Азот

 В периодической системе химический элемент азот N расположен во I I периоде, в главной подгруппе V группы. В этой же подгруппе находятся фосфор, м ы ш ьяк, сурьма и висмут. Строение атома и другие характеристики азота представлены в табл. 4.1. Наиболее важные из оксидов азота - это N 0 и N 0 ^ а из водородных соединений - аммиак NНз. Простое вещество азот состоит из двухатомных молекул N с неполярной тройной ковалентной связью :№ :№, или Неметаллы и их соединения & 87 Таблица 4 .1 . Сравнительная характеристика азота и фосфора -— Элемент Характеристика! А з о т N Фосфор Р Строение атома + 7 ) ) 2е 5е + 15 ) ) ) 2е 8е 5е Степени окисления -3, +1, + 2 ,+ 3 , +4, +5 -3, +3, +5 Валентность I, II, III, IV III, V В ы сш и й оксид N 20 5 кислотный Р 20 5 кислотный Гидроксид (кислородсодерж ащ ая кислота) Н К 0 3 азотная кислота Н Р 0 з - метафосфорная кислота Н 3Р 0 4 - ортофосфорная кислота Другие оксиды N ,0 , N 0 , ^ 0 3, N 0;, Р 20 3 Водородные соединения N Н з аммиак Р Н 3 фосфин Тройная связь обеспечивает молекуле азота высокую прочность. Вот почему при обычных условиях азот почти не вступает в химические реакции - практически инертен. Нахождение в природе, биологическая роль. Азот в свободном состоянии находится в воздухе (7 8 % по объему). В виде соединений (нитратов) содержится в почве в небольших количествах. Во всех ж и вы х организмах находится в составе белков. Прочные молекулы азота не усваиваются при дыхании человека, ж ивотны х и растений. Только особые бактерии (азотобактерии) и некоторые растения, например бобовые (фасоль, горох), могут переводить свободный азот в химические соединения, то есть усваивать его. Получение. Азот получают из сжиженного воздуха, при испарении которого он улетучивается первым (-196°С), а вторым - кислород (-183°С). Физические свойства. А зот - это газ без цвета и запаха, немного легче воздуха: М г^ 2) = 28; М г(возд.) = 29 В воде растворяется плохо (хуже, чем кислород). В жидкое состояние азот переходит при температуре -196°С, при этой же температуре испаряется. Химические свойства. Из-за наличия тройной связи молекулы азота очень прочны и вступают в химические реакции только при высоких температурах или в электрическом разряде. Так, при грозовом разряде в воздухе образуется оксид азота (II): 0 0 эл. разряд +2-2 N 2 + О 2 < > 2 N О - ^ ; -4е +4е оксид в-ль ок-ль азота (II) ПЕРИОДЫ РЯДЫ V 1 1 II 2 7 N АЗО Т 14.007 III 3 15 р Ф О С Ф О Р 30,974 IV 4 5 33 А§ МЫШЬЯК 74,92 V 6 7 51 8Ъ СУРЬМ А 121,75 VI 8 9 33 В! ВИСМУТ 206,98 VII 10 11 Вг05 КНз • В течение года молния “производит” до 600 кг оксидов азота на каждом 1 км2 земной поверхности. • Кессонная болезнь, или декомпрессия, появляющаяся у водолазов, вызвана повышением концентрации азота в крови. • В теле человека содержится около 3% азота в виде соединений. • В художественных музеях ценные картины хранятся в герметичных контейнерах в атмосфере азота вместо воздуха. 88 Неметаллы и их соединения Реакция азота с водородом протекает в особых условиях, т. е. при высокой температуре и в присутствии катализатора: 0 0 [Ре],{°, Р -3 +1 N 2 + З Н 2 < ® 2 N Н з + ^ +6е -2е аммиак ок-лъ вль К ак неметалл азот проявляет в этих реакциях и окислительные, и восстановительные свойства. Применение. Ж и д ки й азот применяется для охлаждения разны х объектов до очень низкой температуры. Больш ие количества азота используются для промышленного получения аммиака. В переводе с греческого азот означает “безжизненный”. Все живые организмы гибнут в атмосфере азота. В то же время, без азота невозможно существование белков - основы ж и зни на Земле. Соединения азота играют очень важ ную роль в растительном и ж ивотном мире. РАБОТА В ГРУППЕ 1. Закончите уравнения реакций: 1° [Ре],{°, Р а) N 2 + О 2 ^ ; б) N2 + Н2 < ® Назовите тип каждой реакции, у кажите ее название по тепловому эффекту. В какой из реакций нагревание (1°) служит условием возникновения, а в какой - условием течения реакции? 2. Приведите формулу высшего оксида химического элемента с порядковым номером 7. 3. Сравните химические свойства Ы2, 0 2 и Р2. Какая закономерность наблюдается в изменении этих свойств от фтора к азоту? 4. При нагревании стакана с холодной водой на его стенках появляются пузырьки воздуха. Откуда они берутся? Чем отличается состав воздуха в этих пузырьках от состава атмосферного воздуха? 5. Какое свойство азота препятствует применению его подобно СО2 для тушения загоревшихся жидкостей? ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ_______________________ 1. Охарактеризуй химический элемент азот по плану: а) химический знак; б) относительная атомная масса; в) положение в периодической системе; г) строение атома; д) валентность и степени окисления. 2. Охарактеризуй простое вещество азот по плану: а) химическая формула; б) строение молекулы (химическая связь между атомами); в) относительная молекулярная и молярная массы. 3. В виде чего (химического элемента или простого вещества) азот содержится в: а) воздухе; б) почве; в) организмах человека и животных? 4. Объясни, какое из веществ труднее всего “разбудить" - заставить вступить в химическую реакцию: а) С1 - С1; б) 0 = 0; в) N ° N? Почему? Аргументируй. 5. Одинаковое ли число электронных слоев имеют атомы элементов с порядковыми номерами: а) 6 и 7; б) 7 и 1 1 ; в) 7 и 15? Объясни. 6 . Вычисли, какой объем азота и кислорода можно получить из 1000 л воздуха?