Principalul subgrup V al grupului de sisteme periodice include azot, fosfor, arsen, antimoniu și bismut.
Aceste elemente, având cinci electroni în stratul exterior al atomului, sunt în general caracterizate ca nemetalici. Cu toate acestea, capacitatea de a atașa electronii este mult mai slabă în ele decât în elementele corespunzătoare din grupele VI și VII. Datorită celor cinci electroni exterioare, oxidare mai mare pozitiv al elementului al acestui subgrup este egală cu -5, și un negativ - 3. Datorită conexiunii electronegativitate relativ mică între aceste elemente și hidrogen mai puțin polar decât al legăturii de hidrogen VI și VII elemente ale grupurilor. Prin urmare, compușii hidrogen ai acestor elemente nu se împart în soluția apoasă, ionii de hidrogen H, astfel, nu au proprietăți acide.
Proprietățile fizice și chimice ale subgrupelor elementelor de azot variază odată cu creșterea numărului atomic în același ulterioare, succesive cu cea observată în grupul-inghinală considerat anterior, dar din moment ce proprietățile nemetalici sunt exprimate la mai puțin oxigen și mai fluor, atenuarea acestor proprietăți la trecerea la următoarele elemente implică apariția și creșterea proprietăților metalice. Acestea din urmă sunt deja observabile în arsenic, antimoniul are aproximativ egal în ambele proprietăți, iar proprietățile metalului de bismut predomină asupra metalelor nemetalice.
AZOT (din limba greacă. áz # 333; os - fără viață, lat. Nitrogen), N, elementul chimic al grupului V al sistemului periodic Mendeleyev, numărul atomic 7, masa atomică 14.0067; gaz incolor, inodor și fără gust.
Istoric istoric. Compușii azotului - nitrați, acid azotic, amoniac - au fost cunoscuți cu mult înainte de a obține azot în stare liberă. În 1772 Rutherford D., fosfor și altele de ardere. Matter într-un clopot de sticlă a arătat că rămasă după gazul de ardere, pe care el a numit „aer sufocare“, nu are suport pentru respirație și de ardere. În 1787, A. Lavoisier a stabilit că gazele "vitale" și "sufocante" conținute în aer sunt substanțe simple și au propus denumirea de "azot". În 1784, G. Cavendish a arătat că azotul face parte din saltpetre; de unde și numele latin al azotului (de la o nitrum târzie - nitrat și gennao greacă - născut, am produs), propus în 1790 de către JA Chaptal. La începutul secolului al XIX-lea. Inerția chimică a azotului în stare liberă și rolul său exclusiv în compușii cu alte elemente ca azotul legat au fost elucidate. De atunci, "legarea" azotului de aer a devenit una dintre cele mai importante probleme tehnice ale chimiei.
Compuși naturali de azot. - clorură de amoniu NH4CI și azotați diferiți (a se vedea sarea.) Acumulările mari de sarepetre sunt tipice pentru climatul uscat al deșertului (Chile, Asia Centrală). De mult timp, azotatul de amoniu a fost principalul furnizor de azot pentru industrie (acum sinteza industrială de amoniac din azotul de aer și hidrogen are o importanță primară pentru legarea azotului). Cantități mici de azot legat se găsesc în cărbune (1-2,5%) și ulei (0,02-1,5%), precum și în apele râurilor, mărilor și oceanelor. Azotul se acumulează în soluri (0,1%) și în organisme vii (0,3%).
Deși numele "azot" înseamnă "nu susține viața", de fapt este un element esențial pentru viață. În proteina animalelor și a oamenilor, 16-17% din azot este conținut. În organismele de animale carnivore, proteina se formează datorită substanțelor proteice consumate prezente în organismele de erbivore și în plante. Plantele sintetizează proteina, asimilând substanțele azotate conținute în sol, în principal substanțele anorganice. Cantități semnificative de azot intră în sol datorită microorganismelor de fixare a azotului capabile să transforme azotul liber al aerului în compuși de azot.
În natură, circulația azotului se realizează, rolul principal este jucat în care microorganismele -. Nitrofitsiruyuschie, denitrofitsiruyuschie, azot de fixare etc. Cu toate acestea, extragerea plantelor din sol mare cantitate de azot legat (în special în agricultură intensivă) solului sunt azotul sărăcit. Deficitul de azot este tipic pentru agricultura din aproape toate țările, există un deficit de azot și în zootehnie ("foamete de proteine"). Pe solurile care sunt sărace cu azotul disponibil, plantele nu se dezvoltă bine. Îngrășămintele cu azot și hrănirea cu proteine a animalelor reprezintă cel mai important mijloc de creștere a agriculturii. Activitatea economică a omului întrerupe ciclul azotului. Astfel, combustibilul ars îmbogățește atmosfera cu azot. iar plantele care produc îngrășăminte leagă azotul în aer. Transportul de îngrășăminte și produse agricole redistribuie azotul pe suprafața pământului.
Azot - al patrulea element cel mai comun al sistemului solar (după hidrogen, heliu și oxigen).
Izotopi, atom, moleculă. Azotul natural constă din doi izotopi stabili: 14N (99,635%) și 15N (0,365%). Izotopul 15N este utilizat în studiile chimice și biochimice ca un atom marcat. Din izotopii azotului radioactiv artificial, cel mai lung timp de înjumătățire este 13N (T1 / 2 - 10,08 min), celelalte fiind foarte scurte. În straturile superioare ale atmosferei, sub influența neutronilor din radiația cosmică, 14N este convertit în izotopul radioactiv al carbonului 14C. Acest procedeu este, de asemenea, utilizat în reacțiile nucleare pentru a obține 14C. Carcasa electronică exterioară a atomului de azot. este format din 5 electroni (o pereche nepereche și trei neparticipate - o configurație 2s22p3). Cel mai adesea azot. în compușii 3-covalenți datorită electronilor neparticipați (ca în NH3 amoniac). Prezența unei perechi de electroni neparate poate conduce la formarea unei alte legături covalente, iar azotul devine 4-covalent (ca în NH4 + ion de amoniu). Gradul de oxidare a azotului variază de la +5 (în N205) la -3 (în NH3). În condiții normale, într-o stare liberă, azotul formează o moleculă N2, unde atomii N sunt legați prin trei legături covalente. molecula de azot este foarte stabil: ea pe atomii de energie de disociere este 942.9 kJ / mol (225.2 Kcal / mol), astfel încât, chiar dacă t aproximativ 3300 ° C, gradul de disociere a azotului. este de aproximativ 0,1%.
Proprietăți fizice și chimice. Azotul este ușor mai ușor decât aerul; Densitatea 1.2506 kg / m3 (la 0 ° C și 101,325 N / m2 sau 760 mm Hg. v.), cu punct de topire -209.86 ° C, punctul de fierbere -195,8 ° C. A. lichefiați cu dificultate: temperatura critică este destul de scăzută (-147,1 ° C), iar presiunea critică este ridicată de 3,49 MN / m2 (34,6 kgf / cm2); densitatea azotului lichid 808 kg
Numai cu metale active cum ar fi litiul, calciul, magneziul, azotul interacționează cu încălzirea la temperaturi relativ scăzute. Cu cele mai multe alte elemente, azotul reacționează la temperaturi ridicate și în prezența catalizatorilor. Componenții azotului cu oxigen N2O, NO, N2O3, NO2 și N2O5 sunt bine studiate. Dintre acestea, atunci când elementele (4000 ° C) interacționează direct, se formează NO oxid, care, după răcire, oxidă ușor în continuare la dioxidul de NO2. În aer, oxizii de azot se formează în deversări atmosferice. Acestea pot fi de asemenea obținute prin acțiunea unui amestec de azot și oxigen al radiațiilor ionizante. Atunci când anhidridele N2O3 și anhidridele N2O5 sunt dizolvate în apă, se obține acidul nitric HNO2 și acidul nitric HNO3, care formează nitriți de sare și nitrați. Cu hidrogen, azotul este combinat doar la temperaturi ridicate și în prezența catalizatorilor, și se formează amoniac NH3. In plus amoniac, sunt alți compuși cu azot, cu hidrogen, cum ar fi hidrazină H2N-NH2, diimidei HN-NH, HN3 acidului hidrazoic (HN-NºN), cunoscut și numeroase, oktazon N8H14 etc.; majoritatea compușilor de azot cu hidrogen sunt izolați numai sub formă de derivați organici. Cu halogeni, azotul nu interacționează direct, prin urmare, toate halogenurile de azot sunt obținute numai indirect, de exemplu, fluorura de azot NF3 - prin interacțiunea dintre fluor și amoniac. Ca regulă, halogenurile de azot sunt compuși cu stabilitate scăzută (cu excepția NF3); oxigenuri mai stabile ale azotului - NOF, NOCI, NOBr, N02F și NO2CI. Cu sulf, nu există nici un compus de azot direct; se obține azotul N4S4 ca urmare a reacției de sulf lichid cu amoniac. Când cocsul încălzit reacționează cu azot, se formează ciano (CN). Încălzirea azotului cu acetilena C2H2 la 1500 ° C poate produce cianura de hidrogen HCN. Interacțiunea dintre azot și metale la temperaturi ridicate conduce la formarea de nitruri (de exemplu, Mg3N2).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: