АЗОТ

Новая тема: Азот

1.Характеристика подгруппы азота.

V группа, главная подгруппа ПСХЭ содержит элементы: N-азот, Р-фосфор,

As-мышьяк, Sb-сурьма и Bi-висмут.

  Х.Э

Порядковый номер

Количество

эн. уровней

       Ar

Электроны внешнего эн.уровня

Характерные степени окисления

      N

      7

  )2)5

      14

…2S22P3

-3,0,+1,+2,+3,+4,+5

      P

     15

  )2)8)5

      31

…3S23P3

-3,0,+3,+5  (+1)

      As

     33

  )2)8)18)5

      75

…4S24P3

-3,0,+3,+5 

      Sb

     51

  )2)8)18)18)5

      122

…5S25P3

-3,0,+3,+5 

      Bi

     83

  )2)8)18)32)18)5

       209

…6S26P3

     0,+3,+5 

N- неметалл

P- неметалл

As-неметалл

Sb-амфотерный металл

Bi-амфотерный металл

Азот, единственный х,э. этой подгруппы, проявляющий степень окисления +2  и +4. Причина

этого заключается в строении атома азота. Электроны, находящиеся на последнем  энергети-

ческом уровне в атоме азота, не могут распариваться.

Азот (Nitrogenium   -      рождающий селитру)

1.Характеристика по ПСХЭ.

а) химический знак  N

б) неметалл

в) Vгруппа, главная подгруппа

г)2 период, 2 ряд

д) степени окисления -3,0,+1,+2,+3,+4,+5

е) образует несколько оксидов: +1N2O   +2 NO    +3 N2O3    +4 NO2     +5N2O5 (можно получить только косвенным путем)

оксиды    N2O       NO      NO2  - не образуют кислот (несолеобразующие)

оксиды   N2O3        N2O5   кислотные оксиды

ё) гидроксиды    HNO2(азотистая кислота)   и HNO3(азотная кислота)

ж)летучее водородное соединение –   NН3   (газ  аммиак)

2.Строение атома.

Z=+7

+1p=7

  0n=7

 +7)2)5

1S22S22P3

3.Строение молекулы.          N2

          N     +     N  N :::   N                         N≡N    

 

Молекула свободного азота двухатомна, cвязь между атомами тройная, ковалентная неполярная. По прочности такая молекула почти не имеет себе равных.Даже при 3300 °C только одна молекула N2 из тысячи распадается на атомы. Поэтому свободный азот так инертен в обычных условиях: для того чтобы он вступил в реакцию с другими простыми или сложными веществами, необходима предварительная активация молекул. Она достигается нагреванием, облучением, действием катализатора или другими способами.

Молекула азота неполярная. Силы взаимодействия между молекулами очень слабые. Инертность азота доставляла и доставляет много хлопот химикам и технологам. Но нетрудно представить себе, как изменилась бы природа, не будь атмосферный азот столь инертен: Землю залили бы потоки азотной кислоты, в воздухе не осталось бы кислорода…

4.Нахождение в природе.

(только прочитать)

Азот — один из самых распространенных элементов. В космосе он занимает четвертое место — вслед за водородом, гелием и кислородом. Он — главная составляющая атмосферы Земли (объемная доля 78,08%, массовая доля 75,6%). Содержание азота в земной коре гораздо меньше. Органические соединения азота находятся в нефти и в угле. Живые организмы содержат около 0,3% азота в виде соединений.

Присутствие в почвах связанного азота — непременное условие плодородия земли. Получая из почвы минеральные соли, содержащие азот, растения используют его для биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, витаминов, хлорофилла — важнейших для жизни веществ. Животные, питаясь растительной пищей, вначале расщепляют растительные белки, чтобы затем из их структурных элементов — аминокислот — построить свои белковые структуры, свои живые ткани.

Из природных источников азота промышленное значение имеют лишь свободный азот атмосферы и месторождения его двух минералов – чилийской (NaNO3) и индийской (KNO3) селитр. Азот обнаружен в составе газовых облаков комет, в туманностях и в атмосфере Солнца.

(записать в конспект): 1.В воздухе- 78,09%по объёму и 75,6% по массе.

                                       2.Соединения азота в небольших количествах содержаться в почве.

                                       3.Входит в состав белка.

                                      4.Общее содержание в земной коре-0,01%

5.Получение.  а) промышленный способ: Воздух охлаждают и переводят в жидкое состояние, затем испарением отгоняют азот ( tкип(N2)= -195,80C    tкип2)= -1830С

                              б)  лабораторный   NH4NO2 N2+2H2O (р-я идет при нагревании)

                                                           нитрит аммония

6.Физические свойства.                      

В обычном состоянии азот - бесцветный газ, без запаха и вкуса, несколько легче воздуха (плотность 1,25 г/л при 0 °C). Температуры кипения (-195,9 °C) и плавления (-210 °C) очень низкие; он плохо растворяется в воде (мл в 100 мл): 2,33 (0 °C), 1,42 (40 °C), 1,32 (60 °C).

7.Химические свойства.

Свойства окислителя

а. Взаимодействие с металлами.

.В обычных условиях азот непосредственно взаимодействует лишь с литием

                    6Li+N2 2Li3N  (нитрид лития)

с натрием, магнием, кальцием, титаном подобная реакция идет при нагревании.

                                t

                 3Ca+N2 Ca3N2   (нитрид кальция)

С большинством других (менее активных) металлов азот не взаимодействует вообще.

б. Взаимодействие с водородом

С водородом азот взаимодействует с заметной скоростью при нагревании, повышении давлении в присутствии катализатора:                            Рt ,P,t

                                                                              N2+3H2 2NH3

Свойства восстановителя

в.Взаимодействие с кислородом.

Из свободных неметаллов азот соединяется лишь с кислородом, водородом, углеродом, бором. Успешно такие реакции идут только при весьма жестких условиях. Для окисления азота кислородом нужна электрическая дуга, причем не более 5% азота вступает в реакцию. В природе такой процесс происходит повсеместно — взаимодействие азота с кислородом воздуха при грозовых разрядах подобно реакции в электрической дуге.

                                     t=20000C

                               N2+O2 2NO

8.Открытие азота.

Открыт он был в 1772 г. Д. Резерфордом, давшим ему название «зловредный воздух». Затем почти одновременно азот получили и другие ученые: К. Шееле, Дж. Пристли, А.Лавуазье.