Élément chimique · fiche de référence

11Na

Sodium

Le sodium est l’élément 11 (Na), situé en période 3, groupe 1 et dans le bloc s. À température ambiante, son état de référence est solide. Sa configuration électronique est [Ne] 3s1.

Numéro atomique11

Poids atomique standard22,98976928(2)

Groupe1

Période3

Blocs

Configuration électronique[Ne] 3s1

Structure électronique

Ce qui gouverne sa chimie

La configuration externe se termine par s¹. La perte de cet électron de valence conduit à un ion +1 dont les couches internes sont complètes : l’état d’oxydation +1 domine donc la chimie de cet élément.

Tous les métaux alcalins partagent ce schéma électronique. En descendant dans le groupe, l’électron externe est plus éloigné du noyau et devient en général plus facile à arracher, ce qui contribue à leur forte réactivité.

Formes chimiques

Composés, ions et matériaux

La forme chimique dominante est le sodium à l’état d’oxydation +1. Les halogénures ioniques, hydroxydes et sels oxygénés sont courants ; le métal libre est beaucoup plus rare dans la nature car il réagit facilement avec l’eau, l’oxygène et d’autres non-métaux.

Comportement physique

État et changements de phase

À température ambiante, l’état de référence est solide. La masse volumique indiquée est 0,968 g/cm³. Le point de fusion est 370,9 K (97,8 °C). Le point d’ébullition est 1 156 K (882,9 °C). La pression, la pureté et la structure cristalline peuvent modifier les valeurs mesurées.

Présence et applications

Présence, formes et usages

Le sodium n’existe pratiquement pas à l’état libre dans la nature : on le rencontre surtout sous forme de sels, notamment le chlorure de sodium. Le métal est utilisé dans quelques procédés chimiques et comme fluide caloporteur spécialisé, tandis que ses composés ont des usages beaucoup plus vastes.

Dans la pratique

Exemples d’utilisations concrètes

sels courants

L’exposition courante du sodium se fait surtout sous forme de composés ioniques et non sous forme d’élément libre.

synthèse chimique

Le sodium est utilisé comme élément, réactif, précurseur ou composant catalytique dans la fabrication d’autres substances chimiques.

caloporteur de réacteur

Le sodium liquide conduit très bien la chaleur et sert de caloporteur dans certains réacteurs à neutrons rapides.

Position périodique

Ce que montrent les éléments voisins

Le sodium est en période 3 et dans le groupe 1. Dans le voisinage affiché, le magnésium est immédiatement à sa droite sur la même période ; le lithium est au-dessus et le potassium au-dessous dans le même groupe. Ces positions permettent de comparer le rayon atomique, l’énergie d’ionisation et les modes de liaison avec les éléments proches.

Données de référence

Propriétés physiques et atomiques

Classificationmétal alcalin

État à température ambiantesolide

Électrons par couche2 · 8 · 1

Masse volumique0,968 g/cm³

Point de fusion370,9 K (97,8 °C)

Point d’ébullition1 156 K (882,9 °C)

Électronégativité de Pauling0,93

Première énergie d’ionisation495,8 kJ/mol

Affinité électronique52,87 kJ/mol

Les valeurs décrivent l’élément ou l’atome neutre lorsque cela s’applique. Les propriétés physiques peuvent dépendre de l’allotrope, de la pression et des conditions de mesure.

Histoire

Découverte et identification

La découverte du sodium est associée à Humphry Davy. L’identification de l’élément, son isolement sous forme pure et l’attribution ultérieure de son numéro atomique ne correspondent pas nécessairement au même moment historique.

Isotopes et poids atomique

Ce que signifie la valeur du tableau

Le poids atomique standard est 22.98976928(2). Cette valeur décrit la composition isotopique de la matière terrestre naturelle ; ce n’est pas la masse d’un atome particulier.

Le sodium possède au moins un isotope stable. Les isotopes ont le même nombre de protons et appartiennent donc au même élément, mais ils diffèrent par leur nombre de neutrons et leur masse atomique.

Précautions

Manipulation et exposition

Le sodium élémentaire réagit facilement avec l’humidité et peut réagir violemment avec l’eau. Il se manipule à l’écart de l’eau et de l’air dans des conditions contrôlées.