El sodi és l'element químic de símbol Na i nombre atòmic 11. Es tracta d'un metall bla, de color blanc d'argent i de gran reactivitat. És un metall alcalí, és a dir, pertany al grup 1 de la taula periòdica. El seu únic isòtop estable és el 23Na. El metall lliure no es troba en la natura i únicament es pot extreure de compostos. El sodi és el sisè element més abundant a l'escorça de la Terra i forma part de nombrosos minerals, com ara els feldespats, la sodalita i l'halita (NaCl). Moltes sals de sodi es dissolen fàcilment en l'aigua. L'acció de l'aigua ha provocat la lixiviació d'ions de sodi dels minerals terrestres des de fa milers de milions d'anys, per la qual cosa el sodi i el clor són els elements dissolts més abundants (en pes) que hi ha als oceans.
Comprèn el 2,8 % de l'escorça terrestre. És molt reactiu, crema amb flama groga característica, s'oxida en l'aire i reacciona violentament amb l'aigua. Com que és extremadament reactiu, mai es presenta en estat lliure a l'escorça terrestre. El 1807 el químic anglès Humphry Davy l'aïllà en estat elemental mitjançant l'electròlisi d'hidròxid de sodi fos. S'empra en les làmpades de vapor de mercuri, aliat amb altres metalls com el potassi o el plom com a agent reductor en síntesi orgànica. El seus composts més importants, a part del clorur de sodi, són l'hidròxid de sodi o sosa càustica, el carbonat de sodi o sosa, el sulfat de sodi i el nitrat de sodi o salpetre de Xile.
El mot «sodi» prové del llatí científic sodium, creat a partir de l'anglès soda pel químic anglès Humphry Davy, que l'aïllà el 1807. I «soda» prové de l'àrab vulgar sáu̯da, ‘negre’ (potser a través d'un derivat del baix llatí soda), origen també de l'italià soda.
El símbol del sodi (Na) prové de natró (llatí natrium, grec nítron), nom que rebia antigament el carbonat sòdic.
Història esquerra|miniatura|Caramulls de sal recollida a les salines d'es Trenc, Mallorca. El primer compost de sodi emprat pels humans fou el clorur de sodi (NaCl), la sal marina o sal de cuina. Sembla que fa més de 6 500 anys ja s'explotaven mines de sal en l'Añanako Gatz Harana (vall Salada d'Arana), al poble de Gesaltza Añana, Àlaba, l'explotació més antiga del món coneguda. A la Bíblia, la primera vegada que es parla de la sal és al Levític 2:13. Les primeres referències sobre salines d'evaporació hom les troba a les obres de Titus Livi (59 aC-17 dC) i Plini el Vell (circa 24-79), que assenyalen que Anc Marci (641-616 aC), quart rei de Roma i fundador del port d'Òstia, rompé en els aiguamolls del delta del Tíber les salines que subministraven sal a Roma a través de la que després s'anomenà Via Salària. esquerra|miniatura|Trona. El carbonat de sodi (Na2CO3) conegut com a sosa o com a cendra de sodi, s'esmenta a la Bíblia com a agent de neteja (Jeremies 2:22) encara que és anomenat nitre, nom que finalment arribà a nomenar el nitrat de potassi (KNO3). En el món antic, el carbonat de sodi es recollia a Wadi el Natrun, vall d'Egipte on es reunia l'aigua de la inundació del Nil cada any i que donava una collita de cristalls de sosa a mesura que s'assecava. Més tard es descobrí al desert del Sàhara un dipòsit superficial de trona, una altra mineral de carbonat de sodi, des d'on es transportava a Trípoli i s'exportava. La demanda de carbonat de sodi provenia en part del seu ús com a ajuda per al rentatge (soda de rentada) i en part perquè era necessari per fabricar vidre. En molts llocs s'obtenia a partir de cendres vegetals, especialment la de certs tipus de falgueres que tenen alts nivells de sodi. Tanmateix, arribà un moment que no fou possible satisfer la demanda de carbonat de sodi creada per la Revolució Industrial i, l'any 1783, el químic francès Nicolas Leblanc (1742-1806) posà a punt un mètode per produir-lo a partir de sal comuna, clorur de sodi (NaCl). A principis del , Henri-Louis Duhamel du Monceau (1700-1782) havia descobert que la sal es podia convertir en sosa dissolent-la en àcid nítric (HNO3), bullint-la a sequedat i escalfant-la després amb carbó vegetal. El procés de Leblanc utilitzava àcid sulfúric (H2SO4), més barat, per formar sulfat de sodi (Na2SO4) que posteriorment s'escalfava amb pedra calcària (carbonat de calci, CaCO3) i carbó vegetal. esquerra|miniatura|Humphry Davy, el 1821. Fins i tot a principis del , la composició elemental de la sal i la sosa continuava sent un misteri. El químic francès Antoine L. Lavoisier (1743-1794) fins i tot pensava que la sal podria contenir nitrogen. La resposta vengué de la Royal Institution de Londres l'octubre de 1807 quan Humphry Davy (1778-1829), mitjançant l'electròlisi, reduí la sosa càustica (hidròxid de sodi, NaOH) a sodi. Abans ja havia produït potassi metàl·lic mitjançant l'electròlisi de l'hidròxid de potassi (KOH) i després se centrà en la sosa càustica de la qual obtingué bolletes de sodi.
L'any següent, Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) i Louis-Jacques Thénard (1777-1857) aconseguiren sodi escalfant sosa càustica i llimadures de ferro a calor vermell. Més tard aquell segle, el sodi es produí a partir de carbonat de sodi i carboni a 1.100 °C, i es va fabricar comercialment mitjançant l'electròlisi d'hidròxid de sodi, el mètode utilitzat per Davy. miniatura|Escalfant l'hidrogencarbonat de sodi en un bec bunsen s'obté el color groc propi d'aquest element de la línia D.|esquerra Abundància El sodi és relativament abundant en les estrelles, detectant-se la seva presència a través de la línia D de l'espectre solar, situada en el groc. De fet, el color groc del Sol i d'altres estels és degut a l'emissió d'aquesta radiació per part d'àtoms de sodi en estat excitat. Als estels s'hi produeix en la reacció de fusió nuclear de dos núclids de carboni 12:
^12_6C + ^12_6C -> ^23_11Na + ^1_1H
L'escorça terrestre conté un 2,93 % de sodi amb una concentració de 22 700 ppm, la qual cosa el converteix en el sisè element més abundant, i el més abundant dels metalls alcalins. Després del clor és el segon element més abundant a l'aigua de la mar. esquerra|miniatura|Albita.
S'han identificat més de mil minerals que contenen sodi en la seva composició. Els minerals que presenten en una proporció en sodi superior al 37 % són: vil·liaumita (fluorur de sodi, NaF) 54,75 %, natrita (carbonat de sodi, Na2CO3) 43,38 %, halita (clorur de sodi, NaCl) 39,34 %, kogarkoïta (fluorur sulfat de sodi, Na3SO4F 37,48 %, i termonatrita (carbonat de sodi—aigua(1/1), Na2CO3.H2O) 37,08 %.
El mineral més abundant amb sodi a l'escorça terrestre és un feldespat, l'albita, un silicat d'alumini i sodi de fórmula NaAlSi3O8. Juntament amb l'anortita, el silicat CaAl2Si2O8, constitueixen mescles anomenades plagiòclasi, que representen el 39 % de l'escorça terrestre.
Obtenció miniatura|Esquema del procés Downs. El sodi metàl·lic s'obté principalment pel procés de Downs patentat el 1924 pel químic estatunidenc James Cloyd Downs (1885–1957) i consistent en una electròlisi del clorur de sodi. El bany electrolític conté clorur de sodi (NaCl) fus i clorur de calci (CaCl2). La presència de clorur de calci disminueix el punt de fusió de la mescla a uns 800-850 °C.
La cel·la Downs és un gran recipient d'acer refractari revestit. Els ànodes de grafit surten del càtode cilíndric d'acer que l'envolta. El clor, gasós, surt per la part superior de la cel·la i el sodi, que és més lleuger que l'electròlit fos, s'acumula damunt de l'electròlit, es recull i es manté sota querosè per evitar la seva oxidació. El sodi aconseguit d'aquesta manera és 99,8 % pur.
Propietats Propietats físiques miniatura|Sodi conservant dins d'un hidrocarbur per evitar la seva oxidació en contacte amb la humitat de l'aire. Igual que altres metalls alcalins, el sodi és un metall tou, lleuger i de color argentat que no es troba lliure en la naturalesa. Té un punt de fusió de 97,82 °C, un punt d'ebullició de 881,4 °C i una densitat 0,968 g/cm³ a 20 °C, per la qual cosa flota damunt de l'aigua. És insoluble en aigua, amb la qual reacciona; insoluble en benzè, querosè i nafta. És soluble en amoníac, donant lloc a una dissolució de color blau, i soluble en mercuri, amb el qual forma una amalgama.
El sodi només té una estructura cristal·lina, la cúbica centrada en el cos. El radi atòmic és de 185 pm, el radi iònic de 97 pm i la configuració electrònica és 1s2 2s22p6 3s1.
Propietats químiques El sodi reacciona amb molts elements i substàncies i forma compostos ben definits amb una sèrie de metalls, sempre amb nombre d'oxidació +1. L'hidrogen i el sodi no reaccionen a temperatura ambient, però a 200–350 °C es forma hidrur de sodi (NaH).
Reaccions amb metalls El sodi és completament miscible amb els metalls alcalins que te a sota a la taula periòdica (potassi, rubidi i cesi). El sistema sodi-potassi forma un eutèctic que es fon a −10 °C amb una composició d'un 22 % de sodi i conegut com NaK. Els eutèctics formats als sistemes sodi-rubidi i sodi-cesi es fonen a −4,5 i −30 °C, respectivament. L'aliatge ternari NaKCs es fon a −78 °C i és l'aliatge líquid amb el menor punt de fusió existent.
El sodi també forma aliatges amb els metalls alcalinoterris i el grau de solubilitat augmenta amb l'augment de la massa atòmica. El beril·li és soluble en sodi només en un petit percentatge a aproximadament 800 °C. El sodi líquid i el magnesi només són parcialment miscibles. La solubilitat amb el calci és del 10 % a 700 °C i el sistema sodi-estronci, té un grau considerable de miscibilitat. El sodi forma una sèrie de compostos amb el bari i hi ha diversos eutèctics al sistema.
Els metalls preciosos (argent, or, platí, pal·ladi i iridi), i els blancs (plom, estany, bismut i antimoni), s'alien en una mesura apreciable amb el sodi líquid. El cadmi i el mercuri també reaccionen amb el sodi, i existeixen diversos compostos en ambdós sistemes binaris. Es coneixen set amalgames de sodi-mercuri, amb Hg2Na que té el punt de fusió més alt (354 °C).
Reaccions amb l'oxigen i òxids El sodi s'ha d'aïllar de la humitat de l'aire perquè s'oxida, però no reacciona amb l'oxigen o l'aire ben secs, tret de la possible formació d'una pel·lícula superficial d'òxid transparent. Quan s'escalfa a l'aire, el sodi s'encén a uns 120 °C i crema amb una flama groga i un dens fum blanc. En presència d'aire amb poc oxigen i a menys de 160 °C es forma majoritàriament òxid de sodi (Na2O). A 250-300 °C en presència d'oxigen suficient, es produeix peròxid de sodi, Na2O2, juntament amb petites quantitats de superòxid de sodi (NaO2). Les reaccions són:
2Na + O2 -> 2Na2O24Na + O2 -> 2Na2O miniatura|Reacció violenta del sodi amb aigua. La reacció del sodi i l'aigua és una reacció molt ràpida i exotèrmica. La calor alliberada fon el sodi i sovint s'encén l'hidrogen si hi ha aire i forma aigua. Segueix l'equació següent:
Na + H2O -> NaOH + 1/2 H2
El sodi redueix els òxids dels elements del seu grup excepte l'òxid de liti (Li2O), no redueix els òxids dels alcalinoterris, però sí els del grup 12. Molts altres òxids es redueixen pel sodi metàl·lic. L'òxid de ferro(III) ( Fe2O3) es redueix amb sodi per sota d'uns 1200 °C i per sobre d'aquesta temperatura la reacció s'inverteix.
Reaccions amb els elements del grup 14