SODIUM

Le sodium est le plus courant des éléments alcalins. Son nom dérive de l'arabe soda, qui désignait le mélange de carbonates alcalins extrait des cendres de végétaux. Le symbole Na vient de son appellation allemande Natrium, qui dérive de « natron », le carbonate de sodium naturel d'Égypte. Comme les autres alcalins, c'est un métal très réactif qui tend à perdre son électron périphérique : la plupart de ses composés le contiennent à l'état de cation Na⁺. Son numéro atomique (Z = 11) le place entre le lithium (Z = 3) et le potassium (Z = 19) dans la colonne Ia du tableau périodique. Mais ses propriétés et celles de ses composés le rapprochent davantage du second : les analogies du lithium avec les alcalino-terreux (combinaison directe avec l'azote, hydroxyde déshydratable en oxyde, carbonate et phosphate peu solubles) ne se retrouvent pas pour le sodium.

Les sels de sodium sont les plus employés des sels minéraux en raison de leur solubilité et de leur prix modéré. Quelques-uns existent dans la nature ; la plupart des autres, ainsi que l'hydroxyde, ou soude, qui est la principale base minérale, peuvent être préparés sans passer par le métal. Ce dernier, très réducteur, est difficile à obtenir par voie chimique : c'est par électrolyse de la soude fondue que Humphry Davy l'a isolé en 1807, et par électrolyse ignée du chlorure qu'il est préparé actuellement. Trop réactif pour être employé comme métal de structure, le sodium sert surtout de réducteur et d'intermédiaire dans la préparation de certains composés tant organiques que minéraux.

Propriétés physiques et chimiques

Propriétés physiques

Le sodium reflète dans ses propriétés physiques les traits caractéristiques de la famille des métaux alcalins. Il s'agit d'un métal mou, blanc et brillant lorsque sa surface n'est pas altérée. Il cristallise dans le système cubique centré, avec une maille de côté a = 0,428 20 nm à 20 ⁰C.

Ses constantes physiques principales sont rassemblées dans le tableau.

Sodium : constantes physiques

Principales constantes physiques du sodium. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Un étrange phénomène

Des physiciens du laboratoire de géophysique de l'institut Carnegie à Washington (États-Unis) ont découvert en 2005 un étrange phénomène concernant la température de fusion du sodium lorsque varie la pression à laquelle ce dernier est soumis. La fusion d'un solide apparaît lorsque l'agitation thermique des atomes prédomine sur les forces de liaisons interatomiques. Lorsqu'on soumet un solide à une pression, les effets de cette agitation sont en général amoindris et la température de fusion a donc tendance à croître. Une exception notable est l'eau pour laquelle la température de fusion diminue légèrement au-dessus d'une certaine valeur de la pression. Mais l'étude du sodium, qui est pourtant considéré comme un des métaux les plus simples puisqu'il n'a qu'un électron sur sa couche de valence, révèle un comportement encore plus étrange. À pression normale, le solide fond vers 371 K et cette température de fusion augmente d'abord avec la pression, jusqu'à 1 000 K environ sous 30 GPa (30 milliards de Pascal, soit environ 300 000 fois la pression atmosphérique normale). Elle diminue ensuite considérablement, atteignant 300 K (soit une température ambiante d'environ 27 ⁰C fort supportable) vers 118 GPa. Ce liquide est alors plus dense que le solide usuel. De plus, des structures cristallines complexes apparaissent dans la phase solide à haute pression. Il se pourrait bien que le sodium, comme un certain nombre d'autres alcalins, ait à très haute pression des propriétés plastiques, mécaniques ou électriques surprenantes qu'il serait important de mettre à jour.

Propriétés chimiques

Action sur les métaux

Le sodium s'allie difficilement ou ne s'allie pas aux métaux de transition. Il donne avec divers métaux du sous-groupe b (Zn, Cd, Hg, Tl, Sn) des composés intermétalliques peu fusibles. Son amalgame n'est liquide à la température ambiante que pour de faibles teneurs en sodium.

Enfin, ce métal forme avec les autres alcalins des alliages fusibles comme l'eutectique Na-K à 22,8 p. 100 de sodium, qui fond à — 12,3 ⁰C.

Réactions avec les éléments non métalliques

En raison du caractère très électropositif du sodium, les réactions, souvent fort v [...]

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