钾

钾
19K
钠 ↑ 钾 ↓ 铷 元素周期表 氩 ← 钾 → 钙
外观
金属：银白色 钾的光谱线
概况
名称 · 符号 · 序数	钾 · K · 19
元素类别	碱金属
族 · 週期 · 区	1 · 4 · s
标准原子质量	39.0983（1）
电子排布	[氩] 4s1 2，8，8，1
历史
发现	汉弗里·戴维（1807年）
首次得到单质	汉弗里·戴维（1807年）
物理性质
状态	固体
密度（接近室温）	0.862 g·cm−3
熔点时液体密度	0.828 g·cm−3
熔点	336.53 K，63.38 °C，146.08 °F
沸点	1032 K，759 °C，1398 °F
三相点	336.35 K（63°C）， kPa
熔化热	2.33 kJ·mol−1
汽化热	76.9 kJ·mol−1
比热容	29.6 J·mol−1·K−1
原子性质
氧化态	+1 （强碱性）
电负性	0.82（鲍林标度）
电离能 （更多）	第一：418.8 kJ·mol−1
	第二：3052 kJ·mol−1
	第三：4420 kJ·mol−1
原子半径	227 pm
共价半径	203±12 pm
范德华半径	275 pm
杂项
晶体结构	体心立方晶格
磁序	顺磁性
电阻率	（20 °C）72Ω·m
热导率	102.5 W·m−1·K−1
膨胀系数	（25 °C）83.3 µm·m−1·K−1
声速（细棒）	（20 °C）2000 m·s−1
杨氏模量	3.53 GPa
剪切模量	1.3 GPa
体积模量	3.1 GPa
莫氏硬度	0.4
布氏硬度	0.363 MPa
CAS号	7440-09-7
最稳定同位素
主条目：钾的同位素
同位素 丰度 半衰期 DM DE（MeV） DP 39K 93.26% 39K带20个中子稳定 40K 0.015% 1.248(3)×109 年 β− 1.311 40Ca ε 1.505 40Ar β+ 1.505 40Ar 41K 6.73% 41K带22个中子稳定

钾（Potassium）是一种化学元素，它的化学符号是K，它的原子序数是19，是一种银白色，质软，有光泽的1A族碱金属元素，鉀和鈉化學性質非常相似。

性質

钾的熔点、硬度低，比钠更活泼，在空气中很快氧化。钾与水的反应比鋰和鈉更劇烈。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並引發紫藍色的火，在水面高速移動並釋放大量氫）產生氢氧化钾。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。 容易與氧反應 在表面形成紫色的氧化鉀

鉀及其化合物都有爆炸性或易燃的性質，必須以汽油、煤油來保存。

发现

1807年由英国化学家戴维首次用电解法从氢氧化钾熔体中制得金属钾，并定名。

名称由来

来源于拉丁文kalium，原意是“碱”。拉丁文名称从阿拉伯文qali借来的。 鉀英文名「potassium」則由「potash」（草鹼）衍生而來，其為鉀元素的最早來源。

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%，居第八位。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、葡萄干等钾。飲食建議攝取量如下

美國DRI建議之鉀充足攝取量（Adequate Intake, AI）

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。

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。

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。

• 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。

• Gitelman's syndrome是腎臟遠曲小管（distal convoluted tubule）鈉運輸蛋白（chloride cotransporters, NCCT）失去活性或功能。

外部链接

• 洛斯阿拉莫斯国家实验室
• EnvironmentalChemistry.com —— 钾（英文）

• 钾代谢