Ნაერთები აზოტის. თვისებები აზოტის

ვაძლევთ დაბადების ნიტრატი - როგორც ნათარგმნი ლათინური სიტყვა Nitrogenium. ეს ტიტული აზოტის - ქიმიური ელემენტი, ატომური ნომერი 7, თავი 15-ე ჯგუფის გრძელვადიან მობილური პერიოდული მაგიდა. სახით მარტივი ნივთიერება შედგება დედამიწაზე ნაწილდება air bag - ატმოსფეროს. სხვადასხვა აზოტის ნაერთები ნაპოვნი დედამიწის ქერქი, და ცოცხალი ორგანიზმების ფართოდ გამოიყენება მრეწველობის, სამხედრო, სოფლის მეურნეობის და მედიცინაში.

რატომ არის აზოტის სახელწოდებით "choking" და "lifeless"

როგორც ისტორიკოსები ქიმიის გთავაზობთ პირველად მიიღო ეს მარტივი ნივთიერება ჰენრი Cavendish (1777). სამეცნიერო გადის საჰაერო ცხელ ნახშირზე შთანთქმის რეაქცია პროდუქტების გამოყენებით ტუტე. შედეგად გამოცდილება მკვლევარი ი უფერო და უსუნო გაზი, არარეაქტიული ნახშირი. Cavendish უწოდა "მახრჩობელა air" for უუნარობა შენარჩუნება სუნთქვა და აალება.

თანამედროვე ქიმიური აიხსნება, რომ ჟანგბადის რეაგირება ნახშირი, ნახშირორჟანგი იქმნება. დარჩენილი "კატასტროფული" საჰაერო იყო იმ ნაწილს მოლეკულების N _2. Cavendish და სხვა მეცნიერები დროს ამ საკითხთან დაკავშირებით ჯერ არ არის ცნობილი, თუმცა აზოტის და ნიტრატი ნაერთების მაშინ ფართოდ გამოიყენება ეკონომიკაში. მეცნიერი განუცხადა უჩვეულო გაზის კოლეგას ჩაატაროს მსგავსი ექსპერიმენტი - ჯოზეფ პრისტლი.

ამავე დროს, კარლ Scheele გაამახვილა ყურადღება უცნობი კომპონენტი ჰაერში, მაგრამ ვერ შეძლო სწორად აეხსნა მისი წარმოშობის. მხოლოდ დანიელმა Rutherford 1772 მიხვდა, რომ დღევანდელ ექსპერიმენტი "მახრჩობელა" "გაფუჭებული" გაზი - აზოტის. ზოგი მეცნიერი თვლის, მისი აღმომჩენის - ის კვლავ დებატები ისტორიკოსები მეცნიერება.

15 წლის შემდეგ, Rutherford ექსპერიმენტი ცნობილი ქიმიკოსი ანტუან Lavuaze შემოთავაზებული შეცვლის ვადა air "გაფუჭებული" ეხება აზოტის, მეორეს - Nitrogenium. იმ დროს, როცა ეს დადასტურდა, რომ ეს ნივთიერება არ დაწვა, მხარს არ უჭერს სუნთქვა. მაშინ არ იყო რუსეთის სახელით "აზოტის", რომელიც დაარქვან. ხშირად ამბობენ, რომ ტერმინი ნიშნავს "lifeless". შემდგომი კვლევები არ უარყო გავრცელებული რწმენა, თვისებების შესახებ ნივთიერებები. აზოტის ნაერთები - ცილები - ძირითადი macromolecules შემადგენლობაში ცოცხალი ორგანიზმები. იმისათვის, რომ მშენებლობა მცენარეები მიმეღო ნიადაგის მინერალური კვების საჭირო ელემენტები - ^2- იონებს NO ₃ და NH ^4+.

აზოტის - ქიმიური ელემენტი,

უნდა გვესმოდეს, რომ ატომური სტრუქტურა და თვისებები ეხმარება პერიოდული სისტემა (PS). პოზიცია ქიმიური ელემენტი პერიოდული მაგიდა შეიძლება განისაზღვროს ბირთვული მუხტი, რაოდენობის პროტონებისა და ნეიტრონების (მასობრივი ნომერი). აუცილებელია, ყურადღება მიაქციონ ღირებულება ატომური მასა - ეს არის ერთ-ერთი მთავარი მახასიათებლები ელემენტს. პერიოდში, ნომერი შეესაბამება რაოდენობის ენერგიის დონეზე. მოკლე ვერსია პერიოდული მაგიდა ჯგუფის ნომერი შეესაბამება რაოდენობის ელექტრონები გარე energaticheskom დონეზე. მონაცემების შეჯამებისას in ზოგადი აზოტის თავისი პოზიცია პერიოდული სისტემა:

• ეს არის არასამთავრობო მეტალის ელემენტს ზედა მარჯვენა კუთხეში SS.
• ქიმიური სიმბოლო: N.
• უძრავი ქონების რაოდენობა: 7.
• ფარდობითი ატომური მასა: 14,0067.
• ფორმულა არასტაბილურ წყალბადის ნაერთების: NH ₃ (ამიაკი).
• ფორმები უმაღლესი ოქსიდის N ₂ O _5, რომელიც უდრის valency აზოტის V.

სტრუქტურა აზოტის:

• ბირთვული მუხტი +7.
• რაოდენობის პროტონებისა: 7; რაოდენობის ნეიტრონების: 7.
• პუნქტების ენერგეტიკულ დონეზე: 2.
• საერთო რაოდენობის ელექტრონები: 7; e ფორმულა: 1s ² 2s ² 2p ^3.

დაწვრილებით შეისწავლა სტაბილური იზოტოპების № ელემენტს 7, მათი მასობრივი ნომრები - 14 და 15. შინაარსი მსუბუქი ატომი, რომელიც 99,64%. ბირთვების ხანმოკლე რადიოაქტიური იზოტოპური ასევე 7 პროტონებისა და ნეიტრონების რაოდენობა ვარირებს: 4, 5, 6, 9, 10.

აზოტის ბუნებაში

როგორც ნაწილი ჰაერის მოლეკულები იმყოფებიან დედამიწის გარსი მარტივი ნივთიერება, რომლის ფორმულა - N _2. შინაარსი აზოტის გაზის ატმოსფეროში დაახლოებით 78.1 მოცულობა%. არაორგანული ნაერთების ქიმიური ელემენტია დედამიწის ქერქი - სხვადასხვა ამონიუმის მარილები და ნიტრატები (niter). ნაერთები ფორმულა და სახელები ზოგიერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ნივთიერებები:

• NH _3, ამიაკი.
• NO _2, აზოტის დიოქსიდი.
• Nano ₃ ნატრიუმის ნიტრატი.
• (NH _{4) 2} SO _4, ამონიუმის სულფატი.

The Valence აზოტის ამ უკანასკნელის ორი ნაერთების - IV. ქვანახშირის, ნიადაგი, ცოცხალი ორგანიზმების ასევე შეიცავს N ატომების შეკრული ფორმა. აზოტის არის კომპონენტი ამინომჟავების macromolecules, და რნმ ნუკლეოტიდების, ჰორმონების და ჰემოგლობინის. საერთო შინაარსი ქიმიური ელემენტია ადამიანის სხეულის აღწევს 2,5%.

მარტივი ნივთიერება

აზოტის სახით ორატომიანი მოლეკულების - დიდი მოცულობის და წონის ატმოსფეროს ჰაერი. ნივთიერება, რომლის ფორმულა N _2, არ აქვს სუნი, ფერი და გემო. ეს გაზის უფრო მეტია, ვიდრე 2/3 საჰაერო დედამიწის გარსი. თხევადი აზოტის არის უფერო ნივთიერება, მსგავსი წყალი. Boils ტემპერატურა -195,8 ° C. M (N ₂₎ = 28 გ / მოლი. მარტივი ნივთიერება უფრო ადვილია, ჟანგბადი, აზოტი, ჰაერი, მისი სიმკვრივე ახლოს არის 1.

ატომებს მოლეკულა bind მტკიცედ 3 საერთო electron წყვილი. ნაერთი ექსპონატები მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობის, რომელიც განასხვავებს მას ჟანგბადის და აირისებრი ნივთიერებები. იმისათვის, რომ აზოტის მოლეკულის გაიყო მისი შემადგენელი ატომების საჭირო expend ენერგია 942,9 კჯ / მოლი. საკონტაქტო სამი წყვილი ელექტრონები არის ძალიან ძლიერი, იწყება ნგრევა გახურებისას ზემოთ 2000 ° C.

პრაქტიკულად არ მოხდეს ნორმალურ პირობებში, დისოციაციის მოლეკულების ატომები. ქიმიური ინერტულობის ასევე გამოწვეული აზოტის სრული არარსებობის პოლარობის მისი მოლეკულა. მათ ურთიერთქმედება ძალიან სუსტად ერთმანეთს, რითაც სამუშაო აირისებრი სახელმწიფო საკითხზე ნორმალური წნევა და ტემპერატურა ახლოს ოთახის ტემპერატურაზე. დაბალი ქიმიური საქმიანობის მოლეკულური აზოტის გამოიყენება სხვადასხვა პროცესები და მოწყობილობები, სადაც ეს აუცილებელია, რათა შეიქმნას ინერტული გარემოს.

დისოციაციის მოლეკულების N ₂ შეიძლება მოხდეს გავლენის ქვეშ მზის რადიაციის ზედა ატმოსფეროს. ატომური აზოტის იქმნება, რომელიც რეაგირებს გარკვეული ლითონები და Nonmetals ნორმალურ პირობებში (ფოსფორის, გოგირდის, დარიშხანი). შედეგი ის არის, სინთეზის ნივთიერებების, რომ ადგილზე პირობებში მიღებული ირიბად.

აზოტის valency

გარე ელექტრონული ჭურვი atom შექმნან 2 S 3 და p ელექტრონი. ეს უარყოფითი აზოტის შეუძლია ნაწილაკების როდესაც ინტერაქციაში სხვა ელემენტები, რომელიც შეესაბამება მისი შემცირების თვისებები. მიმდებარე დაკარგული octet 3 electron atom ექსპონატები ჟანგვითი უნარი. Electronegativity აზოტის ქვემოთ მისი მეტალის თვისებებს ნაკლებად გამოხატული, ვიდრე, რომ ფტორის, ჟანგბადის და ქლორი. როდესაც ინტერაქციაში ამ ქიმიური ელემენტების აზოტის აძლევს ელექტრონები (ოქსიდირება). შემცირების უარყოფითი იონების მოჰყვა რეაქცია სხვა ლითონები და Nonmetals.

ტიპიური აზოტის valence - III. ამ შემთხვევაში, ქიმიური ობლიგაციები წარმოიქმნება გარე p-მოზიდვას ელექტრონები და ერთიანი (სავალდებულო) წყვილი. აზოტი შეუძლია შექმნის დონორების მიმღები bond გამო მარტოხელა ელექტრონულ წყვილს, როგორც არის ამონიუმის იონის NH ^4+.

მიღების ლაბორატორიაში და მრეწველობის

ერთი ლაბორატორიული მეთოდებით საფუძველზე ჟანგვითი თვისებები სპილენძის ოქსიდი. გამოყენება აზოტის ნაერთი წყალბადის - ამიაკის NH _3. ეს უსიამოვნო სუნი გაზის vzaimoddeystvuet ფხვნილი სპილენძის ოქსიდი შავი. შედეგად რეაქციის აზოტის და, როგორც ჩანს, მეტალის სპილენძის (წითელი ფხვნილი). შეტანილი მილის კედლები Waterdrops - სხვა რეაქცია პროდუქტი.

სხვა ლაბორატორიული მეთოდი, რომელიც იყენებს აზოტის ნაერთი ლითონები - azide, მაგალითად NaN _3. მიღებული გაზი, რომელიც არ უნდა გაიწმინდოს დამაბინძურებლებს.

ლაბორატორიაში ხორციელდება რღვევა ამონიუმის ნიტრიტი აზოტის და წყალი. დაიწყოს რეაქცია, გათბობა არის საჭირო, მაშინ პროცესი მიმდინარეობს ევოლუცია სითბო (ეგზოთერმული). აზოტის დაბინძურებული მინარევებისაგან, ასე რომ გაიწმინდა და გამხმარი.

მომზადება აზოტის ინდუსტრიაში:

• ფრაქციული გამოხდით თხევადი air - მეთოდი, რომელიც იყენებს ფიზიკური თვისებების აზოტისა და ჟანგბადის (სხვადასხვა დუღილის წერტილი);
• ქიმიური რეაქციის საჰაერო ცხელი ნახშირი;
• ადსორბციული გაზის გამოყოფა.

ურთიერთქმედება ლითონები და წყალბადის - ჟანგვის თვისებები

ინერცია გრძელვადიანი მოლეკულების არ იძლევა გარკვეული პირდაპირი სინთეზი აზოტის ნაერთები. გააქტიურება ატომები აუცილებელია ძლიერი გათბობა და დასხივების ნივთიერება. აზოტის შეიძლება რეაგირებს lithium ოთახის ტემპერატურაზე, მაგნიუმის, კალციუმის და ნატრიუმის, რეაქცია მიდის მხოლოდ გათბობა. კორესპონდენტი რკინის nitrides წარმოიქმნება.

ურთიერთქმედების აზოტის, წყალბადის ხდება მაღალი ტემპერატურა და წნევა. გარდა ამისა, ეს პროცესი მოითხოვს კატალიზატორი. ამიაკი მიღებული ერთ - ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური სინთეზის. აზოტის, როგორც ჟანგვის აგენტი, გვიჩვენებს მათი tri უარყოფითი დაჟანგულობის:

• 3 (ამიაკის და სხვა აზოტის ნაერთები, წყალბადის - nitrides);
• -2 (ჰიდრაზინი N ₂ H _4);
• -1 (hydroxylamine NH ₂ OH).

ყველაზე მნიშვნელოვანი nitride - ამიაკი - მომზადებული დიდი რაოდენობით ინდუსტრიაში. დიდი პრობლემა დიდი ხანია დარჩა ქიმიური ინერტულობის აზოტის. მისი წყაროები ნედლეულის იყო ნიტრატი, მაგრამ მინერალური რეზერვების კლება დაიწყო სწრაფად ზრდის წარმოების.

დიდი მონაპოვარია ქიმიური მეცნიერება და პრაქტიკის შექმნა ამიაკის აზოტის ფიქსაცია ტექნიკა სამრეწველო მასშტაბით. სპეციალური სვეტი არის პირდაპირი სინთეზი - შექცევადი პროცესი შორის აზოტის ჰაერიდან და წყალბადის. როდესაც შექმნით ოპტიმალური პირობების, ინაცვლებს წონასწორობა ამ რეაქციის პროდუქტის მხარეს გამოყენებით კატალიზატორი ამიაკის სარგებელი 97%.

ურთიერთქმედება ჟანგბადის - დამწევ

იმისათვის, რომ დაიწყოს რეაქცია ჟანგბადის და აზოტის, უნდა იყოს ძლიერი გათბობა. გააჩნიათ საკმარისი ენერგია ელექტრო რკალის და lightning დათხოვნა ატმოსფეროში. ყველაზე მნიშვნელოვანი არაორგანული ნაერთების, რომელშიც აზოტის არის მისი დადებითი დაჟანგულობის:

• 1 (აზოტის ოქსიდის (I) N ₂ O);
• +2 (NO აზოტის monoxide);
• 3 (აზოტის ოქსიდის (III) N ₂ O _3, HNO ₂ აზოტის მჟავა, ნიტრიტი მარილები შესახებ);
• 4 (აზოტის დიოქსიდი (IV) NO _2);
• 5 (აზოტის pentoxide (V) N ₂ O _5, HNO ₃ აზოტმჟავას, ნიტრატები).

ღირებულება ბუნებრივად ხდება

მცენარეთა აღიქვას ამონიუმის იონების და ნიტრატი anions ნიადაგის გამოიყენება სინთეზის ქიმიური რეაქციების ორგანული მოლეკულების საკნები მუდმივად გაშვებული. ატმოსფერული აზოტის nodule ბაქტერიების ათვისება - მიკროსკოპულ პირების ფორმირების nodules ფესვები legumes. შედეგად, ამ ჯგუფის მცენარეების მიიღო ხმათა საჭირო ბატარეის, ეს ამდიდრებს ნიადაგის.

დროს ტროპიკული წვიმა მოხდეს ჟანგვის რეაქცია ატმოსფერული აზოტის. ოქსიდები იხსნება შექმნან მჟავებს, ამ ნაერთების აზოტის შესვლის ნიადაგის წყალში. იმის გამო, რომ ციკლი ელემენტები ბუნებაში მუდმივად შევსება თავისი რეზერვების დედამიწის ქერქი, ჰაერში. კომპლექსი ორგანული მოლეკულების აზოტის მის შემადგენლობაში არიან დეგრადირებული ბაქტერიების არაორგანული კომპონენტები.

პრაქტიკული გამოყენება

ყველაზე მნიშვნელოვანი აზოტის ნაერთები სოფლის მეურნეობის - უაღრესად ხსნადი მარილი. შეიწოვება მცენარეთა შარდოვანას ნიტრატი (ნატრიუმის, კალიუმის, კალციუმის), ამონიუმის ნაერთების (ამიაკის წყალი, ქლორიდი, სულფატი, ამონიუმის გვარჯილა).
ინერტული თვისებები აზოტის მცენარეთა უუნარობა აღიქვას იგი გარედან უპირატესობა, რომ საჭიროა დიდი დოზით ყოველწლიურად ნიტრატები. ნაწილების ქარხანა ორგანიზმის შეუძლია შეინახოს macrocell ძალა "მომავალი", რომელიც აკნინებს ხარისხის პროდუქტი. Excess ნიტრატები ბოსტნეული და ხილი შეიძლება გამოიწვიოს მოწამვლის ადამიანებში, ზრდის ავთვისებიანი სიმსივნეები. გარდა ამისა, სოფლის მეურნეობის, აზოტის ნაერთები გამოიყენება სხვა მრეწველობის:

• მომზადება მედიკამენტებით;
• ქიმიური სინთეზის მაღალი მოლეკულური ნაერთები;
• წარმოების ასაფეთქებელი trinitrotoluene (TNT);
• წარმოების საღებავები.

NO ოქსიდი პოულობს გამოყენების ოპერაცია, ნივთიერება აქვს ტკივილგამაყუჩებელი ეფექტი. დაკარგვის შეგრძნება, როდესაც inhaled გაზი შენიშნა, რომ პირველი მკვლევარები აზოტის ქიმიური თვისებები. ასე იყო საერთო სახელი "იცინის გაზის".

პრობლემა ნიტრატები სასოფლო-სამეურნეო პროდუქციის

მარილები აზოტმჟავას - ნიტრატი - შეიცავდა მუხტიან anion NO ^3. კვლავ გამოიყენება ძველი სახელწოდება ჯგუფის ნივთიერებები - ამონიუმის გვარჯილა. ნიტრატები გამოიყენება fertilize სფეროებში, სათბურებში, ბაღები. მოუტანს მათ ადრე გაზაფხულზე სანამ დარგვა, ზაფხულში - სახით თხევად feedings. თავად, ნივთიერება არ უქმნის დიდი საფრთხე, რომ ადამიანი, მაგრამ სხეულში, ისინი გარდაიქმნება ნიტრიტები, შემდეგ nitrosamines. ნიტრიტი NO ^2- იონებს - ტოქსიკური ნაწილაკების, ისინი იწვევენ ჟანგვის შავი რკინის ჰემოგლობინის მოლეკულების სამვალენტიანი იონების. ამ სახელმწიფოს, მთავარი ნივთიერება ადამიანის და ცხოველის სისხლის არ შეუძლია ჟანგბადის ტრანსპორტირების და ამოიღონ ნახშირორჟანგი ქსოვილებში.

უფრო სახიფათო ნიტრატი დაბინძურების საკვები ადამიანის ჯანმრთელობაზე:

• ავთვისებიანი სიმსივნეები წარმოქმნილი კონვერტაციის ნიტრატები ნიტროზამინების (კარცინოგენური);
• განვითარების წყლულოვანი კოლიტი,
• ჰიპოტენზიის ან ჰიპერტენზიის;
• გულის უკმარისობა;
• სისხლდენა დარღვევები
• დაზიანებები, ღვიძლის, პანკრეასის და განვითარების დიაბეტი;
• განვითარების თირკმლის უკმარისობა;
• ანემია, მეხსიერების გაუარესება, ყურადღება და დაზვერვის.

ერთდროული გამოყენება სხვადასხვა პროდუქტების დიდი დოზით ნიტრატები იწვევს მწვავე მოწამვლა. წყაროები შეიძლება იყოს მცენარეთა, სასმელი წყალი, მზა ხორცის კერძები. ექსპორტი სუფთა წყალი და სამზარეულო შეუძლია შეამციროს კვების შინაარსი ნიტრატი პროდუქცია. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ მაღალი დოზების სახიფათო ნაერთები დაფიქსირდა გაუაზრებელი და სასათბურე მცენარეთა წარმოების.

ფოსფორი - ელემენტს Pnictogen

ატომები ქიმიური ელემენტები, რომლებიც იმავე ვერტიკალური სვეტი პერიოდული სისტემა, გამოფენებში საერთო თვისებები. ფოსფორი მდებარეობს მესამე პერიოდში, ეს ეხება ჯგუფის 15, ისევე როგორც აზოტის. სტრუქტურა ელემენტები მსგავსი ატომები, მაგრამ არსებობს განსხვავებები თვისებები. აზოტისა და ფოსფორის გამოფენებში უარყოფითი valency და დაჟანგვის სახელმწიფო III მათი ნაერთების ლითონები და წყალბადის.

ბევრი ფოსფორის რეაქცია გაგრძელება ჩვეულებრივ ტემპერატურაზე, ქიმიურად აქტიურ ელემენტს. ურთიერთქმედებს ჟანგბადთან შექმნას P ₂ O ₅ უმაღლესი ოქსიდი. წყლახსნარი ეს მასალა აქვს თვისებები მჟავა (metaphosphoric). მიუხედავად იმისა, რომ გათბობის orthophosphoric მჟავა არის მიღებული. იგი განსაზღვრავს გავურბივარ სახის მარილები, რომელთა მინერალური სასუქით, მაგალითად სუპერფოსფატი. აზოტისა და ფოსფორის ნაერთების შექმნას მნიშვნელოვანი ნაწილი ციკლი მატერია და ენერგია ჩვენი პლანეტის, გამოიყენება სამრეწველო, სასოფლო-სამეურნეო და სხვა სფეროებში.