Съединения азот. свойства на азот

Раждането на нитрат - като преведена от латинската дума Nitrogenium. Това заглавието азот - химичен елемент с атомен номер от 7, глава 15 група в дългата версия на периодичната таблица. Под формата на проста вещество, съставен от земята разпределени въздушна възглавница - атмосфера. Разнообразие от азотни съединения открити в земната кора, както и живите организми са широко използвани в индустрии, военни, селското стопанство и медицината.

Защо е азот, наречена "задушаване" и "мъртва"

Както историци на химията препоръчваме първо да имам тази проста вещество Хенри Кавендиш (1777). Scientific преминава въздух през горещи въглени за усвояване на реакционните продукти, използвайки алкален. В резултат на опит изследовател намерено безцветна и без мирис газ, нереагирал въглища. Кавендиш го нарече "задушава въздух" за невъзможността да се поддържа дишането и горенето.

Modern Химическа да се обясни, че кислородът реагира с въглища, се образува въглероден двуокис. Останалите "задушаване" на въздуха е по-голямата част от молекулите _N2. Кавендиш и други учени по време този въпрос все още не е известно, въпреки че азотните и нитратни съединения след това са били широко използвани в икономиката. Ученият разказа за необичайна газ на колега да провеждат подобни експерименти - Джоузеф Пристли.

В същото време Карл Шеле обърна внимание на неизвестен компонент на въздуха, но не успя да обясни правилно неговия произход. Само Даниел Ръдърфорд през 1772 г. разбрах, че настоящите експерименти "задушава" "разглезени" газ - азот. Някои учени смятат, откривателя си - тя все още е дебат историци на науката.

15 години след експеримента на Ръдърфорд известния химик Antuan Lavuaze предложи да се замени терминът въздуха "ограбени" се отнася до азот, а от друга - Nitrogenium. По времето, когато е доказано, че това вещество не гори, не поддържа дишането. Тогава имаше Руската име "азот", която се тълкува по различни начини. Често казват, че терминът означава "безжизнен". Последващите изследвания опровергават широко разпространеното убеждение, за свойствата на веществата. Азотни съединения - протеини - основните макромолекули в състава на живите организми. За да се конструира растения абсорбират от почвата минерални хранителни необходимите елементи - ^2- йони NO ₃ и NH ^4+.

Азот - химичен елемент

За да се разбере атомната структура и свойства помага на периодичната система (PS). Позицията на химичния елемент в периодичната таблица може да се определи ядрен заряд, брой протони и неутрони (масово число). Необходимо е да се обърне внимание на стойността на атомната маса - това е една от основните характеристики на елемента. период броят съответства на броя на нивата на енергия. Най-кратката версия на номера на периодичната таблица Група съответства на броя на електроните в нивото на външен energaticheskom. Обобщавайки данните в общите характеристики на азот от своята позиция в периодичната система:

• Това е не-метален елемент е в горния десен ъгъл на СС.
• Химическа символ: N.
• Номер на имота: 7.
• Относителна атомна маса: 14.0067.
• Формула летливи водородни съединения: _NH3 (амоняк).
• Форми висока оксид N ₂ O _5, което е равно на валентността на азот V.

Структура азотен атом:

• ядрен заряд 7.
• Броят на протоните: 7; броя на неутроните: 7.
• Брой на енергийните нива: 2.
• Общият брой на електрони: 7; д формула: 1s ² 2s ² 2p ^3.

Детайли проучен стабилни изотопи № елемент 7, техните масови числа - 14 и 15. Съдържанието на светло атома, от които е 99,64%. Ядрата на краткотрайна радиоактивен изотоп е 7 протона, и броя на неутроните варира значително: 4, 5, 6, 9, 10.

Азот в природата

Като част от въздушните молекули присъстват земята обвивка прост вещество, чиято формула - _N2. Съдържанието на азот в атмосферата е около 78,1% об. Неорганични съединения на химичния елемент в земната кора - различните амониеви соли и нитрати (селитра). Съединения с формула и имената на някои от най-важните вещества:

• NH _3, амоняк.
• NO _2, азотен диоксид.
• NaNO ₃ Натриев нитрат.
• (NH _{4) 2SO 4,} амониев сулфат.

Валентността на азота в последните две съединения - IV. Въглища, почви, живите организми съдържат също N атома в свързана форма. Азотът е компонент на аминокиселини макромолекули, ДНК и РНК нуклеотиди, хормони и хемоглобин. Общото съдържание на химичния елемент в човешкото тяло достига 2,5%.

просто вещество

Азот под формата на двуатомни молекули - най-голям обем и тегло на атмосферния въздух. Вещество, чиято формула е N _2, няма мирис, цвят и вкус. Този газ е повече от 2/3 въздух земята обвивка. Течният азот е безцветно вещество, наподобяващи вода. Кипи при температура от -195,8 ° С М (N ₂₎ = 28 грама / мол. Обикновено вещество малко по-лесно кислород, азот, въздух, нейната плътност е в близост до един.

Атомите в молекула се свързват здраво 3 споделени електронни двойки. Съединението проявява висока химическа устойчивост, което го отличава от кислород и други газообразни вещества. За молекула азот се разделя на съставните атоми, необходими да изразходва енергия 942,9 кДж / мол. Контакт на три двойки електрони е много силен, започва да се разграждат при температура над 2000 ° С

практически не настъпва при нормални условия на дисоциация на молекули в атоми. Химическа инертност също се причинява от азот пълна липса на полярност в молекулата си. Те си взаимодействат много слабо един с друг, като по този начин работи газообразно състояние на материята при нормално налягане и при температура близка до стайна температура. Ниска химическа активност на молекулярен азот се използва в различни процеси и устройства, където е необходимо да се създаде инертна среда.

Дисоциация на молекули N ₂ може да се получи под влияние на слънчевата радиация в горната част на атмосферата. Атомна азот се образува, който реагира с някои метали и неметали при нормални условия (фосфор, сяра, арсен). Резултатът е синтеза на вещества са условията на земята получени косвено.

азот валентност

Външната обвивка електрон на атом образуват 2 и 3 и р електрон. Тези негативни азот може да даде частици при взаимодействие с други елементи, които съответстват на нейните редуциращи свойства. А до липсва октет до 3 електрон атом проявява окислителна способност. Електроотрицателност азот под неговите метални свойства са по-слабо изразен от този на флуор, кислород и хлор. При взаимодействие с тези химични елементи азот дава електрони (окисляват). Намаляване на отрицателни йони, последвано от реакция с други метали и неметали.

Типични азот валентност - III. В този случай, химическите връзки са образувани от външната р-привличането на електрони и създаването на общ (свързване) двойка. Азотът е способен да образува донор-акцептор връзка поради неговата свободна двойка електрони, както е амониев йон NH ^4+.

Първи в лабораторията и индустрия

Един лабораторни методи, основани на окислителни свойства на меден оксид. Използвайте азот съединение с водород - амоняк NH _3. Това неприятно миришещи газ vzaimoddeystvuet с пудра меден оксид черен. Получената реакция произвежда азот и се появява метална мед (червен прах). Отлага върху стените на тръбите Waterdrops - друг реакционен продукт.

Друг метод лаборатория, която използва азот съединение с метали - азид, например NaN _3. Получава се от газ, който не трябва да бъде почистена от замърсители.

Лабораторията се извършва разлагане на амониев нитрит за азот и вода. За иницииране на реакцията, е необходимо отопление, след това процесът продължава с отделяне на топлина (екзотермична реакция). Азотът е замърсена с примеси, така че се почиства и се суши.

Получаване на азота в индустрията:

• фракционна дестилация на течен въздух - метод, който използва физичните свойства на азот и кислород (различна точка на кипене);
• химическа реакция на въздуха с гореща въглища;
• адсорбционно разделяне на газ.

Взаимодействие с метали и водородни - окислителни свойства

Инерционните трайни молекули не позволява пряк синтез на азотни съединения. За активиране на атоми, необходими за силно нагряване или облъчване вещество. Азот може да взаимодейства с литиев при стайна температура, с магнезий, калций и натрий, реакцията протича само чрез нагряване. Съответните метални нитриди се образуват.

Взаимодействието на азот с водород се извършва при висока температура и налягане. Също така този процес изисква катализатор. Амоняк получени - един от най-важните химически синтез. Азот, като оксидиращо средство, показва в техните три отрицателни окисление:

• 3 (амоняк и други азотни съединения, водород - нитриди);
• -2 (хидразин N ₂ H _4);
• -1 (хидроксиламин NH ₂ OH).

Най-важното нитрид - амоняк - подготвен в големи количества в промишлеността. Големият проблем за дълго време остава химически инертността на азот. Неговите източници на суровини са нитрати, но минерални резерви започнаха да намаляват бързо с разрастването на производството.

Най-голямото постижение на химическата наука и практика е създаването на техника амониев азот фиксиране в промишлен мащаб. В специални колони е чрез директен синтез - обратим процес между азот, получен от въздуха и водород. При създаване на оптимални условия, измества равновесието на реакцията към страната на продукта, като се използва катализатор Добивът на амоняк е 97%.

Взаимодействие с кислород - намаляване свойства

За да започне реакцията на азот и кислород, трябва да бъде силно нагряване. Притежават достатъчно енергия електрическа дъга и мълнията в атмосферата. Най-важните неорганични съединения, в които азотът е в положителните си окисление:

• 1 (азотен оксид (I) N ₂ O);
• 2 (NO азотен оксид);
• 3 (азотен оксид (III) _{2O 3,} HNO ₂ азотиста киселина, техни соли нитрити);
• 4 (азотен диоксид (IV) NO _2);
• 5 (азот пентоксид (V) N ₂ O _5, HNO ₃ азотна киселина, нитрати).

Стойността на естествено срещащи

Растенията абсорбират амониеви йони и нитратни аниони от почвата използван за синтеза на химични реакции на органични молекули в клетките непрекъснато движение. Атмосферните азотни възлите бактерии могат да асимилират - микроскопични субекти, които възли по корените на бобови растения. В резултат на тази група от растения получи необходимата батерията, обогатява почвата.

По време на тропически бури възникне окислителната реакция на атмосферния азот. Оксиди се разтварят да образуват киселини, тези съединения с азот влизат в почвата във водата. Благодарение на цикъла на елементите в природата непрекъснато се попълва резервите си в земната кора, въздуха. Комплекс органични молекули, съдържащи азот в състава, се разграждат от бактерии на неорганични компоненти.

практическо приложение

Най-важните азотни съединения за селското стопанство - силно разтворима сол. Абсорбира от растенията урея нитрат (натрий, калий, калций), амониеви съединения (амонячна вода, хлорид, сулфат, амониев нитрат).
Инертни свойства азот растения неспособност да го абсорбира от външния преднина на необходимостта да се правят големи дози годишно нитрати. Части от организма на растението са в състояние да съхранява макроклетка мощност "за в бъдеще", което намалява качеството на продукта. Излишните нитрати в зеленчуци и плодове могат да причинят отравяне при хора, на растежа на злокачествени тумори. В допълнение към селското стопанство, азотни съединения се използват в други отрасли:

• за получаване на лекарствени средства;
• за химичен синтез на високомолекулни съединения;
• в производството на експлозиви от тринитротолуол (ТНТ);
• за производството на бои.

NO оксид намира приложение в хирургията, веществото има аналгетичен ефект. Загуба на усещане, когато се вдишват газове забелязал, че дори първите изследователи азот химични свойства. Така че е имало общо име "райски газ".

Проблемът на нитрати в селскостопански продукти

Солите на азотна киселина - нитрати - съдържат поотделно натоварен анион NO ^3-. Все още се използва старата името на групата вещества - амониев нитрат. Нитратите се използват за наторяване на полета, в оранжерии, градини. Доведете ги в началото на пролетта, преди засаждане, през лятото - под формата на течни храненията. Сами по себе си, веществото не представлява голяма опасност за хората, но в тялото, те се превръщат в нитрити, а след това в нитрозамини. Нитрит NO ^2- йони - токсични частици, те причиняват окисление на железен желязо в молекулите на хемоглобин в тривалентни йони. В това състояние, основното вещество на човека и животните кръв не е в състояние да транспортира кислород и отстраняване на въглероден диоксид от тъканите.

Замърсяването по-опасно нитрат на храни за здравето на човека:

• злокачествени тумори, произтичащи в превръщането на нитрати на нитрозамини (канцерогенни);
• развитието на улцерозен колит,
• хипотония или хипертония;
• сърдечна недостатъчност;
• нарушения в кръвосъсирването
• лезии на черния дроб, панкреаса и развитието на диабет;
• развитие на бъбречна недостатъчност;
• анемия, нарушено паметта, вниманието и интелигентност.

Едновременното използване на различни продукти с големи дози от нитрати води до остро отравяне. Източниците могат да бъдат растения, питейна вода, готови месни ястия. Накисване в чиста вода и готвене може да намали хранителното съдържание на нитрати продукти. Изследователите са установили, че по-високи дози на опасни съединения, наблюдавани в незрели и парникови растения производство.

Фосфор - елемент Pnictogen

Атомите на химични елементи, които са в една и съща вертикална колона на периодичната система, имат общи свойства. Фосфорът се намира в третия период, това се отнася до групата 15, както и азота. Структура елементи подобни атома, но има разлики в свойствата. Азот и фосфор показват отрицателен валентност и окисление III в техните съединения с метали и водород.

Много фосфорни реакции протичат при обикновени температури, химически активен елемент. Взаимодейства с кислород, за да се образува Р _{2О 5-висока} оксид. Водният разтвор на този материал има свойства на киселина (метафосфорна). Докато нагряване ортофосфорна киселина се получава. Той определя множество видове соли, много от които са на минерални торове, например суперфосфати. Азотни и фосфорни съединения са важна част от цикъла на материята и енергията на нашата планета, използвани в промишлени, селскостопански и други области.