(kg·K)
Conductivité électrique 21×106 S/m
Conductivité thermique 141 W/(m·K)
1e Énergie d'ionisation 495,8 kJ/mol
2e Énergie d'ionisation 4562 kJ/mol
3e Énergie d'ionisation 6910,3 kJ/mol
4e Énergie d'ionisation 9543 kJ/mol
5e Énergie d'ionisation 13 354 kJ/mol
6e Énergie d'ionisation 16 613 kJ/mol
7e Énergie d'ionisation 20 117 kJ/mol
8e Énergie d'ionisation 25 496 kJ/mol
9e Énergie d'ionisation 28 932 kJ/mol
10e Énergie d'ionisation 141 362 kJ/mol
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD
MeV
22Na {syn.} 2,602 ans ε 0,54 22Ne
23Na 100 % stable avec 12 neutrons
24Na {syn.} 15,03 h β- 1,39 24Mg
Précautions
NFPA 704

Symbole NFPA 704

Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le sodium est un élément chimique, de symbole Na et de numéro atomique 11. C'est un métal mou et argenté, qui appartient aux métaux alcalins. On ne le trouve pas à l'état de corps pur dans la nature, mais il est très abondant sous forme de composés, par exemple dans le sel. Il brûle avec une flamme jaune.

Sommaire

Histoire

Le sodium est depuis longtemps reconnu dans les composés, mais il ne fut pas isolé avant 1807, lorsque Sir Humphry Davy réalisa l'électrolyse de la soude caustique. Pendant le Moyen Âge, un composé du sodium avec le nom latin de sodanum était utilisé pour le traitement des maux de tête. Le symbole du sodium Na vient du nom latin d'un composé du sodium appelé natrium, qui lui-même vient du grec nitron, une sorte de sel naturel (le natron). En allemand comme en néerlandais, sodium se dit Natrium.

Caractéristiques notables

Sodium métallique

Comme les autres métaux alcalins, le sodium a un aspect doux, blanc argenté, légèrement rosé. C'est un élément très réactif ; en particulier il s'oxyde lentement à l'air humide et réagit violemment avec l'eau, ce qui force à le conserver dans le pétrole ou sous une atmosphère inerte d'azote ou d'argon. Le sodium est léger, flotte sur l'eau et la décompose en libérant du dihydrogène et en formant de la soude, l'hydroxyde de sodium.

2 Na + 2 H2OH2 + 2 Na+ + 2 OH

La chaleur dégagée par la réaction exothermique de décomposition de l'eau suffit généralement, en présence d'oxygène, à faire détoner l'hydrogène produit.

Sa température de fusion relativement basse, aux alentours de 97,81 °C, le rend facile à manipuler, stocker et transporter (en citernes par exemple, dans lesquelles on le solidifie pour le refondre à l'arrivée), à condition d'être très vigilant à bien le laisser toujours sous atmosphère inerte et à l'abri de l'eau ou de l'humidité, en raison de sa grande réactivité.

Ce métal ne brûle dans l'air qu'à des températures supérieures à 388 K (soit 115 °C).

C'est un excellent conducteur électrique.

Le spectre du sodium possède la particularité de présenter un doublet spectral très brillant dans le jaune. Ces deux raies, localisées à 5890,0 et 5895,9 Ångströms sont généralement notées D1 et D2. Leur interférence est responsable d'un phénomène de battement en intensité.

À mesure que la pression augmente, le sodium devient isolant et prend l’aspect d’un matériau noir, puis celui d’un matériau translucide rouge avant de finalement devenir transparent sous une pression de 200 GPa[1].

Utilisations du sodium

Le sodium sous sa forme métallique est utilisé dans la fabrication des esters ainsi que dans celle d'autres composés organiques, utilisés en particulier dans l'industrie pharmaceutique, les cosmétiques, les pesticides, etc.

Il a été longtemps utilisé, sous forme d'alliage avec le plomb, pour la production de plomb tétraéthyle, additif antidétonant pour le carburant automobile.

Autres utilisations du sodium métal :

  • pour la synthèse de l'indigo artificiel, du borohydrure de sodium, dans la réduction de Birch
  • dans certains alliages, pour améliorer leur structure ;
  • pour purifier les métaux fondus ;
  • pour la fabrication du silicium utilisé dans l'électronique ou les panneaux solaires ;
  • pour les batteries sodium - soufre ;
  • le sodium sous forme liquide constitue un efficace fluide caloporteur (assurant le transfert de chaleur) : on l'utilise dans ce but principalement dans les soupapes (creuses) de moteurs poussés, mais il sert également dans les réacteurs nucléaires à neutrons rapides.

Le NaK est un alliage de sodium et de potassium, c'est un matériau important pour les transferts thermiques.

Le sodium est utilisé sous forme de vapeur alcaline dans les lampes à vapeur de sodium. Cette vapeur est très réactive : par exemple, à 1 400 °C, elle réagit avec l'alumine en formant de l'aluminate.

Fabrication

Le sodium sous forme métallique est fabriqué par électrolyse du chlorure de sodium fondu. Le chlorure de sodium fondant vers 800 °C, il est nécessaire pour des raisons technologiques de l'utiliser en mélange avec du chlorure de calcium et du chlorure de baryum. Ce mélange permet de travailler à environ 600 °C. Les principaux producteurs de sodium sous forme métallique dans le monde sont :

Composés du sodium

Les composés chimiques dans lesquels on trouve un ion sodium Na+ sont extrêmement nombreux. Parmi les plus simples on peut citer :

Le chlorure de sodium NaCl est indispensable à la vie, par exemple à la transmission de l'influx nerveux, faisant intervenir des échanges intermembranaires d'ions Na+.

On trouve également des composés du sodium :

Notes et références

  1. Laurent Sacco, Sous pression, le sodium métallique devient transparent !, futura-sciences, 17 mars 2009.

Voir aussi

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Voir « sodium » sur le Wiktionnaire.

Articles connexes

Liens externes


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1 H He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba   La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra   Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cp Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


Métalloïdes Non-métaux Halogènes Gaz rares
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