鉀

鉀
19K
鈉 ↑ 鉀 ↓ 銣 元素週期表 氬 ← 鉀 → 鈣
外觀
金屬：銀白色 鉀的光譜線
概況
名稱 · 符號 · 序數	鉀 · K · 19
元素類別	鹼金屬
族 · 週期 · 區	1 · 4 · s
標準原子質量	39.0983（1）
電子排布	[氬] 4s1 2，8，8，1
歷史
發現	漢弗里·戴維（1807年）
首次得到單質	漢弗里·戴維（1807年）
物理性質
狀態	固體
密度（接近室溫）	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
原子性質
氧化態	+1 （強鹼性）
電負性	0.82（鮑林標度）
電離能 （更多）	第一：418.8 kJ·mol−1
	第二：3052 kJ·mol−1
	第三：4420 kJ·mol−1
原子半徑	227 pm
共價半徑	203±12 pm
范德華半徑	275 pm
雜項
晶體結構	體心立方晶格
磁序	順磁性
電阻率	（20 °C）72Ω·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
主條目：鉀的同位素
同位素 豐度 半衰期 DM DE（MeV） DP 39K 93.26% 39K帶20個中子穩定 40K 0.015% 1.248(3)×109 年 β− 1.311 40Ca ε 1.505 40Ar β+ 1.505 40Ar 41K 6.73% 41K帶22個中子穩定

鉀（Potassium）是一種化學元素，它的化學符號是K，它的原子序數是19，是一種銀白色，質軟，有光澤的1A族鹼金屬元素，鉀和鈉化學性質非常相似。

性質

鉀的熔點、硬度低，比鈉更活潑，在空氣中很快氧化。鉀與水的反應比鋰和鈉更劇烈。鉀和水會產生劇烈反應（產生高溫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）產生氫氧化鉀。鉀可以和鹵族、氧族元素反應，還可以使其他金屬的鹽類還原（熔融狀態下），對有機物有很強的還原作用。 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。

發現

1807年由英國化學家戴維首次用電解法從氫氧化鉀熔體中製得金屬鉀，並定名。

名稱由來

來源於拉丁文kalium，原意是「鹼」。拉丁文名稱從阿拉伯文qali借來的。 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

鉀在自然界中只以化合物形式存在。在雲母、鉀長石等矽酸鹽中都富含鉀。鉀在地殼中的含量約為2.09%，居第八位。在海水中以鉀離子的形式存在，含量約為0.1%。鉀在海水中含量比鈉離子少的原因是由於被土壤和植物吸收多。在動植物體內也含有鉀。正常人體內約含鉀175克，其中98%的鉀貯存於細胞液內，是細胞內最主要的陽離子。

製備

這種元素通過將其常見的氫氧化物進行電解而得到。將氫氧化鉀與鹵化物進行熔融電解，再經真空蒸餾製得。 早期，由法國化學家給呂薩克和泰納爾發明的隔絕空氣加強熱於碳酸鉀、碳粉、鐵粉、明礬混合物的方法也被用於製備粗鉀，並被用於當時的一種打火機中。

同位素

已發現的鉀的同位素共有16種，包括鉀35至鉀50，其中只有鉀39和鉀41是穩定的，其他同位素都帶有放射性。

應用

鉀主要用作還原劑及用於合成中。鉀的化合物在工業上用途很廣。鉀鹽可以用於製造化肥及肥皂。鉀對動植物的生長和發育起很大作用，是植物生長的三大營養元素之一。

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。

對人體的影響

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製品、水果、蔬菜、瘦肉、內臟、香蕉、葡萄乾等鉀。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

鉀可以調節細胞內適宜的滲透壓和體液的酸鹼平衡，參與細胞內糖和蛋白質的代謝。有助於維持神經健康、心跳規律正常，可以預防中風，並協助肌肉正常收縮。在攝入高鈉而導致高血壓時，鉀具有降血壓作用。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）

人體鉀缺乏可引起心跳不規律和加速、心電圖異常、肌肉衰弱和煩躁，最後導致心跳停止。一般而言，身體健康的人，會自動將多餘的鉀排出體外。但腎病患者則要特別留意，避免攝取過量的鉀。 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。

外部連結

• 洛斯阿拉莫斯國家實驗室
• EnvironmentalChemistry.com —— 鉀（英文）

• 鉀代謝