杂说生活中的钠

冯大诚

钠是一种金属元素。在元素周期表的100多种元素中，金属元素占比超过80%，算得上一个大家族。在金属元素这个大家族中，钠是化学性质最活泼的元素之一。它是11号元素，比10号元素—惰性气体氖多1个电子。这个电子很容易“跑”到较远的地方，所以钠原子显得很“胖”，也很“松”。这也使得钠原子之间的金属键很弱，因此金属钠非常软非常轻，熔点也很低（只有97.7℃），很容易变成液体。人们可以像切橡皮一样，用小刀切割金属钠。

也正因为钠原子最外层的那个电子很容易失去，所以金属钠在空气中很容易氧化、受热燃烧，甚至发生爆炸；将金属钠放入水里，也会与水发生剧烈的反应，释放出大量热。所以，金属钠平时要储放在煤油或液体石蜡中，避免与空气或水接触。鉴于此，金属钠不能像金、银、铜、铁、锡之类的金属一样被做成适用于人类常用的各种器皿，它的用处主要是作为强的还原剂而参加化学反应。

钠的性质过于活泼，在自然界中，它并不以金属单质而存在，而它的化合物很多都与我们的生活有关，其中关系最密切的就是氯化钠（食盐的主要成分）。

上文说过，钠原子最外层的那个电子很容易失去，从而形成惰性气体的电子结构，这是钠正离子；而氯原子得到1个电子后会形成惰性气体的电子结构，这是氯负离子：钠正离子与氯负离子整整齐齐地排列堆积起来，就形成了氯化钠晶体。人们将食盐放入食物里，氯化钠晶体就溶解于其中，形成钠正离子和氯负离子。二者作用于我们的味蕾，使我们感受到咸味。

自然界里的氯化钠多呈凝结在一起的固体状。通过海水或内陆湖水晒盐，得到的往往就是颗粒较大的盐粒。人们食用大块盐粒当然很不方便，所以需要把它们重新结晶后再粉碎。被粉碎的细盐往往仍然呈正方体，且正方体的6个面都是平面，放置一段时间后，盐粒之间会因为水汽的作用而黏合在一起，这样盐粒又会凝结成块。为了避免发生这种情况，人们往往在精制食盐的过程中加入极少量的亚铁氰化钾，使盐粒不容易凝结，更便于人们使用。

看到“氰化钾”三个字，你是不是很担心？因为氰化钾有剧毒。但其实，亚铁氰化钾与氰化钾是两种完全不同的物质，它的毒性极低，是一种良好的抗凝结剂，它的另一个名称叫“六氰铁酸钾”—6个氰基在上下左右前后6个面与铁离子牢牢地络合在一起。用化学语言解释，就是氰基与铁原子的轨道的相互作用，是比较强的配位键，其强度比氰化钾的正负离子吸引强得多。

氰化钾之所以有剧毒，是因为它在溶液中离解为钾离子和氰基，氰基进入人体内，会与红细胞中的铁离子络合，使它失去输氧的功能，从而引起人体死亡。而在亚铁氰化钾中，氰基已经与铁离子牢牢地络合在一起了，亚铁氰化钾很稳定。所以，大家完全不用担心食用加有少量亚铁氰化钾的食盐会对人体造成伤害。

人们需要摄入盐，不是因为它能增加食物的美味度，而是因为人体需要盐。钠离子参与了人体内细胞和体液之间的渗透压平衡，也参与了体液的酸碱平衡。

电解质在人体中具有重要作用。在正常人体内，钠离子约占细胞外液阳离子总量的92%，钾离子约占细胞内液阳离子总量的98%。钠、钾离子的相对平衡，维持着整个细胞的功能和结构的完整。电解质代谢紊乱可使全身各器官系统，特别是心血管系统、神经系统的生理功能和机体的物质代谢发生相应的障碍，严重时常可导致死亡。细胞外液的渗透压主要由钠维持。钠增多时，细胞外液量也增多，如增多量超过正常值，会引起水肿；钠减少时，细胞外液量随之减少，如减少量过多，可使血容量不足而发生周围循环衰竭。正常人體内血清钠浓度为135～145毫摩尔每升。高于150毫摩尔每升为高钠血症，可致意识障碍、惊厥、肌肉挛缩；低于135毫摩尔每升为低钠血症，可致嗜睡、肌无力、瘫痪及脑水肿。

人体的各种生物化学反应都需要在适当的酸碱性环境中进行，这就要求血液的酸碱度基本是中性（pH值约7.4）。但是，人体内一直发生着各种化学反应，并产生或酸性或碱性的产物。为了防止血液酸碱度出现大幅度“颠簸”，就需要有能调节酸碱度的缓冲溶液。

我们知道，人体血液中有一定的二氧化碳，溶解在水里后，一部分会电离成氢离子和碳酸氢根，它们与血液中的钠离子、氯离子一起形成了能调节酸碱度的缓冲液。假如体液中突然增加了一些酸（也就是多了一些氢离子），那么缓冲液中的碳酸氢根就能够与它结合，从而使体液中的氢离子浓度不至于马上升高。当然，这只是缓冲而已，真正调节酸碱度还要靠肺和肾脏来排出二氧化碳和碳酸氢根。而在肾脏调节碳酸氢根和重新吸收原尿中的水分的过程中，钠离子一直都起着重要的作用。另外，在维持神经、肌肉的兴奋性的过程中，钠离子也起到十分重要的作用。

所有这些都说明，钠是人体必不可少的重要元素。当然，摄入太多钠会增加心血管疾病的发生风险，因此为了保持身体的健康，必须要控制钠的摄入量。

钠还有很多妙用。很多去油污产品中都含有钠，如肥皂、洗涤灵、餐洗净、洗衣液等，它们的主要成分是各种表面活性剂，这些表面活性剂多含有羧酸、磺酸、胺基的钠盐。另外，现在锂电池运用广泛，但锂在地壳中的含量不高，科学界一直在加紧寻找可与之相媲美的替代元素。钠的全球储量十分丰富且成本低廉，因此成为了锂的替换候选者之一。如果我们能够开发出一种比锂电池制造成本更低，电池储能量和释放效率更高的钠离子电池，并在将来用钠电池代替锂电池，那就“前途无量”了。