Junginiai azotas. savybės azoto

Gimdymo nitrato - kaip išversti iš lotyniško žodžio Nitrogenium. Šis pavadinimas azoto - cheminis elementas su atominiu skaičiumi 7, galvos 15-osios grupės ilguoju versija periodinės lentelės. Į paprastą medžiagos, sudarytos iš žemės forma paskirstytos oro maišelį - atmosferą. Azoto junginių įvairovė randamas žemės plutoje, ir gyvi organizmai yra plačiai naudojami pramonėje, karinių, žemės ūkio ir medicinoje.

Kodėl azoto vadinamas "užspringti" ir "negyvas"

Kaip istorikai chemijos siūlome pirmą kartą gavo šią paprastą medžiagą Henry Cavendish (1777). Mokslo eina orą per karštas anglis absorbcijai reakcijos produktus, naudojant šarminio. Kaip patirtis mokslo rezultatas rastas bespalvis ir bekvapis dujų, nepanaudotą anglis. Slėgta tabakas vadinamas jį "dusinančiu oro" už nesugebėjimas išlaikyti kvėpavimą ir degimą.

Šiuolaikinės cheminės būti paaiškinta, kad deguonis reaguoja su anglies, anglies dioksidas yra suformuotas. Likusi "Dusznawy" iš oro buvo didžiąja dalimi molekulių N _2. Cavendish ir kiti mokslininkai tuo metu apie šiuo klausimu dar nėra žinomas, tačiau azoto ir nitratų junginius tada buvo plačiai naudojami ekonomikai. Mokslininkas papasakojo apie neįprastą dujų kolegai atlikti panašius eksperimentus - Joseph Priestley.

Tuo pačiu metu Carl Scheele atkreipė dėmesį į nežinomą komponentą ore, bet nesugebėjo tinkamai paaiškinti savo kilmę. Tik Daniel Rutherford 1772 supratome, kad dabartiniai eksperimentai "dūsta" sugadina "dujos - azoto. Kai kurie mokslininkai įsitikinę, savo Discoverer - ji vis dar yra diskutuoti istorikai mokslas.

15 metų po Rutherford eksperimentai garsus chemikas Antuan Lavuaze pasiūlė pakeisti terminą orą "sugadina" reiškia azoto, kita - Nitrogenium. Iki to laiko buvo įrodyta, kad ši medžiaga neužsidega, nepalaiko kvėpavimą. Tada ten buvo Rusijos vardas "azotas", kuri yra aiškinama skirtingai. Dažnai sako, kad terminas reiškia "negyvas". Vėlesni tyrimai paneigė plačiai paplitęs įsitikinimas, apie medžiagų savybes. Azoto junginiai - baltymai - pagrindiniai makromolekulių gyvų organizmų sudėtį. Tam, kad statyti augalai sugeria iš dirvožemio mineralinės mitybos būtinų elementų - ^2- jonus NO ₃ ir NH ^4+.

Azoto - cheminis elementas

Suprasti atominę struktūrą ir savybes padeda periodinę sistemą, (PS). Eilės lygyje, cheminio elemento į periodinės lentelės gali apibrėžti branduolinę krūvį, skaičių protonų ir neutronų (masė skaičius). Būtina atkreipti dėmesį į atominės masės vertė - tai yra viena iš pagrindinių savybių elemento. laikotarpis, skaičiaus, atitinkančio prie energijos lygių skaičius. Trumpas versija periodinės lentelės Grupės numeris sutampa su elektronų išorinį energaticheskom lygmeniu. Apibendrinant į bendrąjį charakteristikų azoto jo vieta periodinę sistemą, duomenys:

• Tai yra nemetalo elementas yra viršutiniame dešiniajame kampe SS.
• Cheminis simbolis N.
• Objekto numeris: 7.
• Santykinis atominės masės: 14,0067.
• Formulė lakieji vandenilio junginiai: NH ₃ (amoniako).
• Formos didesnis oksidas N ₂ O _5, kuris yra lygus azoto V valentingumo

Struktūra azoto atomas:

• branduolinės mokestis 7.
• Protonų numeris: 7; neutronų numeris: 7.
• Taškų energijos lygius: 2.
• Bendras skaičius elektronų: 7; e formulė: 1s ² 2s ² 2p ^3.

Informacija tiriamas stabiliaisiais izotopais № elementą 7, jų masė numeriai - 14 ir 15. lengvosios atomų kiekio, kuris yra 99,64%. Iš trumpaamžių radioaktyviųjų izotopų branduoliai, taip pat 7 protonai ir neutronų skaičius labai skiriasi: 4, 5, 6, 9, 10 d.

Azoto gamtoje

Kaip dalis oro molekulių yra pateikti žemė apvalkalas paprasta medžiaga, kurio formulė - N _2. Azoto dujų kiekis atmosferoje yra apie 78,1% tūrio. Neorganiniai cheminio elemento žemėje plutos - įvairios amonio druskos ir nitratai (salietra). Formulės junginiai ir kai kurių svarbiausių medžiagų pavadinimais:

• NH _3, amoniako.
• _NO2, azoto dioksido.
• NaNO ₃ Natrio nitratas.
• _{(NH4) 2} SO _4, amonio sulfato.

Iš pastarųjų dviejų junginių azoto valentingumas - IV. Akmens anglių, dirvožemio gyvų organizmų taip pat yra N atomus surišto forma. Azoto yra amino rūgščių makromolekulių, DNR ir RNR nukleotidų, hormonų ir hemoglobino komponentas. Bendras kiekis cheminio elemento į žmogaus kūną pasiekia 2,5%.

paprasta medžiaga

Azoto į Dviatominės molekulių forma - didžiausias tūris ir svoris atmosferos orą. Medžiaga, kurio formulė yra N _2, neturi kvapo, spalvos ir skonio. Šios dujos yra daugiau nei 2/3 oro žemė apvalkalas. Skystos azoto yra bespalvis medžiaga, panašus vandens. Virimo temperatūra nuo -195,8 ° C temperatūroje M (N ₂₎ = 28 g / mol. Paprasta medžiaga šiek tiek lengviau deguonis, azotas, oro, jo tankis yra artimas 1 d.

Kad molekulėje jungiasi atomai tvirtai 3 dalijamasi elektronų poras. Junginys būdingas didelis cheminis atsparumas, kuris išskiria jį iš deguonies ir kitų dujinių medžiagų. Prie azoto molekulės yra padalinta į jos sudarantys atomai, būtinų eikvoti energijos 942.9 kJ / mol. Kontaktinis iš trijų porų elektronų yra labai stiprus, pradeda suskaidyti, kai kaitinamas aukštesnėje nei 2000 ° C temperatūroje

praktiškai nevyksta normaliomis sąlygomis, molekulių disociacijos į vandenilio atomus. Chemiškai neaktyvus taip pat sukelia azoto visiškai nėra poliškumo savo molekulėje. Jie sąveikauja labai silpnai tarpusavyje, taip dirba dujinio agregatinė būsena, esant normaliam slėgiui ir temperatūrai, artimai kambario temperatūroje. Mažas cheminio aktyvumo molekulinį azotą yra naudojamas įvairių procesų ir įrenginių, kai tai būtina sukurti inertinėje aplinkoje.

Disociacija molekulių N ₂ gali atsirasti pagal saulės spindulių įtakos viršutinės atmosferos. Atominės azoto susidaro, kuris reaguoja su tam tikrų metalų ir nemetalų normaliomis sąlygomis (fosforo, sieros, arseno). Rezultatas yra iš medžiagos smulkinimo sąlygomis, gautas netiesiogiai sintezė.

azoto valentingumas

Išorinis apvalkalas elektronų iš atomu sudaro 2 S 3 ir p elektroną. Šie neigiamas azoto gali suteikti daleles, kai sąveikauja su kitais elementais, kurie atitinka jos redukcines savybes. Gretimi trūkstamą oktetą 3 elektronų atomo eksponuoja oksidacinį gebėjimą. Elektroneigiamumas azoto žemiau jo metalinio savybių yra mažesni nei, kad iš fluoro, chloro ir deguonies. Kai sąveikaujant su šiomis cheminių elementų azoto suteikia elektronų (oksiduoja). Sumažinimas iki neigiamų jonų reakciją vykdo su kitų metalų ir nemetalų.

Tipiškas azoto valentingumas - III. Šiuo atveju, chemines obligacijos yra suformuotas išorinio p-atrakcija elektronų ir bendro (privalomoji) pora, sukūrimo. Azotas yra galinti sudaryti donoro-akceptoriaus jungtį dėl savo elektronų pora, kaip yra amonio jonas NH ^4+.

Kelionė laboratorijoje ir pramonėje

Vienas laboratoriniai metodai remiantis oksidacijos savybių vario oksido. Naudoti azoto junginį su vandenilio - amoniako NH _3. Tai nemalonūs kvapo dujų vzaimoddeystvuet su vario oksido juoda miltelių. Susidaręs reakcijos gamina azoto ir atrodo metalinio vario (raudona milteliai). Nusėda ant vamzdžių sienelių waterdrops - kitą reakcijos produktą.

Kitą laboratorinis metodas, kuris naudoja azoto junginį su metalais - azido, pavyzdžiui NaN _3. Pagaminti dujų, kurios nebūtinai turi būti valomi nuo teršalų.

Laboratorija yra vykdoma skilimas amonio azoto ir nitrito, kad vandens. Norėdami pradėti reakcija, šildymas reikalingas, tada procesas vyksta su evoliucija šilumos (egzotermišką). Azoto užterštos priemaišomis, todėl išplauti ir išdžiovinti.

Paruošimas pramonėje azoto:

• frakcinį distiliavimą skysto oro - metodas, kuris naudoja fizines savybes azoto ir deguonies (skiriasi virimo taškas);
• cheminė reakcija iš oro su karšto anglies;
• adsorbcinė dujų atskyrimo.

Sąveika su metalais, ir vandenilio - oksiduojančios savybių

Inercijos ilgalaikio molekulės neleidžia tam tikra tiesioginė sintezę azoto junginių. Įjungti atomus, būtinų stipri šildymo arba švitinimo medžiagos. Azoto gali reaguoti su ličio kambario temperatūroje, su magnio, kalcio ir natrio, reakcija yra vykdoma tik šildymui. Atitinkantys metalo nitridai yra suformuota.

Azoto su vandenilio sąveika vyksta aukštoje temperatūroje ir slėgyje. Taip pat šis procesas reikalauja katalizatorius. Amoniako gauti - vienas iš svarbiausių cheminės sintezės būdu. Azotas, kaip oksidatoriumi, rodo jų tri neigiamas oksidacijos narių:

• 3 (amoniako ir kitų azoto junginių, vandenilio - nitridais);
• -2 (hidrazino N ₂ H _4);
• -1 (hidroksilaminas _NH2 OH).

Svarbiausia nitrido - Amoniakas - parengta dideliais kiekiais pramonėje. Didelė problema ilgą laiką išliko chemiškai neaktyvus azoto. Jos šaltiniai žaliavų buvo nitratas, bet mineraliniai rezervai pradėjo sparčiai mažėti su gamybos augimu.

Didysis laimėjimas chemijos mokslo ir praktikos buvo amoniako azoto fiksacijos technika kūrimas pramoniniu mastu. Specialiose stulpelių yra tiesiogiai sintezės - grįžtamasis procesas tarp azoto, gautą iš oro ir vandenilio. Kuriant optimalias sąlygas, perkelia šios reakcijos į produkto pusėje pusiausvyrą, naudojant katalizatorių amoniako išeiga yra 97%.

Sąveikos su deguonimi - sumažinti savybės

Tam, kad pradėtų azoto ir deguonies reakcija, turi būti stiprus šildymas. Turėti pakankamai energijos elektros lanku ir žaibo išleidimo į atmosferą. Svarbiausi neorganiniai junginiai, kurioje azotas yra savo teigiamų oksidacijos narių:

• 1 (azoto oksido (I), N ₂ O);
• 2 (NE azoto monoksido);
• 3 (azoto oksido (III), N ₂ O _3, HNO ₂ nitritinė rūgštis, jų druskos nitritas);
• 4 (azoto dioksido (IV), _NO2);
• 5 (azoto pentoksidas (V), N ₂ O _5, HNO ₃ azoto rūgštis, nitratai).

Natūraliai atsirandančių vertė

Augalai sugeria amonio jonus ir nitratų anijonus iš dirvožemio naudojami cheminių reakcijų organinių molekulių sintezės ląstelėse nuolat veikia. Atmosferos azoto mazgelių bakterijos gali įsisavinti - mikroskopiniai subjektai formavimo mazgelių ant ankštinių šaknų. Kaip rezultatas, tai augalų grupė gavo reikiamą bateriją, ji praturtina dirvožemį.

Per tropinių audrų atsirasti oksidacijos reakciją atmosferinio azoto. Oksidų yra ištirpinamas, kad sudarytų rūgščių, šie azoto junginiai į dirvožemį į vandenį. Dėl elementų gamtoje ciklą nuolat papildyti savo atsargas žemėje plutoje, ore. Sudėtinės organinės molekulės, turinčios azotą į jo sudėtį, yra skaldo bakterijas ant neorganinių komponentų.

praktinis panaudojimas

Svarbiausi azoto junginiai žemės ūkiui - labai tirpi druska. Sugeria augalai karbamido nitrato (natrio, kalio, kalcio, amonio junginių) (amoniako vandens, chlorido, sulfato, amonio nitrato).
Inertinės savybės azoto augalai nesugebėjimas įsisavinti ją nuo išorinio švino į būtinybę padaryti dideles dozes kasmet nitratai. Augalo dalys organizmo sugeba saugoti makronarvelis galia "ateičiai", kuris pablogina produkto kokybę. Perteklinė nitratų daržovėse ir vaisiuose gali sukelti apsinuodijimą žmonėms, piktybinių auglių augimą. Be to, žemės ūkio, azoto junginiai yra naudojami kitose pramonės šakose:

• panaudojimas gamybai vaisto, paruošimą;
• už cheminės sintezės būdu iš didelės molekulinės junginių;
• sprogmenų gamybai iš trinitrotolueno (TNT);
• dėl dažų gamybai.

NE oksidas nustato naudoti chirurgijoje, medžiaga turi analgetinį poveikį. Praradimas pojūtis, kai įkvėpti dujų pastebėjau, kad net pirmieji mokslininkai azoto chemines savybes. Taigi ten buvo bendras pavadinimas "juoko dujos".

Nitratų žemės ūkio produktų problema

Azoto rūgšties druskos - Nitratų - buvo numatyta atskirai įkrautą anijoną jokio ^3-. Dar naudojamas senas pavadinimas cheminių medžiagų grupės - amonio nitrato. Nitratai naudojami apvaisinti laukus, šiltnamiuose, sodai. Suderinti juos ankstyvą pavasarį prieš sodinimą, vasarą - į skystus šerti forma. Patys, medžiaga neturi kelia didelį pavojų žmonių, bet į kūną, jie konvertuojami į nitritus, tada į nitrozaminų. Nitritas NO ^2- jonai - toksinės dalelės, jie sukelia oksidaciją dvivalentės geležies Hemoglobino molekulių trivalenčio jonų. Šioje būsenoje, pagrindinis medžiaga žmonių ir gyvūnų kraujyje yra negalėtų gabenti deguonies ir pašalinti anglies dioksidą iš audinių.

Kuo daugiau pavojingų nitratų tarša maistą žmonių sveikatai:

• piktybinių navikų, kylančius nitratų konversijos nitrozaminais (kancerogeninių);
• opinio kolito,
• hipotenzija arba hipertenzija;
• širdies nepakankamumas;
• kraujavimo sutrikimų,
• pažeidimai kepenyse, kasos ir cukrinį diabetą;
• plėtros inkstų nepakankamumo;
• anemija, yra sutrikusi atmintis, dėmesys ir intelekto.

Tuo pačiu metu naudojimas skirtingų produktų su didelėmis dozėmis nitratų veda prie ūmaus apsinuodijimo. Šaltiniai gali būti augalai, geriamojo vandens, gatavi ir siuvami mėsos patiekalų. Mirkymas švariu vandeniu ir virti gali sumažinti maistinę nitratų produktus. Mokslininkai nustatė, kad didesnės dozės pavojingų junginių pastebėtas nesubrendusios ir šiltnamio efektą sukeliančių augalų auginimui.

Fosforo - elementas Pnictogen

Atomai cheminių elementų, kurie yra toje pačioje vertikalioje stulpelyje periodinę sistemą,, eksponuoti bendras savybes. Fosforo yra trečiojo laikotarpio, ji reiškia grupę 15, taip pat azoto. Struktūra elementai panašūs atomų, tačiau yra skirtumų savybių. Azoto ir fosforo demonstruoja negatyvų valentinę ir oksidacijos III jų junginių su metalų ir vandenilio.

Daug fosforo reakcijos toliau Įprastoje temperatūroje, chemiškai aktyvusis elementas. Reaguoja su deguonimi ir susidaro P ₂ O ₅ didesnis oksido. Vandeninis tirpalas Šios medžiagos turi iš rūgštimi (metafosforo) savybes. Nors šildymo ortofosforo rūgšties gaunama. Jis apibrėžia sudarytas iš įvairių tipų druskų, iš kurių daugelis yra mineralinės trąšos daugybę, pavyzdžiui, superfosfatą. Azoto ir fosforo junginiai sudaro svarbų dalį materijos ir energijos mūsų planetoje ciklo, naudojami pramonės, žemės ūkio ir kitose srityse.