馮大誠

鈉是一種金屬元素。在元素周期表的100多種元素中，金屬元素占比超過80%，算得上一個大家族。在金屬元素這個大家族中，鈉是化學性質最活潑的元素之一。它是11號元素，比10號元素—惰性氣體氖多1個電子。這個電子很容易“跑”到較遠的地方，所以鈉原子顯得很“胖”，也很“松”。這也使得鈉原子之間的金屬鍵很弱，因此金屬鈉非常軟非常輕，熔點也很低（只有97.7℃），很容易變成液體。人們可以像切橡皮一樣，用小刀切割金屬鈉。

也正因為鈉原子最外層的那個電子很容易失去，所以金屬鈉在空氣中很容易氧化、受熱燃燒，甚至發(fā)生爆炸；將金屬鈉放入水里，也會與水發(fā)生劇烈的反應，釋放出大量熱。所以，金屬鈉平時要儲放在煤油或液體石蠟中，避免與空氣或水接觸。鑒于此，金屬鈉不能像金、銀、銅、鐵、錫之類的金屬一樣被做成適用于人類常用的各種器皿，它的用處主要是作為強的還原劑而參加化學反應。

鈉的性質過于活潑，在自然界中，它并不以金屬單質而存在，而它的化合物很多都與我們的生活有關，其中關系最密切的就是氯化鈉（食鹽的主要成分）。

上文說過，鈉原子最外層的那個電子很容易失去，從而形成惰性氣體的電子結構，這是鈉正離子；而氯原子得到1個電子后會形成惰性氣體的電子結構，這是氯負離子：鈉正離子與氯負離子整整齊齊地排列堆積起來，就形成了氯化鈉晶體。人們將食鹽放入食物里，氯化鈉晶體就溶解于其中，形成鈉正離子和氯負離子。二者作用于我們的味蕾，使我們感受到咸味。

自然界里的氯化鈉多呈凝結在一起的固體狀。通過海水或內陸湖水曬鹽，得到的往往就是顆粒較大的鹽粒。人們食用大塊鹽粒當然很不方便，所以需要把它們重新結晶后再粉碎。被粉碎的細鹽往往仍然呈正方體，且正方體的6個面都是平面，放置一段時間后，鹽粒之間會因為水汽的作用而黏合在一起，這樣鹽粒又會凝結成塊。為了避免發(fā)生這種情況，人們往往在精制食鹽的過程中加入極少量的亞鐵氰化鉀，使鹽粒不容易凝結，更便于人們使用。

看到“氰化鉀”三個字，你是不是很擔心？因為氰化鉀有劇毒。但其實，亞鐵氰化鉀與氰化鉀是兩種完全不同的物質，它的毒性極低，是一種良好的抗凝結劑，它的另一個名稱叫“六氰鐵酸鉀”—6個氰基在上下左右前后6個面與鐵離子牢牢地絡合在一起。用化學語言解釋，就是氰基與鐵原子的軌道的相互作用，是比較強的配位鍵，其強度比氰化鉀的正負離子吸引強得多。

氰化鉀之所以有劇毒，是因為它在溶液中離解為鉀離子和氰基，氰基進入人體內，會與紅細胞中的鐵離子絡合，使它失去輸氧的功能，從而引起人體死亡。而在亞鐵氰化鉀中，氰基已經與鐵離子牢牢地絡合在一起了，亞鐵氰化鉀很穩(wěn)定。所以，大家完全不用擔心食用加有少量亞鐵氰化鉀的食鹽會對人體造成傷害。

人們需要攝入鹽，不是因為它能增加食物的美味度，而是因為人體需要鹽。鈉離子參與了人體內細胞和體液之間的滲透壓平衡，也參與了體液的酸堿平衡。

電解質在人體中具有重要作用。在正常人體內，鈉離子約占細胞外液陽離子總量的92%，鉀離子約占細胞內液陽離子總量的98%。鈉、鉀離子的相對平衡，維持著整個細胞的功能和結構的完整。電解質代謝紊亂可使全身各器官系統(tǒng)，特別是心血管系統(tǒng)、神經系統(tǒng)的生理功能和機體的物質代謝發(fā)生相應的障礙，嚴重時?？蓪е滤劳觥＜毎庖旱臐B透壓主要由鈉維持。鈉增多時，細胞外液量也增多，如增多量超過正常值，會引起水腫；鈉減少時，細胞外液量隨之減少，如減少量過多，可使血容量不足而發(fā)生周圍循環(huán)衰竭。正常人體內血清鈉濃度為135～145毫摩爾每升。高于150毫摩爾每升為高鈉血癥，可致意識障礙、驚厥、肌肉攣縮；低于135毫摩爾每升為低鈉血癥，可致嗜睡、肌無力、癱瘓及腦水腫。

人體的各種生物化學反應都需要在適當?shù)乃釅A性環(huán)境中進行，這就要求血液的酸堿度基本是中性（pH值約7.4）。但是，人體內一直發(fā)生著各種化學反應，并產生或酸性或堿性的產物。為了防止血液酸堿度出現(xiàn)大幅度“顛簸”，就需要有能調節(jié)酸堿度的緩沖溶液。

我們知道，人體血液中有一定的二氧化碳，溶解在水里后，一部分會電離成氫離子和碳酸氫根，它們與血液中的鈉離子、氯離子一起形成了能調節(jié)酸堿度的緩沖液。假如體液中突然增加了一些酸（也就是多了一些氫離子），那么緩沖液中的碳酸氫根就能夠與它結合，從而使體液中的氫離子濃度不至于馬上升高。當然，這只是緩沖而已，真正調節(jié)酸堿度還要靠肺和腎臟來排出二氧化碳和碳酸氫根。而在腎臟調節(jié)碳酸氫根和重新吸收原尿中的水分的過程中，鈉離子一直都起著重要的作用。另外，在維持神經、肌肉的興奮性的過程中，鈉離子也起到十分重要的作用。

所有這些都說明，鈉是人體必不可少的重要元素。當然，攝入太多鈉會增加心血管疾病的發(fā)生風險，因此為了保持身體的健康，必須要控制鈉的攝入量。

鈉還有很多妙用。很多去油污產品中都含有鈉，如肥皂、洗滌靈、餐洗凈、洗衣液等，它們的主要成分是各種表面活性劑，這些表面活性劑多含有羧酸、磺酸、胺基的鈉鹽。另外，現(xiàn)在鋰電池運用廣泛，但鋰在地殼中的含量不高，科學界一直在加緊尋找可與之相媲美的替代元素。鈉的全球儲量十分豐富且成本低廉，因此成為了鋰的替換候選者之一。如果我們能夠開發(fā)出一種比鋰電池制造成本更低，電池儲能量和釋放效率更高的鈉離子電池，并在將來用鈉電池代替鋰電池，那就“前途無量”了。