Характеристика по ПСХЭ. Химический знак - N Неметалл Неметалл V группа, главная подгруппа V группа, главная подгруппа 2 период, 2 ряд степени окислени -3;0;+1;+2;+3;+4;+5 степени окислени -3;0;+1;+2;+3;+4;+5

Образует несколько оксидов: N2O ( оксид азота l) NO (оксид азота ll) N2O3 (оксид азота lll) NO2 ( оксид азота lV) N2O5 ( оксид азота V) можно получить только косвенным путем Оксиды N2O NO NO2 - несолеобразующие Оксиды N2O3 N2O5 - кислотные оксиды Гидроксиды HNO2 (азотистая кислота) и HNO3 (азотная кислота) Летучее водородное соединение – NН3 (газ аммиак)

Строение атома Z=+7 +1 p=7 +1 p=7 0 n=7 0 n=7 е=7 е=7 +7) 2 ) 5 +7) 2 ) S 2S 2P 1S 2S 2P Вакантных энергетических подуровней нет

Строение молекулы N2N2N2N2 NN NN Связь тройная, Ковалентная неполярная Молекула свободного азота двухатомна По прочности такая молекула 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.

Нахождение в природе. 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.

В воздухе- 78,09% по объёму и 75,6% по массе. Соединения азота в небольших количествах содержаться в почве. Входит в состав белка. Общее содержание в земной коре -0,01%

Получение Промышленный способ: Воздух охлаждают и переводят в Воздух охлаждают и переводят в жидкое состояние, затем испарением отгоняют азот ( t кип(N2) = -195,8C t кип(О2) = -183С) Лабораторный способ: Разложение нитрита аммония NH4NO2 => N2+2H2O (реакция идет при нагревании)

Физические свойства. В обычном состоянии азот – бесцветный газ, без запаха без вкуса, несколько легче воздуха (плотность 1,25 г/л при 0 °C). Температуры кипения (-195,9 °C) Температура плавления (-210 °C) очень низкие; он плохо растворяется в воде

Химические свойства. Свойства окислителя В обычных условиях азот непосредственно взаимодействует лишь с литием 6Li+N 2 =2LiN (нитрид лития) 6Li+N 2 =2Li 3 N (нитрид лития) с натрием, магнием, кальцием, титаном подобная реакция идет при нагревании 3Ca+N 2 =Ca 3 N 2 (нитрид кальция) 3Ca+N 2 =Ca 3 N 2 (нитрид кальция) С большинством других (менее активных) металлов азот не взаимодействует вообще.

Взаимодействие с водородом С водородом азот взаимодействует с заметной скоростью при нагревании, повышениом давлении, в присутствии катализатора: Рt,р,t Рt,р,t N 2 +3H 2 =2NH 3

Свойства восстановителя 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=2000C N 2 +O 2 = 2NO t=2000C N 2 +O 2 = 2NO

Открытие азота. В 1777 году Генри Кавендиш провёл следующий опыт: он многократно пропускал воздух над раскалённым углём, затем обрабатывал его щёлочью, в результате получался остаток, который Кавендиш назвал удушливым (или мефитическим) воздухом. С позиций современной химии ясно, что в реакции с раскалённым углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, который затем реагировал со щёлочью. При этом остаток газа представлял собой по большей части азот. Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новое простое вещество (химический элемент).

Одновременно схожие эксперименты с тем же результатом проводил и Карл Шееле. В 1772 году азот (под названием «испорченного воздуха») как простое вещество описал Даниэль Резерфорд, он опубликовал магистерскую диссертацию, где указал основные свойства азота (не реагирует со щелочами, не поддерживает горения, непригоден для дыхания). Именно Даниэль Резерфорд и считается первооткрывателем азота. В дальнейшем азот был изучен Генри Кавендишем (интересен тот факт, что он сумел связать азот с кислородом при помощи разрядов электрического тока, а после поглощения оксидов азота в остатке получил небольшое количество газа, абсолютно инертного, хотя, как и в случае с азотом, не смог понять, что выделил новые химические элементы инертные газы). Однако и Резерфорд был сторонником флогистонной теории, поэтому также не смог понять, что же он выделил. Таким образом, чётко определить первооткрывателя азота невозможно.

Круговорот азота в природе При гниении органических веществ значительная часть содержащегося в них азота превращается в аммиак, который под влиянием живущих в почве н и трифицирующих бактерий окисляется затем в азотную кислоту. Последняя, вступая в реакцию с находящимися в почве карбонатами, например с карбонатом кальция СаСОз, образует нитраты: 2HN0з + СаСОз = Са(NОз)2 + СОС + Н0Н

Некоторая же часть азота всегда выделяется при гниении в свободном виде в атмосферу. Свободный азот выделяется также при горении органических веществ, при сжигании дров, каменного угля, торфа. Кроме того, существуют бактерии, которые при.недостаточном доступе воздуха могут отнимать кислород от нитратов, разрушая их с выделением свободного азота. Деятельность этих де ни трифицирующих бактерий приводит к тому, что часть азота из доступной для зеленых растений формы (нитраты) переходит в недоступную (свободный азот). Таким образом, далеко не весь азот, входивший в состав погибших растений, возвращается обратно в почву; часть его постепенно выделяется в свободном виде.