Natrio. Natrio savybės

APIBRĖŽIMAS

Natrio yra vienuoliktas periodinės lentelės elementas. Pavadinimas – Na iš lotyniško „natrium“. Įsikūręs trečiajame periode, IA grupėje. Nurodo metalus. Branduolinis krūvis yra 11.

Natris yra vienas gausiausių elementų žemėje. Jis buvo rastas saulės atmosferoje ir tarpžvaigždinėje erdvėje. Svarbiausi natrio mineralai: NaCl (halitas), Na 2 SO 4 × 10H 2) (mirabelitas), Na 3 AlF 6 (kriolitas), Na 2 B 4 O 7 × 10H 2) (boraksas) ir kt. natrio druskos hidrosferoje (apie 1,5×10 16 t).

Natrio junginiai patenka į augalų ir gyvūnų organizmus pastaruoju atveju daugiausia NaCl pavidalu. Žmogaus kraujyje Na + jonai sudaro 0,32%, kauluose - 0,6%, raumenų audinyje - 0,6-1,5%.

Paprastos medžiagos pavidalo natris yra sidabriškai baltas metalas (1 pav.). Jis toks minkštas, kad jį galima lengvai pjaustyti peiliu. Dėl lengvo oksidavimosi ore natris yra laikomas po žibalo sluoksniu.

Ryžiai. 1. Natris. Išvaizda.

Natrio atominė ir molekulinė masė

APIBRĖŽIMAS

Santykinė medžiagos molekulinė masė (M r) yra skaičius, rodantis, kiek kartų tam tikros molekulės masė yra didesnė nei 1/12 anglies atomo masės, ir elemento santykinė atominė masė(A r) – kiek kartų vidutinė cheminio elemento atomų masė yra didesnė už 1/12 anglies atomo masės.

Kadangi natris egzistuoja laisvoje būsenoje monoatominių Na molekulių pavidalu, jo atominės ir molekulinės masės reikšmės yra vienodos. Jie lygūs 22,9898.

Natrio izotopai

Yra žinoma 20 natrio izotopų, kurių masės skaičius yra nuo 18 iki 37, iš kurių 23 Na yra stabiliausias, pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis nei minutė.

natrio jonai

Natrio atomo išoriniame energijos lygyje yra vienas elektronas, kuris yra valentingumas:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 .

Dėl cheminės sąveikos natris atsisako vienintelio valentinio elektrono, t.y. yra jo donoras ir virsta teigiamai įkrautu jonu:

Na 0 -1e → Na + .

Natrio molekulė ir atomas

Laisvoje būsenoje natris egzistuoja monoatominių Na molekulių pavidalu. Štai keletas savybių, apibūdinančių natrio atomą ir molekulę:

Natrio lydiniai

Svarbiausios natrio panaudojimo sritys yra branduolinė energetika, metalurgija ir organinės sintezės pramonė. Branduolinėje energetikoje natris ir jo lydinys su kaliu naudojami kaip skysti metalo aušinimo skysčiai. Natrio ir kalio lydinys, kuriame yra 77,2 % (masės) kadio, yra skystos būsenos plačiame temperatūrų diapazone, turi didelį šilumos perdavimo koeficientą ir nesąveikauja su dauguma konstrukcinių medžiagų nei normalioje, nei aukštesnėje temperatūroje.

Natris naudojamas kaip priedas švino lydiniams kietinti.

Su gyvsidabriu natris sudaro kietąjį lydinį – natrio amalgamą, kuri kartais naudojama kaip švelnesnė reduktorius vietoj gryno metalo.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Pratimas Parašykite reakcijų lygtis, kurios gali būti naudojamos atliekant šias transformacijas:

Na 2 O → NaCl → NaOH → Na.

Atsakymas Norint gauti to paties metalo chloridą iš natrio oksido, būtina jį ištirpinti rūgštyje:

Na 2 O + 2HCl → 2 NaCl + H 2 O.

Norint gauti natrio hidroksidą iš to paties metalo chlorido, būtina jį ištirpinti vandenyje, tačiau reikia atsiminti, kad šiuo atveju hidrolizė nevyksta:

NaCl + H 2 O → NaOH + HCl.

Iš atitinkamo hidroksido galima gauti natrio, jei šarmas yra elektrolizuojamas:

NaOH ↔ Na + + Cl - ;

K(-): Na + + e → Na 0:

A (+): 4OH - - 4e → 2H 2 O + O 2.

Bendroji informacija ir įsigijimo būdai

Natris (Na) yra sidabriškai baltas šarminis metalas, kuris normaliomis sąlygomis greitai susitepa ore. Žemės plutoje yra 2,5% masės. Vandenynų vandenyse jo vidutinė koncentracija yra 1,035%. Gyvuose organizmuose natrio yra iki 0,02% (masės), augaluose jo kiek mažiau.

Yra žinoma daugiau nei 220 mineralų, kuriuose yra natrio. Labiausiai paplitęs natrio chloridas arba valgomoji druska, NaCl, halitas NaCl arba akmens druska, Čilės salietra NaN 0 3, thenarditas Na 2 S 04, mirabolitas (Glauberio druska) Na 2 SCv 10H 2 O, sostas Na, H (C 0 3) 2 -2 H 2 0 ir kt.

Natrio taip pat yra daugelyje sudėtingesnių mineralų, kurių sudėtyje yra aliuminio, silicio, sieros ir kitų elementų. Pavyzdžiui, jafeline Na [ A ] Si 0 4 ], lapis lazuli (ultramarinas) Na 3 [ Al 3 Si 3 0| 2 ] Na 2 [S 0 4 ], žadeito NaCl [ Si 2 0 6 ] ir kt.

Daugybė natrio junginių, pirmiausia valgomoji druska ir soda Na 2 C 0 3 10H 2 O, buvo žinomi žmonėms nuo seniausių laikų.

Senovės Egipte buvo žinomas ploviklis (soda), kuris buvo vadinamas neter. Aristotelyje jis vadinamas vixpovj, o Plutarche (Senovės Roma) - nitrum. Arabų alchemikų rankraščiuose soda atitinka natrono terminą, nuo kurio palaipsniui XVII-XVIII a. susidaro terminas „natra“, tai yra pagrindas, iš kurio galima gauti valgomosios druskos. Iš „natra“ kilo modernus elemento pavadinimas. Pažymėtina, kad daugelyje Vakarų Europos šalių (Didžiojoje Britanijoje, Prancūzijoje, Italijoje), taip pat JAV, natris vadinamas natriu.

Pirmą kartą natrio metalą 1807 m. gavo anglų chemikas Devi elektrolizės būdu (šarminiu metodu). Dėl didelio energijos intensyvumo šarminis metodas pramoniniu būdu paplito tik XIX amžiaus pabaigoje. Prieš tai metalinis natris buvo gautas chemiškai redukuojant jo junginius anglimi arba išlydyta geležimi aukštoje temperatūroje. Nuo šio amžiaus pirmojo ketvirčio šarminis metodas palaipsniui buvo pakeistas druskos metodu, ty tiesiogiai elektrolizuojant natrio chlorido lydalą, apeinant šarmo gavimo etapą. Išlydytos druskos elektrolizė atliekama 850–860 K temperatūroje. Norint sumažinti NaCl lydymosi temperatūrą, naudojami daugelio druskų priedai, ypač NaF, KCl, CaClg ir kt. Natrio chlorido elektrolizė taip pat gamina kitą vertingą medžiagą. produktas – dujinis chloras. Todėl šiuo metu druskos metodas natriui gauti praktiškai pakeitė šarminį, jau nekalbant apie cheminius metodus.

Fizinės savybės

Atominės charakteristikos. Atominis skaičius 11, atominė masė 22,98977 a.u. e.m., atominis tūris 23,08 * 10 -6 m 3 / mol. Atominis spindulys (metalo) 0,192 nm, joninis spindulys Na + 0,098 nm, kovalentinis 0,157 nm. Atomo išorinių elektronų apvalkalų konfigūracija yra 2 p 6 3 s 1 . Natris turi vienintelį stabilų izotopą 23 Na; yra žinomi penki radioaktyvieji izotopai, kurių masės skaičius yra nuo 20 iki 25; izotopų pusinės eliminacijos laikas svyruoja nuo tūkstantųjų sekundės dalių (20 Na) iki 2,6 metų 22 Na. Kambario temperatūroje natrio yra apie. c. iki grotelių, kurių periodas a \u003d 0,42905 nm; kristalinės gardelės energija yra 108,8 μJ/kmol. Esant žemai temperatūrai, yra natrio modifikacija su h.p. struktūra, kurios periodai esant 5K: a = 0,3767 nm, c = 0,6154 nm. Natrio atomo jonizacijos potencialai J (eV) 5,138, 47,20, 71,8, elektronegatyvumas 0,9. Elektronų darbo funkcija f 0 = = 2,35 eV. Elektronų darbo funkcija skirtingiems vieno kristalo paviršiams yra f -2,75 eV (100), f = 3,10 eV (110), f = 2,65 eV (111).

Tankis. Kambario temperatūroje natrio tankis rentgeno p=0,966 Mg/m 3, piknometrinis p=0,971 Mg/m 3.

Lydymosi metu natrio elektrinė varža padidėja 1,451 karto. Natrio elektrinės varžos temperatūros koeficientas esant 273 K a=4,34-10-3 K-1.

Natrio-platinos termoporoje, esant 173,16 K karštosios sandūros temperatūrai, t.e. d.s. £ \u003d 0,29 mV, o esant 373,16 K temperatūrai £ \u003d -0,25 mV. Absoliutus koeficientas te d.s. e \u003d - 4,4 μV / K. Salė pastovi kambario temperatūroje /? \u003d 2,3-10 m 3 / C ir /? \u003d - 2,2-10 m 3 / C esant 371-383 K.

Magnetinis natrio jautrumas x= +0,70-10-9 esant 293 K.

Šiluminis ir termodinaminis. Natrio lydymosi temperatūra / P l \u003d \u003d 98 ° С, virimo temperatūra? kip \u003d 878 ° С, būdinga temperatūra 6v \u003d 160 K, specifinė lydymosi šiluma DYa PL \u003d P7 kJ / kg. Savitoji sublimacijos šiluma esant 298 K DYa su bl = 4717 kJ/kg, specifinė DYA Isp garavimo šiluma = 3869 kJ/kg. Natrio garavimo šiluma esant normaliam slėgiui<-п = 3869 кДж/кг. При плавлении проис­ходит увеличение объема на ДУ- 27,82-Ю -6 м 3 /кг или AV / V 0 = 0,0265. При повышении давления возрастает температура плавления металла, достигая 515 К при 3 ГПа и 608 при 8 ГПа. Начальное значение уг­лового коэффициента dT / dP = 85 К/ГПа, при 7 ГПа 33 К/ГПа. Фазовых превращений в натрии до давления 8,5 ГПа не обнаружено.

Mechaninės savybės

Brinelio natrio kietumas HB = 0,7 MPa. Normalaus tamprumo įtempimo modulis kambario temperatūroje £=5,3 GPa. Natrio gniuždomumas x= 15,99*10 -11 Pa -1.

Cheminės savybės

Cheminiuose junginiuose, įskaitant hidridus, jo oksidacijos būsena yra + 1.

Natris yra vienas reaktyviausių metalų, todėl gamtoje jo gryna forma nėra. Natris yra vienas elektropozityviausių metalų; intensyviai sąveikauja su atmosferos deguonimi, todėl dažniausiai laikomas po žibalo sluoksniu. Įtampos serijoje natris gerokai lenkia vandenilį ir išstumia jį iš vandens, sudarydamas hidroksidą NaOH.

Kai sausas vandenilis perduodamas šiek tiek pašildytu natriu, susidaro natrio hidridas NaH, kuris yra ne junginys, į kurį natris patenka katijono, o vandenilis - anijono pavidalu.

Natrio oksidas susidaro, kai natris deginamas nepakankamame deguonies kiekyje, smarkiai reaguoja su vandeniu, sudarydamas hidroksidą ir turi fluoro špato tipo kristalinę gardelę.

Natrio peroksidas susidaro degant natriui ore arba deguonyje, tai blyškiai geltoni milteliai, kurie tirpsta nesuirdami; labai stiprus oksidatorius. Daugelis organinių medžiagų užsiliepsnoja su ja. Kai Na 2 0 2 sąveikauja su anglies dioksidu, išsiskiria deguonis. Ši reakcija naudojama ugniagesių ir narų naudojamuose kvėpavimo aparatuose, taip pat oro regeneravimui uždarose erdvėse, pavyzdžiui, povandeniniuose laivuose.

Natrio hidroksidas NaOH susidaro baltų, labai higroskopiškų kristalų pavidalu, lydosi 318,3 °C temperatūroje; tankis 2,13 Mg / m 3.

Žinomas natrio junginys su anglimi Na 2 C 2, kurį galima laikyti acetileno druska. Todėl jis gavo pavadinimą natrio acetamidas. Natrio nitridas yra stabilus sausame ore, bet tuoj pat suyra su vandeniu arba alkoholiu ir susidaro amoniakas.

Natrio sulfidas Na 2 S gaunamas redukuojant natrio sulfatą anglimi. Gryna forma Na 2 S yra bespalvis, turi CaF 2 tipo kristalinę gardelę. Labai dažnas natrio junginys su siera ir deguonimi yra vadinamoji Glauberio druska Na 2 S 0 4 - 10H 2 O. Natris kartu su įprastais cheminiais junginiais, kurie paklūsta valentingumo taisyklei, taip pat sudaro metalų junginius. Na - K sistemos lydiniuose susidaro KNa 2 sudėties Laves fazė, kuri turi kompleksinį o.d. c. iki MgCu 2 (C15) tipo kristalinės gardelės. Panašus metalo junginys stebimas natrio sąveikoje su ceziu. Nemažai metalų junginių susidaro natriui sąveikaujant su I ir VII B grupės metalais – sidabru, auksu, cinku, kadmiu, gyvsidabriu, galiu, alavu, švinu ir kitais elementais. Žinoma, yra išimčių. Taigi aliuminis, SHV pogrupio elementas, nesąveikauja su natriu nei skystoje, nei kietoje būsenoje. Periodinės sistemos pogrupių III - VIIIA elementai praktiškai nesąveikauja su natriu dėl didelio dydžio faktoriaus ir lydymosi taškų skirtumo.

Naudojimo sritys

Natris plačiai naudojamas įvairiose technologijų srityse. Didelis šio elemento reaktyvumas lėmė jo naudojimą metalurgijoje kaip reduktorius gaminant tokius metalus kaip titanas, cirkonis, hafnis, niobis ir kt. natrio terminiu metodu. Gaminant kai kurių rūšių aliuminio lydinius, natris ir jo druskos naudojami kaip modifikatoriai. Chemijos pramonėje natris naudojamas gaminant cianido druskas, sintetinę kaučiuką ir sintetinius ploviklius (detergenidus), vaistus, taip pat švino tetraetilą – antidetonacinę medžiagą didelio oktaninio skaičiaus varikliams gaminti. Pastaraisiais metais gryno natrio ir jo lydinių su kaliu kaip aušinimo skysčiai branduolinėje energetikoje vis labiau naudojami.

Jo cheminiai junginiai plačiai naudojami šalies ūkyje. Tai visų pirma natrio hidroksidas NaOH (kaustinė soda), kuris naudojamas muilo pramonėje, dažų gamyboje, celiuliozės ir popieriaus bei naftos pramonėje, dirbtinio pluošto gamyboje ir kt. Soda – natrio karbonatas Na 2 C 0 3 – naudojamas stiklo, celiuliozės ir popieriaus, maisto, tekstilės, naftos ir kitose pramonės šakose. Žemės ūkyje azoto rūgšties NaN 0 3 natrio druska, žinoma kaip Čilės nitratas, plačiai naudojama kaip trąša.

Natronas iš pradžių buvo vadinamas natrio hidroksidu. 1807 m. Davy, elektrolizės būdu šiek tiek sudrėkintus kietus šarmus, gavo laisvuosius metalus - kalį ir natrį, pavadindamas juos kaliu (Kalis) ir natriu (Sodium). Berzelius, o vėliau Hessas Rusijoje, pasiūlė Natrio / Natrio pavadinimą, kuris įstrigo.

Būdamas gamtoje gauni:

Šarminių metalų laisvos formos gamtoje nėra. Natris yra įvairių junginių dalis. Svarbiausias yra natrio derinys su chloru NaCl, kuris sudaro akmens druskos nuosėdas (Donbasas, Solikamskas, Sol-Iletskas ir kt.). Natrio chlorido taip pat yra jūros vandenyje ir druskos šaltiniuose. Natris yra vienas iš įprastų elementų. Natrio kiekis žemės plutoje yra 2,64%.
Gaunamas išlydyto natrio chlorido arba natrio hidroksido elektrolizės būdu. Taip pat naudojamas jo oksidams, chloridams, karbonatams atkurti aliuminiu, siliciu, kalciu, magniu, kai kaitinama vakuume.

Fizinės savybės:

Natris – sidabriškai baltas metalas, jo tankis 0,97 g/cm3, labai minkštas, lengvai pjaustomas peiliu. Tarp atomų yra metalinis ryšys. Medžiaga su tokiu ryšiu pasižymi metaliniu blizgesiu, plastiškumu, minkštumu, geru elektros laidumu ir šilumos laidumu.

Cheminės savybės:

Natrio atomas cheminės sąveikos metu lengvai atiduoda valentinius elektronus, pereina į teigiamai įkrautą joną. Jis greitai oksiduojasi ore, todėl laikomas po žibalo sluoksniu.
Deginant deguonies pertekliumi, susidaro natrio peroksidas, Na 2 O 2
Su vandeniliu, kaitinant, susidaro hidridas Na + H 2 \u003d 2NaH
Lengvai sąveikauja su daugeliu nemetalų – halogenais, siera, fosforu ir kt.
Smarkiai reaguoja su vandeniu: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2

Svarbiausios jungtys:

natrio oksidas, Na 2 O (bespalvis), reaguoja su vandens garais, anglies dioksidu, todėl geriau laikyti bevandeniame benzene.
Natriui tiesiogiai reaguojant su deguonimi, gaunamas natrio oksido ir natrio peroksido mišinys. Norėdami gauti gryną oksidą, galite naudoti reakciją: Na 2 O 2 + 2Na \u003d 2Na 2 O
natrio peroksidas, Na 2 O 2 (geltona) kristalinė medžiaga su jonine gardele, sąveikauja su drėgnu ore esančiu anglies dioksidu, išskirdama deguonį: 2Na 2 O 2 + 2CO 2 \u003d 2Na 2 CO 3 + O 2
Natrio hidroksidas, NaOH yra kristalinė balta medžiaga, santykinai tirpi, termiškai labai stabili. Kaitinamas, jis išgaruoja neprarandant vandens. Jis gerai tirpsta vandenyje ir alkoholiuose.
natrio halogenidai, bespalvės kristalinės medžiagos, lengvai tirpsta vandenyje, išskyrus NaF. Jie turi atkuriamųjų savybių.
natrio sulfidas, - Na 2 S. Bespalvė kristalinė medžiaga su jonine gardele. Jis gerai tirpsta vandenyje ir yra stiprus reduktorius.
druskos, visos druskos gerai tirpsta, yra stiprūs elektrolitai.
natrio hidridas, NaH yra bespalvė kristalinė medžiaga, turinti NaCl tipo kristalinę gardelę, anijonas H - . Gaunamas leidžiant vandenilį per išlydytą metalą. Netirpsta šiluminė disociacija, lengvai skaidoma vandens:
2NaH = 2Na + H2
NaH + H2O \u003d NaOH + H2

Taikymas:

Natrio junginiai yra svarbiausi chemijos pramonės komponentai. Naudojamas muilo gamyboje, stiklo gamyboje, buitinėje chemijoje.
Natris yra būtinas daugeliui gyvybės formų, įskaitant žmones. Gyvuose organizmuose natrio jonai kartu su kalio jonais veikia kaip nervinių impulsų perdavėjai. Taip pat jo jonai atlieka svarbų vaidmenį palaikant organizmo vandens režimą.

Bondareva Marija Aleksandrovna
KhF Tiumenės valstybinis universitetas, 561 grupė.

Šaltiniai: G.P. Chomčenko „Chemijos vadovas stojantiesiems į universitetus“
"Neorganinė chemija schemose ir lentelėse"

Natris ir jo junginiai žmonėms žinomi nuo seniausių laikų. Bene populiariausias ir žinomiausias junginys yra natrio chloridas, geriau žinomas kaip valgomoji druska. Druska yra nepakeičiamas beveik bet kurio patiekalo komponentas. Mokslininkų teigimu, valgomąją druską žmonės pradėjo valgyti prieš kelis tūkstančius metų.

Kitas populiarus junginys yra natrio karbonatas. Natrio karbonatas yra įprasta soda, parduodama bet kurioje parduotuvėje. Šią medžiagą nuo seno žmonės naudojo ir kaip ploviklį. Taigi, žmonės su natriu ir jo junginiais susiduria kiekvieną dieną daugelį dešimčių ir šimtų metų. Natris lengvai reaguoja tiek su metaliniais, tiek su nemetaliniais elementais, sudarydamas lydinius ir junginius, plačiai naudojamus pramonėje. Pažvelkime atidžiau į šio metalo savybes ir savybes.

Natrio apibūdinimas

Fizinės savybės

Natris yra minkštas, kalus metalas, kurį galima labai lengvai pjaustyti peiliu. Jis turi sidabriškai baltą spalvą, taip pat būdingą metalinį blizgesį. Metalas yra geras šilumos ir elektros laidininkas. Natrio atomai yra sujungti metaliniu ryšiu.

Cheminės savybės

Natrio atomai, reaguodami su kitais cheminiais elementais, lengvai atiduoda valentinius elektronus. Šiuo atveju natrio atomai paverčiami teigiamo krūvio jonais.

  • Natris labai greitai oksiduojasi atvirame ore. Būtent todėl metalas dažniausiai laikomas žibale.
  • Deginant deguonyje, susidaro junginys natrio peroksidas (Na 2 O 2)
  • Kaitinamas, natris reaguoja su vandeniliu ir susidaro hidridas (2NaH).
  • Natris lengvai reaguoja su nemetalais, tokiais kaip siera, forforas ir kt.
  • Be to, natris gali reaguoti su metalais. Tokiu atveju susidaro įvairūs lydiniai, kurie plačiai naudojami gamyboje ir pramonėje.
  • Natris smarkiai reaguoja su vandeniu.

Natrio radimas gamtoje

Natris yra septintoje vietoje labiausiai paplitusių Žemėje elementų sąraše. Natris taip pat yra penktas pagal paplitimą metalas pasaulyje. Iš metalų tik aliuminis, geležis, kalcis ir magnis yra labiau paplitę nei natris.

Natrio gryna forma gamtoje nėra. To priežastis – didelis cheminis natrio aktyvumas. Elementas natūraliai randamas kaip chloridas, karbonatas, nitratas, sulfatas ir kitos druskos.

Kur gamtoje yra natrio?

Pirma, žemės plutoje fiksuojamas gana didelis natrio kiekis. Medžiagos dalis yra maždaug 2,6%.

Antra, natris ir jo junginiai dideliais kiekiais randami senovės jūrų išgaravimo vietose.

Kita natrio ir jo junginių kaupimosi vieta yra vandenynų vandenys. Mokslininkai apskaičiavo, kad visos druskos, esančios vandenynuose, yra apie 19 milijonų kubinių kilometrų.

Natrio nedideliais kiekiais randama ir gyvose būtybėse. Natrio kiekis gyvūnuose yra šiek tiek didesnis nei augaluose. Natrio jonai gyvuose organizmuose atlieka svarbiausią funkciją: jie prisideda prie nervinių impulsų perdavimo.

Natrio naudojimas pramonėje

Natris plačiai naudojamas daugelyje pramonės šakų: chemijos, metalurgijos, branduolinės, maisto, lengvosios ir kitose pramonės šakose.

Chemijos pramonėje iš natrio gaminami įvairūs plovikliai ir valikliai, trąšos ir antiseptikai.

Metalurgijoje natris naudojamas kitų medžiagų, tokių kaip toris, uranas, titanas, cirkonis ir kiti junginiai, gamyboje. Natris tokiose reakcijose veikia kaip reduktorius.

Natris taip pat plačiai naudojamas branduolinės energetikos inžinerijoje. Natris ir jo lydiniai naudojami kaip aušinimo skystis.

Lengvojoje pramonėje natris plačiai naudojamas odos apdirbimui.

Natris yra būtinas maisto pramonės elementas. Natrio chloridas, geriau žinomas kaip valgomoji druska, yra bene labiausiai paplitęs maisto priedas, be kurio galima paruošti bet kurį patiekalą.

Natris yra paprasta medžiaga, esanti D. I. Mendelejevo cheminių elementų periodinės lentelės trečiojo periodo pirmoje grupėje. Tai labai minkštas, sidabrinis šarminis metalas, kuris, atskirtas plonais sluoksniais, turi purpurinį atspalvį. Natrio lydymosi temperatūra yra šiek tiek žemesnė nei reikalinga verdančiam vandeniui, o virimo temperatūra yra 883 laipsniai Celsijaus. Kambario temperatūroje jo tankis yra 0,968 g/cm3. Dėl mažo tankio, jei reikia, natrį galima pjaustyti paprastu peiliu.

Natris yra labai paplitęs mūsų planetoje: įvairių jo junginių galima rasti tiek jūroje, tiek žemės plutoje, kur jo yra gana dideliais kiekiais, ir daugelio gyvų organizmų sudėtyje, tačiau gamtoje jo nėra. gryna forma dėl nuostabaus didelio aktyvumo. Natris yra vienas iš būtinų normaliam žmogaus gyvenimui būtinų mikroelementų – todėl norint papildyti natūralų jo netekimą iš organizmo, reikia suvartoti apie 4-5 gramus jo junginio su chloru – t.y. paprastoji valgomoji druska.

Natris istorijoje

Įvairūs natrio junginiai žmonėms buvo žinomi nuo senovės Egipto. Egiptiečiai pirmieji įvairiems kasdieniams poreikiams pradėjo aktyviai naudoti natrio turinčią sodą iš Natrono druskos ežero. Natrio junginiai netgi buvo paminėti Biblijoje kaip ploviklio komponentas, tačiau pirmą kartą gryną natrį 1807 m. gavo anglų chemikas Humphrey Davy, eksperimentuodamas su jo dariniais.

Iš pradžių natris buvo vadinamas natriu – kilęs iš arabiško žodžio, reiškiančio galvos skausmą. Žodis „natris“ buvo pasiskolintas iš egiptiečių kalbos ir pirmą kartą šiuolaikinėje istorijoje Švedijos medicinos draugijos jį panaudojo kaip sodos turinčių mineralinių druskų pavadinimą.

Cheminės natrio savybės

Natris yra aktyvus šarminis metalas – t.y. kontaktuodamas su oru jis labai greitai oksiduojasi ir turi būti laikomas žibale, o natrio tankis labai mažas ir dažnai išplaukia į paviršių. Kadangi natris yra labai stiprus reduktorius, jis reaguoja su dauguma nemetalų, o kadangi yra aktyvus metalas, reakcijos jį naudojant dažnai būna labai greitos ir audringos. Pavyzdžiui, jei natrio gabalėlis įdedamas į vandenį, jis pradeda aktyviai savaime užsidegti, o tai galiausiai sukelia sprogimą. Deguonis užsiliepsnoja ir išsiskiria, kai natris ir jo dariniai reaguoja su daugeliu kitų medžiagų, tačiau su atskiestomis rūgštimis sąveikauja kaip paprastas metalas. Natris nereaguoja su tauriosiomis dujomis, jodu ir anglimi, taip pat labai blogai reaguoja su azotu, sudarydamas gana nestabilią medžiagą tamsiai pilkų kristalų pavidalu - natrio nitridą.

Natrio taikymas

Pagrindinis natrio panaudojimas yra chemijos pramonėje ir metalurgijoje, kur dėl savo cheminių savybių jis dažniausiai naudojamas kaip reduktorius. Jis taip pat naudojamas kaip džiovinimo priemonė tokiems organiniams tirpikliams kaip eteris ir pan.; milžinišką įtampą galinčių atlaikyti laidų gamybai. Toje pačioje srityje natris naudojamas kaip pagrindinis komponentas gaminant natrio sieros baterijas, turinčias didelę specifinę energiją, t.y. mažesnės degalų sąnaudos. Pagrindinis šio tipo akumuliatorių trūkumas yra aukšta darbinė temperatūra, taigi ir natrio užsidegimo bei sprogimo pavojus avarijos atveju.

Kita natrio taikymo sritis yra farmakologija, kur daugelis natrio darinių yra naudojami kaip reagentai, tarpiniai ir pagalbinės medžiagos kuriant įvairius sudėtingus vaistus, taip pat antiseptikus. Natrio chlorido tirpalas yra santykinai panašus į žmogaus kraujo plazmą ir greitai pasišalina iš organizmo, todėl naudojamas, kai reikia palaikyti ir normalizuoti kraujospūdį.

Iki šiol kai kurie natrio junginiai yra nepakeičiamas betono ir kitų statybinių medžiagų gamybos komponentas. Naudojant medžiagas, kuriose yra natrio komponentų, jie gali būti naudojami statybos darbuose esant žemai temperatūrai.

Dėl savo gausos ir lengvos pramoninės gamybos natrio kaina yra gana maža. Šiandien jis gaminamas taip pat, kaip ir tada, kai pirmą kartą buvo gautas – įvairias natrio turinčias uolienas veikiant stipria elektros srove. Dėl šios priežasties, taip pat dėl ​​poreikio daugelyje pramonės šakų, jos gamybos apimtys tik auga.