弱鈉
弱鈉，鈉單質的同素異形體，化學式Na48.弱鈉是由大量的弱鈉分子構成的，每個弱鈉分子包含48個鈉原子.這一球狀結構十分穩定，難以被拆分為鈉原子.因此在化學反應中，弱鈉往往作為整體存在，例如四氧化弱鈉中，弱鈉整體呈+8價，化學式Na48O4。
弱鈉在室溫下為銀色透明晶體，密度為1.37g/cm3，熔點為432℃，沸點2310℃。
結構
如上所述，弱鈉不是由單個原子構成的，而是由48個原子結合在一起形成的分子構成的，這一分子一般為正二十面體狀。命名其為Na48，中文名為弱鈉。需要注意的是，不同於正常的鈉單質，因為弱鈉分子中的鈉鈉魔鍵太強，所以弱鈉在化學反應中是以一個集體存在的，而不會生成單個的鈉原子。
據推測，鈉鈉魔鍵的結構極大地影響了弱鈉的諸多物理和化學性質，使之與鈉單質有較大的區別。
製備
常用的弱鈉製備方法是金剛石低溫催化法。
取一塊高純度的鈉（質量最好是250g），隔絕空氣加熱到約1073K，並將氣壓抽低至6.324kPa。於鈉蒸汽中央放置一正二十面體結構的金剛石，然後將溫度迅速降低至199.8±2.5K。觀察可以發現，急劇的溫度變化下金剛石碎裂成小塊，並在此過程中和鈉蒸汽充分接觸.而鈉蒸汽則會瞬間在金剛石表面凝結出透明晶體，同時帶有金屬光澤，這就是弱鈉。
物理性質
作為一種金屬單質，弱鈉也是可以成鹽的。由於弱鈉分子的不可拆分性，弱鈉所形成的鹽從構成、性質、外觀上看都和鈉鹽有很大的差別。下面將從弱鈉單質和弱鈉鹽兩部分來介紹它們的物理性質。
弱鈉
弱鈉的外觀和鈉的外觀是一樣的，都具有強烈金屬光澤.弱鈉比鈉更加活潑，露置於空氣中，瞬間變為灰白色。
弱鈉的莫氏硬度略低於鈉單質，因此也較軟，可以使用小刀切割.一般用手即可在弱鈉塊上留下痕跡。
弱鈉的密度為鈉的$ {\sqrt {2}} $倍，約1.369g/cm³，一般取1.37g/cm³。
弱鈉分子間存在比較強的金屬鍵，所以它的熔點高達705K，遠高於銦、錫、鉈、鉛、鉍。更加反常的是弱鈉的沸點達2583K，高於Sn的沸點.原因不明，有科學家推測這也是魔鍵在暗中起作用。
弱鈉的導電性比鈉單質稍微弱一點。
弱鈉鹽
弱鈉鹽大多數外觀呈灰白色，常溫下其固體導電性很差，可以認為是絕緣體。
弱鈉鹽最特殊的性質在於它在水中的溶解度.一般來說，鈉鹽都是易溶於水，不溶於超臨界二氧化碳、二硫化碳、四氯化碳、苯、無水乙醇、無水乙醚、乙酸乙酯、無水丙酮、己烷的。但是弱鈉鹽恰好相反。弱鈉鹽要麼微溶（0.01g~1g/100gH2O)於水，要麼難溶(＜0.01g/100gH2O)於水。但是它可以少量溶解在上述幾種溶劑中。不同於鈉鹽，弱鈉鹽幾乎都易溶於液氨(即使酸根會把氨氧化成氮氣和水，或者是N2O、NO，甚至產生硝酸)；已知的唯一不溶於液氨的弱鈉鹽是Na48(MnO3)8，這種鹽含有罕見的+5價錳。
液氨中的弱鈉鹽沉澱在工業上有重大意義，有專門的製取方法如下：將Na48(VO3)8和過量MnO2混合，然後全部投入液氨，攪拌。反應開始：
- Na48(VO3)8+8MnO2=Na48(MnO3)8+8VO2
往溶液里通入少量氯化氫氣體，VO2沉澱消失，過量的MnO2也會被消耗掉。
- 2NH3+2HCl+VO2=(NH4)2VO2Cl2
- MnO2+4HCl+2NH3=MnCl2+H2↑+2NH4ClO
過濾沉澱，得到Na48(MnO3)8。
化學性質
科學家們目前對於弱鈉的各種化學性質有了較為透徹和深入的研究，以下列舉重點。
化合價
化合物中，弱鈉只存在三種化合價：0價、+4價和+8價。
理論上Na48可以與一氧化碳在羰基銻催化下生成Na48(CO)16，其中Na48仍然顯0價。
但是科學家們在實際操作規程中未能合成該物質；相反，因為弱鈉的還原性比正常的鈉還強，所以生成了Na48O4、Na48C2、Na48C4、Na48C8等一系列化合物。
值得注意的是，由於鍵能極高的鈉鈉魔鍵，一般弱鈉只以+8價存在於化合物中，或者以0價單質存在。
分解
弱鈉一般在化學反應中是作為一個整體的。即使用F2O7、臭鹵(對於臭氟、臭氯、臭溴三種已知的三原子分子鹵素單質的統稱)、高氧酸酐、都無法把弱鈉分子打開，更不要提普通的氟氣、氯氣、氧氣了。因此可知弱鈉分子極難拆分為單個的鈉原子。
現有資料顯示，Na48分解產生正常的鈉單質，伴隨着巨量能量的釋放。據計算，1個Na48分子完全分解成48個鈉原子，所釋放出來的能量相當於48000個Pb(N3)2分子完全分解。計算如下：
1g的Pb(N3)2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個Pb(N3)2分子完全分解，放出的能量是(625.588*48000/mol)J。這些能量正好等於一個Na48分子完全分解成48個鈉原子所釋放出來的能量。
那麼，1molNa48分子完全分解成48mol鈉原子，釋放出來的能量就應該是625.588*48000=30028.224MJ。1g的Na48分子完全分解成1g的鈉單質，釋放出來的能量為30028.224/22.98977/48=27.211MJ。
和氣體的反應
正常情況下，弱鈉可以輕鬆與氧氣、氮氣、氫氣、氨氣、氙氣等反應：
- 10Na48+24NH3==Na48(N3)8+9Na48H8
- Na48+4H2==Na48H8
- Na48+8H3==Na48(H3)3
其中的H3是一種氫單質，稱三原子氫(非超理物質,但在超理環境下才穩定)。
其餘的反應還有（不特別標註的，屬於接觸即反應）：
- Na48+2O2=Na48O4
- Na48+4O2=點燃=Na48O8
- Na48+8O2=NH3(l)=Na48(O2)8
- Na48+4F2=Na48F8
- Na48+4Cl2=Na48Cl8
- Na48+8ClO2=Na48Cl8+8O2
- Na48+12N2=Na48(N3)8
- Na48(N3)8+20O2=561K=Na48(NO3)8+16NO
- Na48(N3)8+12O2=517K=Na48(NO3)8+8N2
- Na48(N3)8+8O2=489K=Na48(NO2)8+8N2
- Na48+8H2O=Na48(OH)8+4H2↑
- Na48+8NO2=TK(100＜T＜238)=Na48(NO2)8
可以看到，弱鈉和相同氣體反應，條件不同，產物也不同。
- Na48+16NO2=TK(261＜T＜363)=Na48(NO3)8+8NO
這是弱鈉與二氧化氮發生的反應。
當然，弱鈉在溫度足夠高的時候可以和反應生成的一氧化氮繼續反應。
- Na48+4NO=541K=Na48O4+2N2
- Na48+8NO=313K=Na48O8+4N2
- Na48+8NO=210K,NH3(l)=Na48(NO)8
和液體的反應
由於受魔鍵影響，弱鈉與無論哪種液體反應，都是相當慢的，這點和正常的鈉很不一樣。
它和H2O、HCl、H2SO4、HNO3、王水、逆王水、超鹽酸反應的速度都是一樣的，而且這與溶質濃度、溶液溫度都無關，這是非常罕見的現象！
它即使丟到超鹽酸里也只會按照這個反應方程式進行反應：
- Na48+(HCl)10= H2Na48Cl10+4H2↑
為什麼H2Na48Cl10不能和Na48繼續反應？因為位阻太大，超鹽酸根只能一次結合一個弱鈉分子。
同理，弱鈉和氮氣反應只能生成疊氮化弱鈉，為什麼不能生成(Na48)3N8？也是因為位阻。
合成(Na48)3N8是做不到的，也是不可能的，但是我們可以合成HNa48N3。你可以用混有少量氨氣的氮氣與純的弱鈉反應，也可以用氫疊氮酸和弱鈉反應。
說起來很奇特的是，氫疊氮酸和弱鈉反應竟然只能生成HNa48N3，而合成疊氮化弱鈉必須用氮氣和弱鈉反應。
一般來說，把一塊鈉投入水中的時候，它會浮熔游響紅(如果滴加了酚酞)。但是弱鈉不會這樣，它無論是和冷水還是和沸騰的王水反應，都是會沉到水底(因為它的密度大於水)，同時自身表面不斷冒出氣泡，速度較快，但是不會被自己生成的氫氣氣泡帶上來。
- Na48+8HCl+12H2O=Na48Cl8·12H2O+4H2
以上為弱鈉與稀鹽酸反應的反應方程式。
Na48Cl8·12H2O是一種銀色透明固體，質脆，容易形成碎屑。且不同於NaCl，Na48Cl8·12H2O難溶於水，水溶液是銀色的。
它在加熱到58℃時失去部分結晶水，產生Na48Cl8·8H2O，加熱到68℃時繼續失去結晶水，產生Na48Cl8·6H2O，一直加熱到100℃時失去所有結晶水，變為Na48Cl8。
Na48溶解在液態氨中會生成Na48(NH4)4(NH2)12，中文名為十二氨合銨弱鈉。
Na48(NH4)4(NH2)12是一種紫藍色透明晶體，對熱對氧化劑都不穩定。
它加熱到0℃以上就會分解成Na48(NH2)8，加熱到100℃時更會分解為Na48(NH)4。
而Na48(NH)4的液氨溶液接觸順鉑後會生成不穩定的Na48(NH2)4，其中Na48分子作為一個整體，極罕見的只顯+4價。
順鉑本身不變，所以順鉑是該反應的催化劑。
和固體的反應
氯化弱鈉和過二硫酸鉀K2S2O8反應會生成過二硫酸弱鈉Na48(S2O8)4。此處反應方程式略。
Na48(S2O8)4是一種橘黃色晶體，質脆，易成碎屑。Na48(S2O8)4水溶性極差，完全不溶於水，也不發生水解。 Na48(S2O8)4非常穩定，加熱到774K時才生成氧氣，方程式：
- Na48(S2O8)4=Δ=Na48(S2O7)4+2O2↑
再繼續加熱到1005K時就生成有害氣體了：
- Na48(S2O7)4=Δ=Na48(SO4)4+4SO2↑+2O2↑
它可以與氨水反應，生成(NH4)8Na48(S2O8)4
但是這個結構不穩定，只能穩定存在約187μs，隨後就轉變為(NH4)8Na48(SO4)8。
它可以改寫為Na48·8NH4·8SO4。
事實上，弱鈉在大多數時候和鈉單質差別不大。
過氧化弱鈉在有氧氣的時候會自發的和三氧化二鐵反應，生成高鐵酸弱鈉：
- Na48O8+2Fe2O3+O2=Na48(FeO4)4
不存在氧氣的情況下，如果存在鹼金屬過氧化物或者鹼金屬超氧化物，反應也會發生，不過會「消耗」一部分氧元素。
舉例：
- Na48O8+2Na2O2+2Fe2O3=Na48(FeO4)4+2Na2O
此外，過氧化弱鈉也會和氧化銅反應，生成銅酸弱鈉：
- Na48O8+8CuO=Na48(CuO2)8
過氧化弱鈉還能和高錳酸鈉/錳酸鈉反應，生成高錳酸弱鈉/錳酸弱鈉，同時置換出過氧化鈉。
過氧化弱鈉也可以和氧化高鈷反應，生成高鈷酸弱鈉，但是這裡的鈷是+4價，反應方程式：
- Na48O8+2Co2O3=Na48(CoO3)4+O2↑
過氧化弱鈉和三氧化二鎳的反應和上面差不多，請自行參考。
還原性
將弱鈉加熱到432℃即705K時，它就會熔化。可以往液態的弱鈉里加銀、鉑、金、銦、鉈、鍺、錫、鉛、鉍等金屬，與弱鈉反應。
它會分別生成Na48Ag10、Na48Pt5、Na48Au10、Na48In10、Na48Tl10、Na48Ge4、Na48Ge8、Na48Sn4、Na48Sn8、Na48Pb4、Na48Pb10、Na48Pb20(Pb2-)、Na48Pb22(Pb49-和Pb2-)，Na48Bi10(與Bi2Li2反應也可得到)
強鈉
科學家的理論計算表明，很有可能存在一種性質相對鈉單質和弱鈉恰好相反的鈉單質，命名為強鈉。但自然界未能發現強鈉，也尚未有科學家製備出強鈉。人們只能通過比較弱鈉和鈉單質的數據來推測強鈉的性質。
作者聲明
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2.以上內容大部分轉載自 超理吧 用戶 @縱連 。
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