Natrium – Steckbrief

Stellung im Periodensystem

Zum ganzen Periodensystem

Vorkommen und Gewinnung

Natrium gehört zu den häufigsten Elementen der Erdkruste. Es steckt in Feldspäten wie Albit, in Tonmineralen und in großen Salzlagerstätten, die aus eingedampften Meeren entstanden sind. Im Meerwasser bilden Natrium-Ionen zusammen mit Chlorid-Ionen den Hauptteil der gelösten Salze. Weil Natrium so leicht ein Elektron abgibt, findet man es in der Natur nur als Ion in Verbindungen, nie als Metall.

Das Element wurde 1807 von Humphry Davy in London erstmals dargestellt. Er zerlegte geschmolzenes Natriumhydroxid mit elektrischem Strom und erhielt an der Kathode kleine Metallkügelchen. Die Elektrolyse ist bis heute der Weg zum Metall. Industriell nutzt man das Downs-Verfahren: Eine Schmelze aus Natriumchlorid, der Calciumchlorid zugesetzt wird, um die Schmelztemperatur zu senken, wird zwischen einer Graphitanode und einer Eisenkathode elektrolysiert. An der Kathode sammelt sich flüssiges Natrium, an der Anode entsteht Chlorgas als zweites Produkt. Das Metall wird unter Luftabschluss abgefüllt. Der Name geht auf das Mineral Natron zurück.

Eigenschaften und Reaktionen

Natrium hat die Elektronenkonfiguration [Ne] 3s¹. Auf der äußeren, dritten Schale sitzt ein einziges Valenzelektron, das nur locker gebunden ist. Gibt das Atom dieses Elektron ab, entsteht das Natrium-Ion mit der Elektronenkonfiguration des Edelgases Neon. In Verbindungen hat Natrium deshalb die Oxidationsstufe plus eins. Es steht in Periode 3 und Gruppe 1 bei den Alkalimetallen, seine Elektronegativität ist mit 0,93 sehr niedrig.

Das Metall ist so weich, dass man es mit einem Messer schneiden kann. Die frische Schnittfläche glänzt silbrig, läuft an der Luft aber rasch grau an, weil sich eine Schicht aus Oxid und Hydroxid bildet. Mit einer Dichte von 0,97 g/cm³ ist Natrium leichter als Wasser, und es schmilzt bereits bei 97,8 °C. Der Siedepunkt liegt bei 883 °C. Mit Wasser reagiert Natrium heftig zu Natronlauge, also gelöstem Natriumhydroxid, und Wasserstoff. Die freiwerdende Wärme schmilzt das Metall, und der Wasserstoff kann sich entzünden; größere Mengen reagieren explosionsartig. Deshalb lagert man Natrium unter Petroleum oder Paraffinöl. Mit Chlor verbrennt es zu Natriumchlorid. Natriumverbindungen färben eine Flamme intensiv gelb, diese Flammenfärbung dient als empfindlicher Nachweis.

Verwendung in Alltag und Technik

Als Metall wird Natrium vor allem in Chemie und Technik gebraucht. Es ist ein starkes Reduktionsmittel und dient zur Herstellung von Kalium, von Natriumverbindungen wie Natriumhydrid und von organischen Stoffen. Flüssiges Natrium leitet Wärme sehr gut und kühlt deshalb manche Kernreaktoren mit schnellen Neutronen. Natrium-Schwefel-Akkumulatoren, die mit geschmolzenem Natrium bei hoher Temperatur arbeiten, speichern Strom im Netz. In Natriumdampflampen regt elektrischer Strom Natriumatome zum Leuchten an. Ihr gelb-oranges Licht beleuchtete jahrzehntelang Straßen und Tunnel und wird heute zunehmend durch LED ersetzt.

Im Alltag begegnen dir fast nur Natriumverbindungen, und die verhalten sich ganz anders als das Metall. Kochsalz würzt und konserviert Lebensmittel und taut als Streusalz Eis. Natriumhydrogencarbonat, bekannt als Natron, steckt im Backpulver; Natriumcarbonat, auch Soda genannt, ist ein Grundstoff der Glasherstellung. Natronlauge braucht man für Seife, Papier und Abflussreiniger. Für den Körper sind Natrium-Ionen unverzichtbar: Sie regeln den Wasserhaushalt und sind an der Weiterleitung von Nervenimpulsen beteiligt.

Moleküle mit diesem Element

• Natriumchlorid NaCl3D ansehen
• Natriumfluorid NaF3D ansehen
• Natriumiodid NaI3D ansehen

Kurz gefragt

Wie viele Valenzelektronen hat Natrium (Na) im neutralen Zustand?

Häufige Fragen