许多⻝品的营养成分表中都标有钠含量的多少,同时标注的还有蛋⽩质、碳⽔化合物、脂肪等的含量。钠出现在营养成分表中,说明钠是⼀种营养成分,同时也是为了提醒⼈们不要过量摄⼊。
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(⻝盐的主要成分)。
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⻬⻬地排列堆积起来,就形成了氯化钠晶体。⼈们将⻝盐放⼊⻝物⾥,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。⼈们⻝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,⼈们往往在精制⻝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个氰基在上上下下左右前后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。
⼈们需要摄⼊盐,不是因为它能增加⻝物的美味度,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。正常⼈体内⾎清钠浓度为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⻢上升⾼。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⻛险,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。