钾   19K





















































































































































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氫(非金屬)



氦(惰性氣體)


鋰(鹼金屬)


鈹(鹼土金屬)



硼(類金屬)


碳(非金屬)


氮(非金屬)


氧(非金屬)


氟(鹵素)


氖(惰性氣體)


鈉(鹼金屬)


鎂(鹼土金屬)



鋁(貧金屬)


矽(類金屬)


磷(非金屬)


硫(非金屬)


氯(鹵素)


氬(惰性氣體)


鉀(鹼金屬)


鈣(鹼土金屬)



鈧(過渡金屬)


鈦(過渡金屬)


釩(過渡金屬)


鉻(過渡金屬)


錳(過渡金屬)


鐵(過渡金屬)


鈷(過渡金屬)


鎳(過渡金屬)


銅(過渡金屬)


鋅(過渡金屬)


鎵(貧金屬)


鍺(類金屬)


砷(類金屬)


硒(非金屬)


溴(鹵素)


氪(惰性氣體)


銣(鹼金屬)


鍶(鹼土金屬)




釔(過渡金屬)


鋯(過渡金屬)


鈮(過渡金屬)


鉬(過渡金屬)


鎝(過渡金屬)


釕(過渡金屬)


銠(過渡金屬)


鈀(過渡金屬)


銀(過渡金屬)


鎘(過渡金屬)


銦(貧金屬)


錫(貧金屬)


銻(類金屬)


碲(類金屬)


碘(鹵素)


氙(惰性氣體)


銫(鹼金屬)


鋇(鹼土金屬)


鑭(鑭系元素)


鈰(鑭系元素)


鐠(鑭系元素)


釹(鑭系元素)


鉕(鑭系元素)


釤(鑭系元素)


銪(鑭系元素)


釓(鑭系元素)


鋱(鑭系元素)


鏑(鑭系元素)


鈥(鑭系元素)


鉺(鑭系元素)


銩(鑭系元素)


鐿(鑭系元素)


鎦(鑭系元素)


鉿(過渡金屬)


鉭(過渡金屬)


鎢(過渡金屬)


錸(過渡金屬)


鋨(過渡金屬)


銥(過渡金屬)


鉑(過渡金屬)


金(過渡金屬)


汞(過渡金屬)


鉈(貧金屬)


鉛(貧金屬)


鉍(貧金屬)


釙(貧金屬)


砈(類金屬)


氡(惰性氣體)


鍅(鹼金屬)


鐳(鹼土金屬)


錒(錒系元素)


釷(錒系元素)


鏷(錒系元素)


鈾(錒系元素)


錼(錒系元素)


鈽(錒系元素)


鋂(錒系元素)


鋦(錒系元素)


鉳(錒系元素)


鉲(錒系元素)


鑀(錒系元素)


鐨(錒系元素)


鍆(錒系元素)


鍩(錒系元素)


鐒(錒系元素)


鑪(過渡金屬)


𨧀(過渡金屬)


𨭎(過渡金屬)


𨨏(過渡金屬)


𨭆(過渡金屬)


䥑(預測為過渡金屬)


鐽(預測為過渡金屬)


錀(預測為過渡金屬)


鎶(過渡金屬)


鉨(預測為貧金屬)


鈇(貧金屬)


鏌(預測為貧金屬)


鉝(預測為貧金屬)


Ts(預測為鹵素)


Og(預測為惰性氣體)









氩 ← → 钙


外觀

金属:银白色


钾的光谱线
概況
名稱·符號·序數

钾(Potassium)·K·19
元素類別
碱金属

族·週期·區

1 ·4·s
標準原子質量
39.0983(1)
電子排布

[氩] 4s1
2,8,8,1


钾的电子層(2,8,8,1)

歷史
發現
汉弗里·戴维(1807年)
分離
汉弗里·戴维(1807年)
物理性質
物態
固体
密度
(接近室温)
0.862 g·cm−3

熔點時液體密度

0.828 g·cm−3
熔點
336.53 K,63.38 °C,146.08 °F
沸點
1032 K,759 °C,1398 °F
三相點
336.35 K(63 °C), kPa
熔化熱
2.33 kJ·mol−1
汽化熱
76.9 kJ·mol−1
比熱容
29.6 J·mol−1·K−1

蒸汽壓

原子性質
氧化態
+1
(强碱性)
電負性
0.82(鲍林标度)
電離能

第一:418.8 kJ·mol−1

第二:3052 kJ·mol−1

第三:4420 kJ·mol−1


(更多)
原子半徑
227 pm
共價半徑
203±12 pm
范德華半徑
275 pm
雜項
晶體結構
体心立方
磁序
顺磁性
電阻率
(20 °C)72 n Ω·m
熱導率
102.5 W·m−1·K−1
膨脹係數
(25 °C)83.3 µm·m−1·K−1

聲速(細棒)

(20 °C)2000 m·s−1
楊氏模量
3.53 GPa
剪切模量
1.3 GPa
體積模量
3.1 GPa
莫氏硬度
0.4
布氏硬度
0.363 MPa
CAS號 7440-09-7
最穩定同位素

主条目:钾的同位素











































同位素

丰度

半衰期 (t1/2)

衰變

方式

能量(MeV)

產物

39K
93.26%

穩定,帶20個中子

40K
0.015%
1.248(3)×109

β
1.311

40Ca

ε
1.505

40Ar

β+
1.505

40Ar

41K
6.73%

穩定,帶22個中子


(拉丁語:Kalium,化学符号:K[1])是原子序数为19的化学元素,银白色有光泽的1A族碱金属元素,质软,和鈉的化學性質相似但更活泼。




目录






  • 1 性質


  • 2 发现


  • 3 名称由来


  • 4 分布


  • 5 制备


  • 6 同位素


  • 7 應用


  • 8 对人体的影响


    • 8.1 營養代謝


      • 8.1.1 低血鉀(Hypokalemia)


      • 8.1.2 高血鉀(Hyperkalemia)


      • 8.1.3 相關遺傳性疾病






  • 9 参考资料





性質


钾的熔点、硬度低,比钠更活泼,在空气中很快氧化。钾的密度小于水,大于煤油。鉀和水會產生劇烈反應(產生高温使自己熔成一個銀白色的球,釋放大量氫,使金属球在水面高速移動,氢气燃烧,可以看到紫藍色的火焰,生成氢氧化钾。方程式如下:


2K+2H2O====2KOH+H2↑{displaystyle {rm {2K+2H_{2}O{=!=!=!=}2KOH+H_{2}uparrow }}}{displaystyle {rm {2K+2H_{2}O{=!=!=!=}2KOH+H_{2}uparrow }}}

钾可以和卤族、氧族元素反应,还可以使其他金属的盐类还原(熔融状态下),对有机物有很强的还原作用。


鉀容易與氧反應 在表面形成紫色的氧化鉀


4K+O2====2K2O{displaystyle {rm {4K+O_{2}{=!=!=!=}2K_{2}O}}}{displaystyle {rm {4K+O_{2}{=!=!=!=}2K_{2}O}}}

鉀為爆炸性和易燃的物質,一般以汽油或煤油封存。



发现


1807年由英国化学家戴维首次用电解法从熔融氢氧化钾中制得金属钾,并定名。



名称由来


拉丁語:kalium,這個單字不存在於古典拉丁語中,這是由永斯·贝采利乌斯創造的新拉丁文名詞。這個名詞起源於阿拉伯语:القَلْيَه‎(al-qalyah),本義為植物灰燼。qaly是刺沙蓬一类的植物,古人焚烧这种植物,从灰烬中可以的得到不纯的钾盐和钠盐混合物,进而和石灰水反应可以得到强碱溶液。這個阿拉伯名詞傳入歐洲後,被拼為alkali,意為鹼。永斯·贝采利乌斯以此命名钾为kalium。


鉀英文名「potassium」則由「Potash」衍生而來。当时的人们焚烧木材,其灰烬用水浸泡,取上清液,在铜锅里煮沸除去水分,可得不纯的钾盐混合物,称为Potash(Pot-Ashes:pot锅,ash灰烬)。戴维使用的氢氧化钾就是从Potash转化而来的,因此将钾命名为potassium。



分布


钾在自然界中只以化合物形式存在。在云母、钾长石等硅酸盐中都富含钾。钾在地壳中的含量约为2.09%,居第七位。在海水中以钾离子的形式存在,含量约为0.1%。钾在海水中含量比钠离子少的原因是由于被土壤和植物吸收多。在动植物体内也含有钾。正常人体内约含钾175克,其中98%的钾贮存于细胞液内,是细胞内最主要的阳离子。



制备


这种元素通过将其常见的氢氧化物进行电解而得到。將氢氧化钾与卤化物进行熔融电解,再经真空蒸餾製得。
早期,由法国化学家給呂薩克和泰纳尔发明的隔绝空气加强热于碳酸钾、碳粉、铁粉、明矾混合物的方法也被用于制备粗钾,并被用于当时的一种打火机中。



同位素



已发现的钾的同位素共有16种,包括钾35至钾50,其中只有钾39和钾41是稳定的,其他同位素都带有放射性。



應用


钾主要用作还原剂及用于合成中。钾的化合物在工业上用途很广。钾盐可以用于制造化肥及肥皂。钾对动植物的生长和发育起很大作用,是植物生长的三大营养元素之一。


鉀金屬在工業上可作為較強的還原劑。鈉鉀合金在一些特殊冷卻設備中作為熱傳導的媒介。



对人体的影响



營養代謝


鉀是人體必需的礦物質營養素,是體細胞內主要的陽離子,體重70公斤的成年男性體內,鉀含量約3500mEq。飲食中的鉀離子在小腸中很容易被吸收。人體鉀離子主要流失途徑有80-90%是由腎臟經尿液排除,其餘10-20%是由糞便排出。腎臟對於鉀離子具有調控作用,藉以維持鉀離子濃度在正常範圍內。基於彌補身體的流失量以維持正常儲存及血漿濃度的平衡,成人每日的最小需要量為200 mg。含鉀豐富的食物包括乳制品、水果、蔬菜、瘦肉、内脏、香蕉、葡萄干等。飲食建議攝取量如下:










































美國DRI建議之鉀充足攝取量(Adequate Intake, AI)[2]
年齡 鉀充足攝取量 (公克/天)
嬰兒0-6個月 0.4
嬰兒7-12個月 0.7
兒童1-3歲 3.0
兒童4-8歲 3.8
9-13歲 4.5
14歲以上 4.7
孕婦 4.7
哺乳婦 5.1

钾可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡,参與细胞内糖和蛋白质的代谢。有助于维持神经健康、心跳规律正常,可以预防中风,并协助肌肉正常收缩。在摄入高钠而导致高血压时,钾具有降血压作用。細胞對鉀的調節與鈉鉀泵(Na+/K+ pump)和鉀離子通道有關。



低血鉀(Hypokalemia)


人体钾缺乏可引起心跳不规律和加速、心电图异常、肌肉衰弱和烦躁,最后导致心跳停止。一般而言,身体健康的人,会自动将多余的钾排出体外。但肾病患者则要特别留意,避免摄取过量的钾。


導致低血鉀的原因包括:長期嘔吐、腹瀉、糖尿病酸中毒、神經性厭食症、長期營養不良、慢性酒精中毒、腎上腺腫瘤、燙傷、臨床上常見的電解質異常、吸收不良或血鉀過度流失、或使用某些藥物而使血中之鉀濃度不夠。輕度低血鉀(血清鉀濃度3.0-3.5meq/L)經常是沒有症狀;中度低血鉀(血清鉀濃度2.5-3.0meq/L)有非特異性的症狀像是虛弱、疲倦、便秘等;嚴重低血鉀(血清鉀濃度<2.5meq/L)可能發生肌肉壞死,甚至呼吸肌麻痺衰竭。補充鉀離子是治療低血鉀的最根本辦法。[3][4]



高血鉀(Hyperkalemia)


血中鉀離子濃度高於5.5 mEq/L時稱為高血鉀,可能因攝取過多、排泄減少、或因鉀離子由細胞內轉移至細胞外液等原因造成。一般以腎臟衰竭病患容易發生高血鉀。當人體發生高血鉀時,會有血壓降低、心律不整、心電圖改變、嚴重時會有心室纖維顫動、心跳停止。神經肌肉的症狀在早期為肌肉震顫、痙攣、感覺異常等情形,晚期則會有肌肉無力、弛緩性麻痺、呼吸停止。此外也會出現噁心、嘔吐、腸蠕動增加、腹瀉、腹絞痛等消化系統的症狀及少尿、無尿等泌尿系統的症狀。[5]



相關遺傳性疾病



  • 家族性低血鉀週期性無力症(familial hypokalemic periodic paralysis),為自體顯性遺傳疾病,相當罕見。突變的基因CACNL1A3是一種鈣離子通道。疾病的特徵是突然發生的肌肉麻痺與血清鉀濃度<2.5meq/L。血鉀減少的原因可能是大量攝取碳水化合物或鈉離子而誘發,會在24小時內自然消退,但有時會引起致命性心率不整[6]


  • 李德爾氏綜合徵(Liddle's syndrome)為隱性遺傳疾病。此遺傳異常會因為礦物皮質醛酮增高,影響到腎臟離子輸送活性,刺激集尿管細胞對鈉離子的再吸收,造成代謝性鹼中毒和低血鉀。


  • 巴特氏症候群(Bartter's syndrome)為亨利氏環(loop of Henle)和近曲小管的鈉運輸蛋白(chloride-associated sodium transporters)失去活性或功能[7]


  • 吉特曼氏綜合症(Gitelman's syndrome)是腎脏遠曲小管(distal convoluted tubule)鈉運輸蛋白失去活性或功能。


参考资料





  1. ^ 夏征农、陈至立 (编). 《辞海》第六版彩图本. 上海: 上海辞书出版社. 2009年: 第3227页. ISBN 9787532628599. 


  2. ^ Institute of Medicine(2005)Dietary Reference Intakes for Water, Potassium, Sodium, Chloride, and Sulfate. pp. 186-268. National Academy Press, ISBN 978-0-309-53049-1


  3. ^ http://www.cgb.com.tw/j2j0/cus/cus1/hel/hel4/40003.jsp


  4. ^ 存档副本. [2007-12-22]. (原始内容存档于2007-11-04). 


  5. ^ http://www.cgb.com.tw/j2j0/cus/cus1/hel/hel4/40003.jsp


  6. ^ [1]


  7. ^ [2][永久失效連結]




















































































































































































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