Jedinjenja azota. svojstva dušika

Rađanje nitrata - što prevedeno od latinske riječi Nitrogenium. Ovaj naslov azota - hemijski element s atomskim brojem 7, glava 15. grupa u dugoj verziji periodnog sistema. U obliku jednostavne supstance sastoji od zemlje distribuira air bag - atmosfera. Mnoštvo azotnih jedinjenja koja se nalaze u zemljinoj kori, i živi organizmi su naširoko koristi u industriji, vojsci, poljoprivrede i medicine.

Zašto je dušik pod nazivom "guši" i "beživotna"

Kao istoričari hemije predlažu se prvi put ove jednostavne supstance Henry Cavendish (1777). Naučni prolazi zrak iznad vrelom uglju za apsorpciju proizvoda reakcije pomoću lužine. Kao rezultat istraživač iskustvu Pronašli bezbojan i bez mirisa plina, neproreagovani uglja. Cavendish je to nazvao "guši zrak" za nesposobnost za održavanje disanja i sagorevanja.

Moderni Chemical može objasniti da kisik reagira s ugalj, ugljen-dioksid se formira. Preostali "gušenje" vazduha je za veći dio molekula N _2. Cavendish i drugi naučnici u to vrijeme o ovom pitanju još nije poznat, iako azota i nitrata jedinjenja onda su u širokoj upotrebi u ekonomiji. Naučnik rekao o neobičnoj gas kolegi da sprovede slične eksperimente - Joseph Priestley.

Istovremeno Carl Scheele je skrenuo pažnju na nepoznate komponenta zraka, ali nije na pravi način objasniti svoje porijeklo. Samo Daniel Rutherford 1772. godine shvatili da je sadašnja eksperimenti "guši" "pokvarila" gas - azot. Neki naučnici vjeruju je otkrila - ipak je raspravljati istoričari nauke.

15 godina nakon eksperimenata Rutherford čuveni kemičar Antuan Lavuaze predložio zamijeniti pojam zrak "razmazili" odnosi se na dušik, s druge strane - Nitrogenium. Do trenutka kada je dokazano da ova supstanca ne gori, ne podržava disanje. Zatim, tu su bili ruski naziv "dušika", što se tumači na različite načine. Često kažu da je termin znači "beživotno". Naknadne studije su opovrgnuta rasprostranjeno uvjerenje o osobinama supstanci. Dušični spojevi - proteini - glavni makromolekule u sastavu živih organizama. Kako bi se izgraditi biljke apsorbuju od neophodnih elemenata zemljišta mineralne ishrane - ^2- iona NO ₃ i NH ^4+.

Azot - hemijski element

Da bismo razumjeli atomske strukture i svojstva pomaže periodnog sistema (PS). Položaj kemijski element periodnog sistema može definisati nuklearnog punjenja, broj protona i neutrona (masa broj). Potrebno je obratiti pažnju na vrijednosti atomske mase - to je jedna od glavnih karakteristika elementa. periodu, broj odgovara broju nivoa energije. Skraćenu verziju periodnog broj stola grupe odgovara broju elektrona u vanjskoj razini energaticheskom. Sumirajući podataka u opšte karakteristike azota svojim položajem u periodnom sistemu:

• Ovo je nemetalnih element je u gornjem desnom uglu SS-a.
• Hemijski simbol: N.
• broj nekretnine: 7.
• Relativna atomska masa: 14,0067.
• Formula nestabilno hidrogen jedinjenja: NH ₃ (amonijak).
• Oblici veći oksid N ₂ O _5, koji je jednak valentnosti azota V.

Struktura atom azota:

• nuklearnog punjenja +7.
• Broj protona: 7; broj neutrona: 7.
• Broj nivo energije: 2.
• Ukupan broj elektrona: 7; e formule: 1s ² 2s ² 2p ^3.

Detalji studirao stabilnih izotopa № element 7, njihova masa brojevi - 14. i 15. Sadržaj lakog atoma od kojih je 99,64%. Jezgra kratkotrajnih radioaktivni izotop je također 7 protona i broj neutrona značajno varira: 4, 5, 6, 9, 10.

Dušika u prirodi

Kao dio molekule vazduha su prisutni Zemlji korice jednostavne supstance, čija konfiguracija - N _2. Sadržaj azota plina u atmosferi iznosi oko 78,1 volumena%. Neorganska jedinjenja kemijski element u Zemljinoj kori - razne amonijeve soli i nitrati (Niter). Spojevi formule i imena nekih od najvažnijih supstanci:

• NH _3, amonijak.
• NO _2, azot-dioksid.
• NaNO ₃ Natrijev nitrat.
• (NH _{4) 2} SO _4, amonijev sulfat.

Valentni azota u posljednja dva jedinjenja - IV. Ugalj, tlo, živi organizmi sadrže N atoma uvezan. Azot je komponenta aminokiselina makromolekula, DNA i RNA nukleotida, hormona i hemoglobina. Ukupnog sadržaja kemijski element u ljudskom organizmu dostiže 2,5%.

jednostavna supstanca

Azota u obliku diatomski molekula - najveći obim i težinu atmosfere zraka. Supstanca, čija formula je N _2, nema miris, boju i okus. Ovaj gas je više od 2/3 vazduha zemlje korice. Je tečni azot je bezbojna supstanca, nalik na vodu. Ključa na temperaturi od -195,8 ° C. M (N ₂₎ = 28 g / mol. supstanca bit jednostavno lakše kisika, dušika, klima, njegova gustoća je blizu 1.

Atomi u molekuli vežu čvrsto 3 dijeli elektronskih parova. Kompleksa pokazuje visoka kemijska otpornost, što ga razlikuje od kisika i drugih plinovitih tvari. Da molekula azota je podijeljena na njegove sastavne atome potrebno trošiti energiju 942,9 kJ / mol. Kontakt tri para elektrona je vrlo jaka, počinje da razbije pri zagrijavanju iznad 2000 ° C.

praktično ne dolazi u normalnim uvjetima, disocijacije molekula u atome. Hemijsku inertnost je također uzrokovana azota potpuno odsustvo polariteta u svom molekulu. Oni komuniciraju vrlo slabo međusobno, čime se radi o plinovitom stanju materije pri normalnom pritisku i na temperaturi blizu sobne temperature. Niska hemijska aktivnost molekula azota se koristi u različitim procesima i uređaja gdje je potrebno da se stvori inertnoj atmosferi.

Disocijacije molekula N ₂ se mogu javiti pod utjecajem sunčevog zračenja u gornjim slojevima atmosfere. Atomska azot se formira, koji reagira s određenim metalima i nemetala u normalnim uvjetima (fosfor, sumpor, arsen). Rezultat je sinteza supstanci koje se tlo uvjetima dobijenih indirektno.

azot valentnosti

Vanjskom elektron ljuske atoma formiraju 2 s 3 i p elektrona. Ovi negativni dušika može dati čestice prilikom interakcije s drugim elementima koji odgovaraju svoje smanjenje svojstva. Susjedni oktet koji nedostaju do 3 elektrona atoma pokazuje oksidativnih sposobnosti. Elektronegativnosti dušika ispod svog metalik svojstva su manje izražene nego fluora, kisika i klora. Kada interakciji sa ovim kemijski elementi dušik daje elektrone (Oxidize). Smanjenje negativnih iona slijedi reakcija sa drugim metalima i nemetala.

Tipična azot valence - III. U ovom slučaju, hemijske veze formiraju se vanjski p-privlačenje elektrona i stvaranje zajedničkih (vezivanja) par. Azot je sposobno da formira donatora akceptor obveznica zbog slobodni elektronski par, kao što je amonijev ion NH ^4+.

Dobijanje u laboratoriji i industriji

Jedan od laboratorijskih metoda zasnovanih na oksidativni svojstva bakra oksida. Koristite dušika spoj s vodikom - amonijak NH _3. Ovaj neugodan miris plina vzaimoddeystvuet u prahu bakar oksid crno. Rezultirajući reakcija proizvodi dušika i pojavljuje bakra (crveni prah). Taloži na cijevi zidova Waterdrops - drugih proizvoda reakcije.

Još jedna laboratorijska metoda koja koristi azot spoj sa metalima - azid, na primjer NaN _3. Dobivenih gas koji ne treba da se očisti od nečistoća.

Laboratoriji se vrši razgradnje amonijevog nitrita na azot i vodu. Da biste pokrenuli reakcije, grijanje je potrebno, a zatim proces nastavlja sa evolucijom toplote (egzotermne). Azot je kontaminiran nečistoća, tako da se čisti i suši.

Priprema azota u industriji:

• frakcionom destilacijom tečnosti zraka - metoda koja koristi fizičke osobine azota i kiseonika (različitih vrelišta);
• kemijske reakcije vazduha sa toplom uglja;
• Adsorbcioni odvajanje plina.

Interakcija sa metalima i vodika - Svojstva

Inercija izdržljiv molekule ne dopušta neke direktne sinteze azotnih jedinjenja. Da biste aktivirali atoma potrebno jak grijanje ili zračenje supstance. Dušika može reagirati sa litijum na sobnoj temperaturi, sa magnezijum, kalcijum i natrijum, reakcija se odvija samo grijanje. Odgovarajućim metal nitridi se formiraju.

Interakcija azota sa vodika odvija na visokoj temperaturi i pritisku. I ovaj proces zahtijeva katalizator. Amonijak dobiti - jedan od najvažnijih kemijskih sinteza. Azot, kao oksidirajuće sredstvo, prikazuje u svojim tri negativna oksidacija glasi:

• 3 (amonijak i drugih dušičnih spojeva, vodik - nitridi);
• -2 (hidrazin N ₂ H _4);
• -1 (hidroksilamin NH ₂ OH).

Najvažniji nitrid - Amonijak - pripremljena u velikim količinama u industriji. Veliki problem za dugo vremena ostao hemijsku inertnost azota. Njeni izvori sirovina su nitrata, ali mineralne rezerve počeo brzo opada sa rastom proizvodnje.

Je veliko dostignuće kemijski nauke i prakse je bilo stvaranje azota amonijaka fiksacija tehniku na industrijskom nivou. U posebnim kolona je direktnim sinteza - reverzibilni proces između dušika dobiti iz zraka i vodika. Pri kreiranju optimalnih uslova, prebacuje ravnoteže ove reakcije na strani proizvoda, koristeći prinos katalizator amonijak je 97%.

Interakcija s kisikom - smanjenje svojstva

Kako bi se pokrenula reakcija dušika i kisika, mora biti jaka grijanje. Posjeduju dovoljno energije električnog luka i munje ispuštanja u atmosferu. Najvažniji neorganska jedinjenja u kojima je dušik je u pozitivno oksidacije glasi:

• 1 (azotnih oksida (I) N ₂ O);
• 2 (NO azot monoksida);
• 3 (azotnih oksida (III) N ₂ O _3, HNO ₂ azotasta kiselina, nitrita soli);
• 4 (azot dioksid (IV) NO _2);
• 5 (azot pentoxide (V) N ₂ O _5, HNO ₃ dušične kiseline, nitrati).

Vrijednost prirodno

Biljke upijaju amonijum jona i nitrat aniona iz tla se koristi za sintezu hemijske reakcije organskih molekula u stanicama konstantno radi. Atmosferskog azota kvržica bakterije mogu asimilirati - mikroskopske entiteta formiranje nodula na korijene mahunarki. Kao rezultat toga, ova grupa biljaka dobio potrebnu baterije, obogaćuje tlo.

Tokom tropske oluje javljaju reakcije oksidacije atmosferskog dušika. Oksidi se rastvaraju da formiraju kiseline, ova jedinjenja azota ući u zemlju u vodi. S obzirom na ciklus elemenata u prirodi se stalno obnavljaju svoje rezerve u Zemljinoj kori, vazduh. Kompleks organske molekule koje sadrže dušik u svom sastavu, degradirane bakterija na neorganskih komponenti.

praktičnu upotrebu

Najvažniji dušičnih spojeva za poljoprivredu - visoko topivih soli. Apsorbuju biljke urea nitrata (natrij, kalij, kalcij), amonijeva jedinjenja (amonijak voda, klorid, sulfat, amonijev nitrat).
Inertni svojstva azot biljke nemogućnosti da ga apsorbuje izvana dovesti do potrebe da se velike doze godišnje nitrata. Dijelova biljke organizma su u stanju da pohraniti makroćelija moći "za budućnost", koji degradira kvalitet proizvoda. Višak nitrata u povrću i voću može izazvati trovanje kod ljudi, rast malignih tumora. Osim poljoprivrede, dušičnih spojeva se koriste u drugim industrijama:

• za pripremu lijekova;
• za kemijsku sintezu visoke molekularne spojevi;
• u proizvodnji eksploziva iz trinitrotoluena (TNT);
• za proizvodnju boja.

NO oksid pronalazi primjenu u operacije, supstanca ima analgetski učinak. Gubitak osjeta kada se udiše plin primijetili da čak i prvih istraživača azot kemijska svojstva. Tako da je bilo zajedničko ime "smeje gas".

Problem nitrata u poljoprivrednih proizvoda

Soli dušične kiseline - nitrat - sadrži jednostruko napunjena anion NO ^3-. I dalje koristi stari naziv grupe supstanci - amonijev nitrat. Nitrati se koriste za oploditi polja, u staklenicima, vrtovima. Dovedi ih u rano proljeće prije sadnje, u ljeto - u obliku tečnog obroka. Same supstance ne predstavlja veliku opasnost za ljude, ali u tijelu, oni se pretvaraju u nitrite, zatim u nitrozamina. Nitrita NO ^2- ioni - otrovne čestice mogu izazvati oksidacije obojenih željeza u hemoglobin molekula u trovalentni ioni. U ovom stanju, glavni suštinu ljudske i životinjske krvi nije u stanju da preveze kisik i ukloniti ugljični dioksid iz tkiva.

Opasnije nitrat kontaminacije hrane za ljudsko zdravlje:

• malignih tumora koji su nastali u pretvaranju nitrata u nitrozamina (kancerogene);
• razvoja ulceroznog kolitisa,
• hipotenzija ili hipertenzija;
• zatajenja srca;
• poremećajima krvarenja
• lezije jetre, pankreasa i razvoj dijabetesa;
• razvoj zatajenje bubrega;
• anemija, poremećaj memorije, pažnje i inteligencije.

Istovremenu upotrebu različitih proizvoda sa velikim dozama nitrata dovodi do akutnog trovanja. Izvori mogu biti biljke, vode za piće, gotova jela od mesa. Potapanjem u čistu vodu i kuhanje može smanjiti nutritivni sadržaj nitrata proizvoda. Istraživači su otkrili da su veće doze opasnih spojeva posmatrati u nezrelih i biljnih staklenika za proizvodnju.

Fosfor - element Pnictogen

Atoma kemijskih elemenata koji se nalaze u istoj vertikalnoj koloni periodnog sistema, pokazuju zajedničke osobine. Fosfor se nalazi u trećem periodu, to se odnosi na grupu 15, kao i azota. Struktura elemenata sličnih atoma, ali postoje razlike u svojstvima. Azota i fosfora pokazuju negativne valentnosti i oksidacijsko stanje III u njihova jedinjenja sa metalima i vodonika.

Brojne reakcije fosfora nastaviti na običnoj temperaturi, hemijski aktivni element. Reagira s kisikom da se formira P ₂ O ₅ viših oksida. Vodeni rastvor ovog materijala ima svojstva kiseline (Metafosforna). Dok je grijanje orthophosphoric kiselina se dobija. Definiše mnoštvo vrsta soli, od kojih su mnogi i mineralnih gnojiva, na primjer superfosfati. Azota i fosfora čine važan dio ciklusa materije i energije na našoj planeti, koriste u industrijskim, poljoprivrednim i drugim oblastima.