Натрий

НАТРИЙ, Na (лат. Natrium, от араб. натрун, греч. nitron, первоначально — природная сода * а. sodium, natrium; н. Natrium; ф. sodium; и. sodio), — химический элемент I группы периодической системы Менделеева; атомный номер 11, атомная масса 22,98977; относится к щелочным металлам. В природе встречается один стабильный изотоп ²³Na. Соединения натрия известны с глубокой древности. Металлический натрий впервые получил (1807) английский учёный Г. Дэви.

Физические свойства натрия

Натрий — серебристо-белый мягкий металл, кристаллизуется в объёмно-центрированной кубической решётке (а=0,428 нм). Плотность 968 кг/м³, t плавления 97,83°С, t кипения 882,9°С, коэффициент теплопроводности 1,32•10² Вт/(м•К), удельная теплоёмкость 1,23•10³ Дж/(кг•К) при 20°С, удельное электрическое сопротивление 4,3•10^-8 Ом•м (20°С), температурный коэффициент линейного расширения 7,1•10^-5 К^-1. Твердость по Moocy 0,5.

Химические свойства натрия

Степень окисления +1. Твёрдый натрий на воздухе быстро окисляется, жидкий — загорается. Хранят под слоем смеси парафина с трансформаторным маслом, бензина или керосина, очищенных от влаги и кислорода, в атмосфере аргона или азота, а также в запаянных стеклянных ампулах. Известен пероксид Na₂О₂. С водой натрий бурно реагирует с образованием гидроксида и водорода. Натрий, взаимодействуя с галогенами, даёт галогениды, с водородом, серой и азотом (при электрическом разряде) — соответственно гидрид, сульфид и нитрид. Натрий и его гидроксид взаимодействуют с неорганическими кислотами с образованием солей. Натрий растворяется в аммиаке, давая аммиачные комплексы. Известно большое число натрийорганических соединений, используемых в качестве алкилирующих агентов в органическом синтезе. Натрий входит в состав многих сплавов.

Нахождение в природе

Натрий — очень распространённый литофильный элемент (шестое место среди химических элементов), его кларк 2,64 по массе. Известно свыше 220 минералов натрия различных классов (полевые шпаты, плагиоклазы, галит, селитра, тенардит, мирабилит). Распространённость (в % по массе) натрия в каменных метеоритах 7•10^-1, в ультраосновных породах — 5,7•10^-1, в основных — 1,94, в средних — 3,0, в кислых — 2,77, в глинах — 9,6•10^-1, в песчаниках — 3,3•10^-1, в карбонатных породах — 4•10^-2, в океанической воде — 1,03534. При интенсивном испарении в замкнутых морских бассейнах (например, лагунах), солёных озёрах в степях и пустынях образуются мощные отложения солей натрия, имеющих большое практическое значение (см. Галогенные породы). Натрий участвует в минеральном обмене всех живых организмов. Суточная потребность человека в хлориде натрия — 2-10 г. Основные генетические типы месторождений и схемы обогащения см. в ст. Каменная соль.

Получение и применение

Получают натрий термохимическим восстановлением соединений, содержащих этот металл, или электролизом расплавов NaCl с добавлением CaCl2 и BaCl₂ и др. или расплавов NaOH с добавлением Na₂CO₃.

Натрий и его сплавы используются как теплоносители для процессов, требующих равномерного обогрева (например, в ядерных энергетических установках). Na₂О₂ применяется для получения кислорода в регенерационных устройствах. В металлургической промышленности натрий служит восстановителем при выделении некоторых редких элементов (Ti, Zr, Ta). Натрий — источник свечения в натриевых газоразрядных лампах. Соли натрия находят большое применение в различных отраслях народного хозяйства.