Նատրիում

Նատրիում, քիմիական տարր է, քիմիական բանաձևն է Na (լատ.՝ Natrium)։ 3-րդ պարբերության 1-ին խմբի տարր, կարգահամարը՝ 11, ատոմային զանգվածը՝ 22,98977։ s-տարր է, ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 3s1։ K և L թաղանթները լրացված են։
Բնական նատրիումը բաղկացած է միայն 23Na կայուն իզոտոպից։ Ստացվել են 20-22, 24 և 25 ռադիոակտիվ իզոտոպները (22Na-ի T½ = 2,64 տարի)։
Նատրիումը (7440-23-5) արծաթա-սպիտակավուն, ալկալիական մետաղ է։


== Պատմություն և անվան ծագում ==

Նատրիումի միացությունները՝ կերակրի աղը և սոդան, հայտնի են շատ հին ժամանակներից։ Եբրայերեն neter (հունարեն՝ νίτρον, լատ.՝ nitrum) բառը հանդիպել է Աստվածաշնչում որպես նյութի անվանում, որը, ըստ Սողոմոնի եռացել է քացախում։ Եգիպտոսում սոդան բնության մեջ հանդիպում է սոդայի լճերի ջրերում։ Բնական սոդան հին եգիպտացիները օգտագործել են զմռսելու, կտավների սպիտակեցման համար, խոհանոցում սննդի մեջ, ինչպես նաև ներկերի պատրաստման համար։
«Նատրիում» անվանումը ծագել է լատ.՝ natrium (հունարեն՝ νίτρον) բառից, որը փոխ են առել Մերձավոր եգիպտական լեզվից (nṯr), որտեղ նա ունեցել է այլ նշանակություններ. «սոդա», «ուտիչ նատր»։
«Na» հապավումը և natrium բառը առաջին անգամ օգտագործել են ակադեմիկոսները, հիմնադիրը՝ շվեդ բժիշկ Հակոբոս Բերցելիուս (Jöns Jakob Berzelius, 1779-1848)։ Հետագայում տարրը անվանեցին նաև սոդա (լատ.՝ sodium)։ Sodium անվանումը հավանաբար գալիս է արաբական suda բառից, որը նշանակում է «գլխացավ», քանի որ այդ ժամանակ սոդան օգտագործում էին որպես դեղ գլխացավի համար։
Մետաղական նատրիումը առաջինն անջատել է Հ․ Դևին (1807, նոյեմբերի 19), ով առաջին անգամ այդ մասին տեղեկացրել է Բեկերսկի դասախոսություններում (իր դասախոսություններում նա նշել է, որ 1807 թվականի հոկտեմբերի 6-ին հայտնաբերել է կալիումը, իսկ նատրիումը կալիումից մի քանի օր անց)։ Նա նատրիումը ստացել է խոնավ նատրիումի հիդրօքսիդը էլեկտրոլիզի ենթարկելով։


== Բնության մեջ ==
Բնության մեջ տարածված տարր է, երկրակեղևում 2,83 %, ըստ զանգվածի յոթերորդն է։ Նատրիումի գլխավոր միներալներն են՝ հալիտը, չիլիական բորակը, տենարդիտը, միրաբիլիտը, որոնք նատրիումի և նրա միացությունների ստացման հիմնական աղբյուրն են։ Ազատ վիճակում բնության մեջ չի հանդիպում, մտնում է 222 միներալների բաղադրության մեջ։
Պարունակվում է գրանիտներում մինչև 2,77 %, բազալտներում՝ 1,94 %։ Հողում և նստվածքային ապարներում՝ կավեր, թերթաքարեր, նատրումի պարունակությունը փոքր է (0,63-0,66 %)։ Լուծվելով հոսող ջրերում՝ կուտակվում է ծովերում և օվկիանոսներում, որտեղ հիմնական մետաղական տարրն է (1,035 %)։ Ծովափնյա, տափաստանային և անապատային լճերում գոլորշիացման հետևանքով անջատվող նատրիումի աղերն առաջացնում են աղային նստվածքներ։ Նատրիումի տարեկան հանույթը մոտ 108 տ է։
Այն կարևոր կենսատարր է, կենդանի նյութում նրա միջին պարունակությունը 0,02 % է։ Մարդու և կենդանիների օրգանիզմում մասնակցում է հանքային փոխանակությանը, օսմոտիկ ճնշման և թթվահիմնային հավասարակշռության պահպանմանը, նյարդային ազդակների հաղորդմանը։ Պարունակվում է հիմնականում արտաբջջային հեղուկներում (մարդու էրիթրոցիտներում՝ մոտ 10 մմոլ/կգ, արյան շիճուկում՝ 143 մմոլ/կգ)։
Նատրիումի քլորիդի՝ մարդու օրական պահանջը 2-10 գ է։ Նատրիումի իոնների կոնցենտրացիան օրգանիզմում կարգավորվում է ալդոստերոն հորմոնով։


== Ստացում ==
Արդյունաբերության մեջ նատրիումը ստանում են միջնորմավոր էլեկտրոլիզարարներում՝ կերակրի աղի հալույթի էլեկտրոլիզով, որի հալման ջերմաստիճանն (մինչև 575-585 °C) իջեցնելու, էներգիայի ծախսը փոքրացնելու և նատրիումի գոլորշիացումը կանխելու նպատակով ավելացնում են KCl, CaCl2, NaF և այլն։ Որպես կաթոդ օգտագործում են պղինձ կամ երկաթ, որպես անոդ՝ գրաֆիտ, որը չի փոխազդում անջատվող քլորի հետ։

  
    
      
        
          
            2
            N
            a
            C
            l
             
            
              
                →
                
                  e
                  l
                  e
                  k
                  t
                  r
                  o
                  l
                  i
                  z
                
              
            
             
            2
            N
            a
            +
            C
            
              l
              
                2
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2NaCl\ {\xrightarrow {elektroliz}}\ 2Na+Cl_{2}}}}
  
  
    
      
        
          
            4
            N
            a
            O
            H
             
            
              
                →
                
                  e
                  l
                  e
                  k
                  t
                  r
                  o
                  l
                  i
                  z
                
              
            
             
            4
            +
            
              O
              
                2
              
            
            +
            2
            
              H
              
                2
              
            
            O
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {4NaOH\ {\xrightarrow {elektroliz}}\ 4+O_{2}+2H_{2}O}}}
  Նատրումը ստանում են նաև նատրիումի կարբոնատը 1000 °C ջերմաստիճանում ածխով վերականգնելիս.

  
    
      
        
          
            N
            
              a
              
                2
              
            
            C
            
              O
              
                3
              
            
            +
            2
            C
             
            
              
                →
                
                  
                    1000
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            2
            N
            a
            +
            3
            C
            O
            .
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}CO_{3}+2C\ {\xrightarrow {1000^{o}C}}\ 2Na+3CO.}}}
  


== Ֆիզիկական հատկություններ ==

Սենյակային ջերմաստիճանում նատրիումը սպիտակ, արծաթափայլ մետաղ է։ Բոլոր մետաղների նման նա լավ հաղորդում է էլեկտրական հոսանքը։ Նատրիումը փափուկ է՝ հեշտությամբ կտրվում է դանակով։ Նա փոքր-ինչ թեթև է ջրից և պատկանում է թեթև մետաղների թվին։ Նատրիումը դյուրահալ մետաղ է։ Եթե մի կտոր նատրիում տեղավորենք փորձանոթում և տաքացնենք, ապա նա արագ կհալչի։ Նատրիումի հալման ջերմաստիճանն է 98 °C, եռմանը՝ 882,9 °С, խտությունը՝ 968 կգ/մ3, պարամագնիսական է։
Նատրիումի և նրա միացությունների գոլորշիները բոցը ներկում են բնորոշ դեղին գույնով։ Նատրումի գոլորշիները կարմրածիրանագույն են։ Քիմիապես ակտիվ տարր է, հայտնի բոլոր միացություններում միարժեք է, օդում արագ օքսիդանում է՝ առաջացնելով օքսիդ, գերօքսիդ, հիդրօքսիդ և կարբոնատ։ Նատրումի նորմալ էլեկտրոդային պոտենցիալը -2,74 վ է, հալույթում՝ -2,4 վ։
Նատրիումը և նրա միացությունները բոցին տալիս են դեղին գույն։ Այս հատկությունը հաճախ օգտագործվում է որպես նյութում նատրիումի առկայության ստուգման միջոց։


== Քիմիական հատկություններ ==
Շատ բուռն փոխազդում է ջրի և թթուների լուծույթների հետ (ստացվում է NaOH և ջրածին)։ 200-400 °C-ում միանում է ջրածնի հետ, առաջացնելով հիդրիդ՝ NaH, որը սպիտակ բյուրեղական խոնավածուծ փոշի է, ուժեղ վերականգնիչ, ջրի առկայությամբ հիդրոլիզվում է։

  
    
      
        
          
            2
            N
            a
            +
            
              H
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                  250
                  −
                  
                    400
                    
                      o
                    
                  
                  C
                  ,
                  p
                
              
            
             
            2
            N
            a
            H
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Na+H_{2}\ {\xrightarrow {250-400^{o}C,p}}\ 2NaH}}}
  Հալոգենների հետ՝ նատրիումի հալոգենիդներ․ ֆտորի և քլորի հետ միանում է սովորական պայմաններում, բրոմի և յոդի հետ՝ տաքացնելիս։ Ծծմբի հետ առաջացնում է սուլֆիդ, ազոտի հետ (էլեկտրական դանդաղ պարպումների ազդեցությամբ)՝ նիտրիդ (Na3N), ածխածնի հետ (800-900 °C) նատրիումի կարբիդ (Na2C2)։ Նատրիումը լուծվում է հեղուկ ամոնիակում։

  
    
      
        
          
            N
            a
            +
            4
            N
            
              H
              
                3
              
            
             
            
              
                →
                
                  −
                  
                    40
                    
                      o
                    
                  
                  C
                
              
            
             
            N
            a
            [
            N
            
              H
              
                3
              
            
            
              ]
              
                4
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {Na+4NH_{3}\ {\xrightarrow {-40^{o}C}}\ Na[NH_{3}]_{4}}}}
  Հալված նատրիումի հետ (300-350 °C) NН3-ն առաջացնում է նատրիումամին՝ NaNH2, որը ջրում քայքայվող սպիտակ բյուրեղական նյութ է։ Հայտնի են բազմաթիվ նատրիումօրգանական միացություններ, որոնք որպես ալկալիացնող միջոցներ օգտագործվում են օրգանական սինթեզում։ Մետաղների հետ նատրիումը առաջացնում է համաձուլվածքներ և ներմետաղական միացություններ (NaPb), որոնցից շատերը (ամալգամները, կալիումի հետ են) ուժեղ վերականգնիչներ են։

  
    
      
        
          
            2
            N
            a
            +
            C
            
              l
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                   
                
              
            
             
            2
            N
            a
            C
            l
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Na+Cl_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2NaCl}}}
  
  
    
      
        
          
            6
            N
            a
            +
            
              N
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                   
                
              
            
             
            2
            N
            
              a
              
                3
              
            
            N
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {6Na+N_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2Na_{3}N}}}
  Նատրիումն ունի քիմիական մեծ ակտիվություն։ Հետևաբար, նատրիումով աշխատելիս պետք է չափազանց զգույշ լինել։ Իր միացությունների մեջ նատրիումը միշտ միավալենտ է։

Նատրումը թթվածնի հետ առաջացնում է օքսիդ Na2O և գերօքսիդներ Na2O2, Na2O4։Եթե փոքր գդալում հալված նատրիումը մտցնենք թթվածին պարունակող անոթի մեջ, ապա այն բոցավառվում է և այրվում պայծառ դեղին բոցով, փոխարկվելով սպիտակ պինդ նյութի՝ սպիտակ «ծխի», որը նստում է անոթի պատերին։ Այս դեպքում առաջանում են նատրիումի միացություններ թթվածնի հետ, այդ թվում (փոքր քանակով) նաև նատրիումի օքսիդը (Na2O)՝

  
    
      
        
          
            4
            N
            a
            +
            
              O
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                   
                
              
            
             
            2
            N
            
              a
              
                2
              
            
            O
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {4Na+O_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ 2Na_{2}O}}}
  
  
    
      
        
          
            2
            N
            a
            +
            
              O
              
                2
              
            
             
            
              
                →
                
                   
                
              
            
             
            N
            
              a
              
                2
              
            
            
              O
              
                2
              
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}\ {\xrightarrow {\ }}\ Na_{2}O_{2}}}}
  Ռեակցիան ջրի հետ.Եթե մի փոքրիկ կտոր նատրիում իջեցնենք ջրի մեջ, ապա նա իսկույն դուրս կլողա նրա երեսը, կհալչի, փոխարկվելով փայլուն կաթիլի, ջրի երեսին կշարժվի զանազան ուղղություններով և աստիճանաբար կանհետանա։ Նատրիումի և ջրի հետ փոխազդման ժամանակ ստացվում են կծու նատրոն (NaOH) և ջրածին՝

  
    
      
        
          
            2
            N
            a
            +
            2
            
              H
              
                2
              
            
            O
             
            
              
                →
                
                   
                
              
            
             
            2
            N
            a
            O
            H
            +
            
              H
              
                2
              
            
            ↑
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {2Na+2H_{2}O\ {\xrightarrow {\ }}\ 2NaOH+H_{2}\uparrow }}}
  Եթե ջրի մեջ իջեցրած նատրիումի կտորները մեծ լինեն, ապա պայթյուն տեղի կունենա։

Ռեակցիան թթուների հետԱվելի եռանդուն, քան ջրի հետ, նատրիումը ռեակցիայի մեջ է մտնում թթուների հետ։ Եթե կոնցենտրիկ աղաթթու պարունակող բաժակի մեջ գցենք նատրիումի մի փոքրիկ կտոր, ապա կարելի է նկատել բուռն ռեակցիա, որի հետևանքով ստացվոմ են կերակրի աղի բյուրեղներ և ջրածին, իսկ ազոտական թթվի նոսր լուծույթի հետ ազոտը վերականգնվում է ամոնիումի նիտրատի՝

  
    
      
        
          
            8
            N
            a
            +
            10
            H
            N
            
              O
              
                3
              
            
             
            
              
                →
                
                   
                
              
            
             
            8
            N
            a
            N
            
              O
              
                3
              
            
            +
            N
            
              H
              
                4
              
            
            N
            
              O
              
                3
              
            
            +
            3
            
              H
              
                2
              
            
            O
          
        
      
    
    {\displaystyle {\mathsf {8Na+10HNO_{3}\ {\xrightarrow {\ }}\ 8NaNO_{3}+NH_{4}NO_{3}+3H_{2}O}}}
  Ռեակցիան օդի հետՕդի մեջ նատրիումը արագ կերպով խամրում է և աստիճանաբար ծածկվում կեղևով, որովհետև ռեակցիայի մեջ է մտնում օդում պարունակվող թթվածնի և ջրային գոլորշիների հետ։ Դրա հետևանքով առաջանում է կծու նատրոն։ Իր հերթին կծու նատրոնի հետ ռեակցիայի մեջ է մտնում օդում պարունակվող ածխաթթու գազը, առաջացնելով սոդա (Na2CO3)։ Ուստի նատրիումը ծածկող կեղևը կազմված է կծու նատրոնից և սոդայից։
Շնորհիվ այն բանի, որ նատրիումը օդի մեջ շատ հեշտությամբ փոփոխվում է, այն պահում են նավթ պարունակող անոթի մեջ։


== Կիրառություն ==
Նատրիումը և նրա համաձուլվածքներն օգտագործվում են միջուկային վառելանյութով աշխատող սարքերում և ինքնաթիռային շարժիչներում, որպես համաչափ տաքացնող (450-650 °C-ում) ջերմության կրողներ։ Կապարային համաձուլվածքը (0,58 % Na, 0,73 % Ca և 0,04 % Li) օգտագործվում է երկաթուղային վագոնների գնդառանցքակալներ պատրաստելու համար։
Նատրիումի միացությունը կապարի հետ՝ NaPb (10 % Na), օգտագործվում է քառաէթիլկապարի արտադրության համար։ Որպես վերականգնիչ նատրիումը օգտագործվում է մետաղա-ջերմային եղանակով հազվագյուտ տարրերի (Ti, Zr, Та) ստացման ժամանակ և օրգանական սինթեզում։ Աշխատանքը նատրիումի հետ պահանջում է անվտանգության կանոնների խիստ պահպանում, անհրաժեշտ է օգտագործել պաշտպանիչ ակնոցներ և ռետինե հաստ ձեռնոցներ։


== Բժշկության մեջ ==
Բժշկության մեջ օգտագործվում են նատրիումի սուլֆատը և նատրիումի քլորիդը (արյունահոսությունների, ջրազրկման, փսխումների և այլն ժամանակ) , տետրաբորատը՝ Na2B4O7•10H20 (որպես հականեխիչ միջոց), նատրիումի բիկարբոնատը, նատրիումի թիոսուլֆատը, ցիտրատը։ Ռադիոակտիվ 22Na և 24Na օգտագործվում են արյան հոսքի արագությունը, անոթների թափանցելիությունը, նյարդային գործունեության վիճակը որոշելու համար և այլ նպատակներով։


== Տես նաև ==
Պարբերական աղյուսակ
Նատրիումի հիդրօքսիդ
Նատրիումի քլորիդ


== Ծանոթագրություններ ==


== Գրականություն ==
Յու․ Վ․ Խոդակով, Լ․ Ա․ Ցվետկով և ուրիշներ։ «Քիմիա», Երևան, 1961։
Алексеев М. Т., Колотов С. С., Менделеев Д. И. Натрий // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.


== Արտաքին հղումներ ==
Նատրիումը Webelements-ում
Periodic Table of Videos: Նատրիում
Նատրիումի քիմիական տարրերի հայտնի գրադարանում