编辑“︁弱钠”︁

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'''弱钠'''，钠单质的同素异形体，化学式Na<sub>48</sub>.弱钠是由大量的弱钠分子构成的，每个弱钠分子包含48个钠原子.这一球状结构十分稳定，难以被拆分为钠原子.因此在化学反应中，弱钠往往作为整体存在，例如四氧化弱钠中，弱钠整体呈+8价，化学式Na<sub>48</sub>O<sub>4</sub>。

弱钠在室温下为银色透明晶体，密度为1.37g/cm<sup>3</sup>，熔点为432℃，沸点2310℃。

==结构==

如上所述，弱钠不是由单个原子构成的，而是由48个原子结合在一起形成的分子构成的，这一分子一般为正二十面体状。命名其为Na<sub>48</sub>，中文名为弱钠。需要注意的是，不同于正常的钠单质，因为弱钠分子中的钠钠[[魔键]]太强，所以弱钠在化学反应中是以一个集体存在的，而不会生成单个的钠原子。

据推测，钠钠魔键的结构极大地影响了弱钠的诸多物理和化学性质，使之与钠单质有较大的区别。

==制备==

常用的弱钠制备方法是金刚石低温催化法。

取一块高纯度的钠（质量最好是250g），隔绝空气加热到约1073K，并将气压抽低至6.324kPa。于钠蒸汽中央放置一正二十面体结构的金刚石，然后将温度迅速降低至199.8±2.5K。观察可以发现，急剧的温度变化下金刚石碎裂成小块，并在此过程中和钠蒸汽充分接触.而钠蒸汽则会瞬间在金刚石表面凝结出透明晶体，同时带有金属光泽，这就是弱钠。

==物理性质==

作为一种金属单质，弱钠也是可以成盐的。由于弱钠分子的不可拆分性，弱钠所形成的盐从构成、性质、外观上看都和钠盐有很大的差别。下面将从弱钠单质和弱钠盐两部分来介绍它们的物理性质。

===弱钠===

弱钠的外观和钠的外观是一样的，都具有强烈金属光泽.弱钠比钠更加活泼，露置于空气中，瞬间变为灰白色。

弱钠的莫氏硬度略低于钠单质，因此也较软，可以使用小刀切割.一般用手即可在弱钠块上留下痕迹。

弱钠的密度为钠的<math>\sqrt{2}</math>倍，约1.369g/cm³，一般取1.37g/cm³。

弱钠分子间存在比较强的金属键，所以它的熔点高达705K，远高于铟、锡、铊、铅、铋。更加反常的是弱钠的沸点达2583K，高于Sn的沸点.原因不明，有科学家推测这也是魔键在暗中起作用。

弱钠的导电性比钠单质稍微弱一点。

===弱钠盐===

弱钠盐大多数外观呈灰白色，常温下其固体导电性很差，可以认为是绝缘体。

弱钠盐最特殊的性质在于它在水中的溶解度.一般来说，钠盐都是易溶于水，不溶于超临界二氧化碳、二硫化碳、四氯化碳、苯、无水乙醇、无水乙醚、乙酸乙酯、无水丙酮、己烷的。但是弱钠盐恰好相反。弱钠盐要么微溶（0.01g~1g/100gH<sub>2</sub>O)于水，要么难溶(＜0.01g/100gH<sub>2</sub>O)于水。但是它可以少量溶解在上述几种溶剂中。不同于钠盐，弱钠盐几乎都易溶于液氨(即使酸根会把氨氧化成氮气和水，或者是N<sub>2</sub>O、NO，甚至产生硝酸)；已知的唯一不溶于液氨的弱钠盐是Na<sub>48</sub>(MnO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>，这种盐含有罕见的+5价锰。

液氨中的弱钠盐沉淀在工业上有重大意义，有专门的制取方法如下：将Na<sub>48</sub>(VO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>和过量MnO<sub>2</sub>混合，然后全部投入液氨，搅拌。反应开始：

:Na<sub>48</sub>(VO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+8MnO<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>(MnO<sub>3</sub>)8+8VO<sub>2</sub>

往溶液里通入少量氯化氢气体，VO<sub>2</sub>沉淀消失，过量的MnO<sub>2</sub>也会被消耗掉。

:2NH<sub>3</sub>+2HCl+VO<sub>2</sub>=(NH<sub>4</sub>)2VO<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub>

:MnO<sub>2</sub>+4HCl+2NH<sub>3</sub>=MnCl<sub>2</sub>+H<sub>2</sub>↑+2NH<sub>4</sub>ClO

过滤沉淀，得到Na<sub>48</sub>(MnO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>。

==化学性质==

科学家们目前对于弱钠的各种化学性质有了较为透彻和深入的研究，以下列举重点。

===化合价===

化合物中，弱钠只存在三种化合价：0价、+4价和+8价。

理论上Na<sub>48</sub>可以与一氧化碳在羰基锑催化下生成Na<sub>48</sub>(CO)<sub>16</sub>，其中Na<sub>48</sub>仍然显0价。

但是科学家们在实际操作规程中未能合成该物质；相反，因为弱钠的还原性比正常的钠还强，所以生成了Na<sub>48</sub>O<sub>4</sub>、Na<sub>48</sub>C<sub>2</sub>、Na<sub>48</sub>C<sub>4</sub>、Na<sub>48</sub>C<sub>8</sub>等一系列化合物。

值得注意的是，由于键能极高的钠钠魔键，一般弱钠只以+8价存在于化合物中，或者以0价单质存在。

===分解===

弱钠一般在化学反应中是作为一个整体的。即使用F<sub>2</sub>O<sub>7</sub>、臭卤(对于臭氟、臭氯、臭溴三种已知的三原子分子卤素单质的统称)、高氧酸酐、都无法把弱钠分子打开，更不要提普通的氟气、氯气、氧气了。因此可知弱钠分子极难拆分为单个的钠原子。

现有资料显示，Na<sub>48</sub>分解产生正常的钠单质，伴随着巨量能量的释放。据计算，1个Na<sub>48</sub>分子完全分解成48个钠原子，所释放出来的能量相当于48000个Pb(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub>分子完全分解。计算如下：

1g的Pb(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub>完全分解，放出的能量是2.148kJ；1mol的Pb(N3)2完全分解，放出的能量是2.148kJ*(14.007*6+207.2)≈625.588kJ；48000个Pb(N<sub>3</sub>)<sub>2</sub>分子完全分解，放出的能量是(625.588*48000/mol)J。这些能量正好等于一个Na<sub>48</sub>分子完全分解成48个钠原子所释放出来的能量。

那么，1molNa<sub>48</sub>分子完全分解成48mol钠原子，释放出来的能量就应该是625.588*48000=30028.224MJ。1g的Na<sub>48</sub>分子完全分解成1g的钠单质，释放出来的能量为30028.224/22.98977/48=27.211MJ。

===和气体的反应===

正常情况下，弱钠可以轻松与氧气、氮气、氢气、氨气、氙气等反应：

:10Na<sub>48</sub>+24NH<sub>3</sub>==Na<sub>48</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+9Na<sub>48</sub>H<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>+4H<sub>2</sub>==Na<sub>48</sub>H<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>+8H<sub>3</sub>==Na<sub>48</sub>(H<sub>3</sub>)<sub>3</sub>

其中的H<sub>3</sub>是一种氢单质，称[[三原子氢]](非超理物质,但在超理环境下才稳定)。

其余的反应还有（不特别标注的，属于接触即反应）：

:Na<sub>48</sub>+2O<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>O<sub>4</sub>

:Na<sub>48</sub>+4O<sub>2</sub>=点燃=Na<sub>48</sub>O<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>+8O<sub>2</sub>=NH<sub>3</sub>(l)=Na<sub>48</sub>(O<sub>2</sub>)<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>+4F<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>F<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>+4Cl<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>+8ClO<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>+8O<sub>2</sub>

:Na<sub>48</sub>+12N<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>8</sub>

:Na<sub>48</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+20O<sub>2</sub>=561K=Na<sub>48</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+16NO

:Na<sub>48</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+12O<sub>2</sub>=517K=Na<sub>48</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+8N<sub>2</sub>

:Na<sub>48</sub>(N<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+8O<sub>2</sub>=489K=Na<sub>48</sub>(NO<sub>2</sub>)<sub>8</sub>+8N<sub>2</sub>

:Na<sub>48</sub>+8H<sub>2</sub>O=Na<sub>48</sub>(OH)<sub>8</sub>+4H<sub>2</sub>↑

:Na<sub>48</sub>+8NO<sub>2</sub>=TK(100＜T＜238)=Na<sub>48</sub>(NO<sub>2</sub>)<sub>8</sub>

可以看到，弱钠和相同气体反应，条件不同，产物也不同。

:Na<sub>48</sub>+16NO<sub>2</sub>=TK(261＜T＜363)=Na<sub>48</sub>(NO<sub>3</sub>)<sub>8</sub>+8NO

这是弱钠与二氧化氮发生的反应。

当然，弱钠在温度足够高的时候可以和反应生成的一氧化氮继续反应。

:Na<sub>48</sub>+4NO=541K=Na<sub>48</sub>O<sub>4</sub>+2N<sub>2</sub>

:Na<sub>48</sub>+8NO=313K=Na<sub>48</sub>O<sub>8</sub>+4N<sub>2</sub>

:Na<sub>48</sub>+8NO=210K,NH<sub>3</sub>(l)=Na<sub>48</sub>(NO)<sub>8</sub>

===和液体的反应===

由于受魔键影响，弱钠与无论哪种液体反应，都是相当慢的，这点和正常的钠很不一样。

它和H<sub>2</sub>O、HCl、H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>、HNO<sub>3</sub>、王水、逆王水、超盐酸反应的速度都是一样的，而且这与溶质浓度、溶液温度都无关，这是非常罕见的现象！

它即使丢到超盐酸里也只会按照这个反应方程式进行反应：

:Na<sub>48</sub>+(HCl)<sub>10</sub>= H<sub>2</sub>Na<sub>48</sub>Cl<sub>10</sub>+4H<sub>2</sub>↑

为什么H<sub>2</sub>Na<sub>48</sub>Cl<sub>10</sub>不能和Na<sub>48</sub>继续反应？因为位阻太大，超盐酸根只能一次结合一个弱钠分子。

同理，弱钠和氮气反应只能生成叠氮化弱钠，为什么不能生成(Na<sub>48</sub>)<sub>3</sub>N<sub>8</sub>？也是因为位阻。

合成(Na<sub>48</sub>)<sub>3</sub>N<sub>8</sub>是做不到的，也是不可能的，但是我们可以合成HNa<sub>48</sub>N<sub>3</sub>。你可以用混有少量氨气的氮气与纯的弱钠反应，也可以用氢叠氮酸和弱钠反应。

说起来很奇特的是，氢叠氮酸和弱钠反应竟然只能生成HNa<sub>48</sub>N<sub>3</sub>，而合成叠氮化弱钠必须用氮气和弱钠反应。

一般来说，把一块钠投入水中的时候，它会浮熔游响红(如果滴加了酚酞)。但是弱钠不会这样，它无论是和冷水还是和沸腾的王水反应，都是会沉到水底(因为它的密度大于水)，同时自身表面不断冒出气泡，速度较快，但是不会被自己生成的氢气气泡带上来。

:Na<sub>48</sub>+8HCl+12H<sub>2</sub>O=Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>·12H<sub>2</sub>O+4H<sub>2</sub>

以上为弱钠与稀盐酸反应的反应方程式。

Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>·12H<sub>2</sub>O是一种银色透明固体，质脆，容易形成碎屑。且不同于NaCl，Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>·12H<sub>2</sub>O难溶于水，水溶液是银色的。

它在加热到58℃时失去部分结晶水，产生Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>·8H<sub>2</sub>O，加热到68℃时继续失去结晶水，产生Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>·6H<sub>2</sub>O，一直加热到100℃时失去所有结晶水，变为Na<sub>48</sub>Cl<sub>8</sub>。

Na<sub>48</sub>溶解在液态氨中会生成Na<sub>48</sub>(NH<sub>4</sub>)<sub>4</sub>(NH<sub>2</sub>)<sub>12</sub>，中文名为十二氨合铵弱钠。

Na<sub>48</sub>(NH<sub>4</sub>)<sub>4</sub>(NH<sub>2</sub>)<sub>12</sub>是一种紫蓝色透明晶体，对热对氧化剂都不稳定。

它加热到0℃以上就会分解成Na<sub>48</sub>(NH<sub>2</sub>)<sub>8</sub>，加热到100℃时更会分解为Na<sub>48</sub>(NH)<sub>4</sub>。

而Na<sub>48</sub>(NH)<sub>4</sub>的液氨溶液接触顺铂后会生成不稳定的Na<sub>48</sub>(NH<sub>2</sub>)<sub>4</sub>，其中Na<sub>48</sub>分子作为一个整体，极罕见的只显+4价。<br/>
顺铂本身不变，所以顺铂是该反应的催化剂。

===和固体的反应===

氯化弱钠和过二硫酸钾K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>反应会生成过二硫酸弱钠Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>)<sub>4</sub>。反应方程式略。

Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>)<sub>4</sub>是一种橘黄色晶体，质脆，易成碎屑。Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>)<sub>4</sub>水溶性极差，完全不溶于水，也不发生水解。

Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>)<sub>4</sub>非常稳定，加热到498℃时才生成氧气，反应方程式：

:Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>)<sub>4</sub>=Δ=Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)<sub>4</sub>+2O<sub>2</sub>↑

再继续加热到732℃时就生成有害气体了：

:Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)<sub>4</sub>=Δ=Na<sub>48</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>4</sub>+4SO<sub>2</sub>↑+2O<sub>2</sub>↑

它可以与氨水反应，生成(NH<sub>4</sub>)8Na<sub>48</sub>(S<sub>2</sub>O<sub>8</sub>)<sub>4</sub>

但是这个结构不稳定，只能稳定存在约187μs，随后就转变为(NH<sub>4</sub>)8Na<sub>48</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>8</sub>。

它可以改写为Na<sub>48</sub>·8NH<sub>4</sub>·8SO<sub>4</sub>。

事实上，弱钠在大多数时候和钠单质差别不大。

过氧化弱钠在有氧气的时候会自发的和三氧化二铁反应，生成高铁酸弱钠：

:Na<sub>48</sub>O<sub>8</sub>+2Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>+O<sub>2</sub>=Na<sub>48</sub>(FeO<sub>4</sub>)<sub>4</sub>

当然，没氧气不要紧，如果存在碱金属过氧化物或者碱金属超氧化物，这个反应也会发生，不过会消耗一部分氧元素。

举例：

:Na<sub>48</sub>O<sub>8</sub>+2Na<sub>2</sub>O<sub>2</sub>+2Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>=Na<sub>48</sub>(FeO<sub>4</sub>)<sub>4</sub>+2Na<sub>2</sub>O

此外，过氧化弱钠也会和氧化铜反应，生成铜酸弱钠：

:Na<sub>48</sub>O<sub>8</sub>+8CuO=Na<sub>48</sub>(CuO<sub>2</sub>)<sub>8</sub>

过氧化弱钠还能和高锰酸钠/锰酸钠反应，生成高锰酸弱钠/锰酸弱钠，同时置换出过氧化钠。

过氧化弱钠也可以和氧化高钴反应，生成高钴酸弱钠，但是这里的钴是+4价，反应方程式：

:Na<sub>48</sub>O<sub>8</sub>+2Co<sub>2</sub>O<sub>3</sub>=Na<sub>48</sub>(CoO<sub>3</sub>)<sub>4</sub>+O<sub>2</sub>↑

过氧化弱钠和三氧化二镍的反应和上面差不多，请自行参考。

===还原性===

将弱钠加热到432℃即705K时，它就会熔化。可以往液态的弱钠里加银、铂、金、铟、铊、锗、锡、铅、铋等金属，与弱钠反应。

它会分别生成Na<sub>48</sub>Ag<sub>10</sub>、Na<sub>48</sub>Pt<sub>5</sub>、Na<sub>48</sub>Au<sub>10</sub>、Na<sub>48</sub>In<sub>10</sub>、Na<sub>48</sub>Tl<sub>10</sub>、Na<sub>48</sub>Ge<sub>4</sub>、Na<sub>48</sub>Ge<sub>8</sub>、Na<sub>48</sub>Sn<sub>4</sub>、Na<sub>48</sub>Sn<sub>8</sub>、Na<sub>48</sub>Pb<sub>4</sub>、Na<sub>48</sub>Pb<sub>10</sub>、Na<sub>48</sub>Pb<sub>20</sub>(Pb<sup>2-</sup>)、Na<sub>48</sub>Pb<sub>22</sub>(Pb4<sup>9-</sup>和Pb<sup>2-</sup>)，Na<sub>48</sub>Bi<sub>10</sub>(与Bi<sub>2</sub>Li<sub>2</sub>反应也可得到)

==强钠==

科学家的理论计算表明，很有可能存在一种性质相对钠单质和弱钠恰好相反的钠单质，命名为强钠。但自然界未能发现强钠，也尚未有科学家制备出强钠。人们只能通过比较弱钠和钠单质的数据来推测强钠的性质。

==作者声明==

1.以上内容大部分属于化学内容，夹杂着一些超理内容，请注意识别。

2.以上内容大部分转载自 超理吧 用户 @纵连 。

3.欢迎广大锑星超理学爱好者补充完善改词条，并积极提出改进意见。
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