ЕXAMCHEMISTRY

Готовимся к сдаче ЕГЭ по химии

Характеристика элемента

₇N 1s²2s²2p³

Ar = 14,0076

Изотопы: ¹⁴N (99,635%); ¹⁵N (0,365%)

Кларк в земной коре 0,01 % по массе. В атмосфере 78,09 % по объему (75,6 % по массе). Азот входит в состав живой материи (белки, нуклеиновые кислоты и др. ОВ). В гидросфере азот присутствует в виде нитратов (NО₃). Атомы азота занимают 5-е место по распространенности во Вселенной.

Важнейшие N-содержащие неорганические вещества.

Свободный (молекулярный) азот

N₂ - самая прочная из всех известных двухатомных молекул простых веществ.

Атомы азота связаны между собой тремя ковалентными неполярными связями: одна из них - сигма-связь, 2 - пи-связи. Энергия разрыва связи очень велика

Физические свойства

При обычной температуре и атмосферном давлении N₂ — бесцветный газ, без запаха и вкуса, немного легче воздуха, очень плохо растворяется в воде. В жидкое состояние переводится с большим трудом (Ткип -196'С). Жидкий азот имеет большую теплоту испарения и применяется для создания низких температур (хладагент).

Способы получения

Азот присутствует в воздухе в свободном состоянии, поэтому промышленный способ получения заключается в разделении воздушной смеси (ректификация жидкого воздуха).

В лабораторных условиях небольшие количества азота можно получить следующими способами:

1. Пропускание воздуха над раскаленной медью, которая поглощает кислород за счет реакции: 2Cu + О₂ = 2СиО. Остается азот с примесями инертных газов.

2. Окислительно-восстановительное разложение некоторых солей аммония:

NH₄NО₂ = N₂↑ + 2Н₂О

(NH₄)₂Cr₂О₇ = N₂↑ + Cr₂О₃ + 4Н₂О

3. Окисление аммиака и солей аммония:

4NH₃ + 3О₂ = 2N₂ + 6Н₂О

8NH₃ + ЗВr₂ = N₂ + 6NH₄Br

NH₄Cl + NaNO₂ = N₂ + NaCl + 2Н₂О

Химические свойства

Молекулярный азот - химически инертное вещество вследствие исключительно высокой устойчивости молекул N₂. Только реакции соединения с металлами протекают более или менее легко. Во всех остальных случаях для инициирования и ускорения реакций необходимо применять высокие температуры, искровые электрические разряды, ионизирующее излучение, катализаторы (Fe, Cr, V, Ti и их соединения).

Реакции с восстановителями (N₂ - окислитель)

1. Взаимодействие с металлами:

Реакции образования нитридов щелочных и щелочноземельных Me протекают как с чистым азотом, так и при горении металлов на воздухе

N₂ + 6Li = 2Li₃N

N₂ + 6Cs = 2Cs₃N

N₂ + 3Mg = Mg₃N₂

2. Взаимодействие с водородом (реакция имеет большое практическое значение):

N₂ + ЗН₂ = 2NH₃ аммиак

3. Взаимодействие с кремнием и углеродом

2N₂ + 3Si = Si₃N₄ нитрид кремния (IV)

N₂ + 2C = (CN)₂ дициан

2N₂ + 5C + 2Na₂CО₃ = 4NaCN + 3CО₂↑ цианид натрия

Реакции с окислителями (N₂ - восстановитель)

Эти реакции в обычных условиях не протекают. С фтором и другими галогенами азот непосредственно не взаимодействует, а с кислородом реакция происходит при температуре электрических искровых разрядов:

N₂ + О₂ = 2NO

Реакция сильно обратимая; прямая протекает с поглощением тепла (эндотермичная).