Библиотека школьника

твой помощник в обучении




Азот - краткая характеристика

Происходит от греческого слова azoos - безжизненный, по-латыни Nitrogenium Химический знак элемента - N Азот - химический элемент V группы периодической системы Менделеева, порядковый номер 7, относит тельная атомная масса 14,0067; бесцветный газ, не имеющий запаха и вкусса.

Историческая справка.
Соединения азота - селитра, азотная кислота, аммиак - ни были известны задолго до получения азота в свободном состоянии В 1772 г Д Резерфорд, Сжигает фосфор и другие вещества в стеклянный колокол, показа ал, что остающийся после сгорания газ, Названный им \"удушливым воздухом\", не поддерживает дыхания и горения В 1787 г А Лавуазье установил, что \"жизненный\" и \"удушливый\" газы, входящие в состав воздуха, это простые вещества, и предложили название \"азот\" В 1784 г Г Кавендиш показал, что азот входит в состав селитры; отсюда и происходит Латинское название азота (от позднелатинского nitrum - селитра и греческого gennao - рождается, произвожу), Предложенное в 1790 году Ж А Шапталем К началу ХIX в ни были выяснены химическая инертность азота в свободном состоянии и Исключительная роль его в соединениях с д ругимы элементами в качестве связанного азотзанного азота.

Распространенность в природе.
Азот - один из самых распространенных элементов на Земле, причем основная его масса (около 4 * 1015 т) сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере В воздухе свободный азот (в виде молекул N2) состав вляет 78,09% по объему (или 75,6% по массе), не считая незначительных примесей его в виде аммиака и окислов Среднее содержание азота в литосфере 1,9 * 10-3% по массе Природные соединения азота - хлора стый аммоний NH4CI и различные нитраты Крупные скопления селитры характерны для сухого пустынно климата (Чили, Средняя Азия) Долгое время селитры ни были главным поставщиком азота для промышленности (сейчас основное значение для связывания азота имеет промышленный синтез аммиака из азота воздуха и водорода) Небольшие количества связанного азота находятся в каменном угле (1 - 2,5%) и нефти (0,02 - 1,5%), а также в водах рек, морей и океанов Азот накапливается в почвах (0,1%) и в живых организмах (0,3%( 0,3% ).
Хотя название \"азот\" означает \"не поддерживающих жизни\", на самом деле это - Необходимый для жизнедеятельности элемент В белке животных и человека содержится 16 - 17% азота В организмах плотоядных жи ивотных белок образуется за счет потребляемых белковых веществ, имеющихся в организмах травоядных животных и в растениях Растения синтезируют белок, усваивая содержащиеся в почве азотистые вещества, г лавным образом неорганические Значительные количества азота поступают в почву благодаря азотфиксирующих микроорганизмами, способным переводит свободный азот воздуха в соединения азотзота.
В природе осуществляется круговорот азота, главную роль в котором играют микроорганизмы - нитрофицирующие, денитрофицирующие, азотфиксирующие и др Однако в результате извлечения из почвы растениями ог громного количества связанного азота (особенно при интенсивно земледелии) почвы оказываются обедненнымы Дефицит азота характерен для земледелия почти всех стран, наблюдается дефицит азота и в живот новодстве (\"белковой голодание\") На почвах, бедных доступным азотом, растения плохо развиваются Хозяйственная деятельность человека нарушает круговорот азота Так, сжигание топлива обогащает атмосфер в азотом, а заводы, производящие удобрения, связывают азот из воздуха Транспортировка удобрений и продуктов сельском хозяйства перераспределяет азот на поверхности земли земли.
Азот - четвертый по распространенности элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода)

Атом, молекула
Внешняя электронная оболочка атома азота состоит из 5 электронов (одной неподеленной пары и трех неспаренных - конфигурация 2s22p3) Чаще всего азот в соединениях 3-ковалентен за счет неспаренных эле ектронов (как в аммиак NH3) Наличие неподеленной пары электронов может приводит к образованию еще одной ковалентной связи, и азот становится 4-ковалентным (как в ионе аммония NH4) Степени окиси ения азота меняются от 5 (в N2O5) до -3 (в NH3) В обычных условиях в свободном состоянии азот образует молекулу N2, где атомы азота связаны тремя ковалентными связями Молекула азота очень устойчи ива: энергия диссоциации ее на атомы составляет 942,9 кДж / моль, поэтому даже при температуре 33000С степень диссоциации азота составляет Лишь около 0,1 0,1%.

Физические и химические свойства.
Азот немного легче воздуха; плотность 1,2506 кг/м3 (при 00С и 101325 н/м2 или 760 мм рт ст), tпл-209, 860С, tкип-195, 80С Азот сжижается с трудом: его критическая температура довольно низка ( , 10С), а критическое давление высоко 3,39 Мн/м2 (34,6 кгс/см2); плотность жидкого азота 808 кг/м3 В воде азот менее растворимы, чем кислород: при 00С в 1 м3 H2O растворяется 23, а Лучше, чем в воде, азот раствора в Некоторых углеводородаородах.
Только с такими активными металлами, как литий, кальций, магний, азот взаимодействует при нагревании до сравнительно невысоким температур С большинством второго элементов азот реагирует при высокой тем мпературе и в присутствии катализаторов Хорошо изучены соединения азота с кислородом N2O, NO, N2O3, NO2 и N2O5 Из них при непосредственном взаимодействии элементов (40000С) образуется окись NO, кото рая при охлаждении легко окисляется далее до двуокиси NO2 В воздухе окислы азота образуются при атмосферных разрядов Их можно получить также действием на смесь азота с кислородом ионизирующем излучений и При растворения в воде азотистого N2O3 и азотного N2O5 ангидридов соответственно получаются азотистая кислота НNO2 и азотная кислота НNO3, образующие соли - нитриты и нитраты С водородом азот соедин яется только при высокой температуре и в присутствии катализаторов, при этом образуется аммиак NH3 Кроме аммиака, известны и другие Многочисленные соединения азота с водородом, например гидразин H2N-N H2, диимид HN-NH, азотистоводородная кислота HN3 (HN = N = N), октазон N8H14 и др; большинство соединений азота с водородом выделено только в виде органического производных С галогенами азот непосредствен но не взаимодействует, поэтому все галогениды азота получают косвенным путем, например фтористый азот NF3 - при взаимодействии фтора с аммиаком Как правило, галогениды азота - малостойкие соединения ( за исключением NF3) более устойчивы оксигалогениды азота - NOF, NOCI, NOBr, NO2F и NO2CI С серой также не происходит непосредственного соединения азота; азотистая сэра N4S4 получается в результате реакции жидкой серы с аммиаком При взаимодействии раскаленного кокса с азотом образуется Цианеи (CN) 2 нагревании азота с ацетиленом С2Н2 до 15000С может быть получен цианистый водород HCN взаимодействий е азота с металлами при высоких температурах приводить к образованию нитридов (например, Mg3N2пример, Mg3N2 ).
При действии на обычный азот электрических разрядов или при разложения нитридов бора, титана, магния и кальция, а также при электрических разрядов в воздухе может образоваться активный азот, представл ляющих собой смесь молекул и атомов азота, обладающих повышенным запасом энергии В отличие от молекулярного, активный азот весьма энергично взаимодействует с кислородом, водородом, парами серы, фосфор ом и некоторыми металлами.
Азот входит в состав очень многих важнейших органически соединений (амины, аминокислоты, нитросоединения и др)

Получение и применение.
В лаборатории азот легко может быть получен при нагревании концентрированного нитрит аммония: NH4NO2? оздуха, Который затем подвергается разгонкее.
Основная часть добываемого свободного азота используется для промышленного производства аммиака, Который затем в значительных количествах перерабатывается на азотную кислоту, удобрения, взрывчаты вещ щества и т д Помимо прямого синтеза аммиака из элементов, промышленное значение для связывания азота воздуха имеет Разработанный в 1905 цианамидный метод, основанный на том, что при 10000С карбид каль ция (Получаемые накаливанием смеси Известия угля в электрической печи) реагирует со свободным азотом: CaC2 N2? ется с выделением аммиака: CaCN2 3H2O? NH3.
Cвободный азот применяют во многих отраслях промышленности: как инертную среду при разнообразных химических и металлургических процессах, для заполнения свободного пространства в ртутных термометрах при перекачке горючих жидкостей и т д Жидкий азот находит применение в РАЗЛИчНЫХ холодильных установках Его хранят и транспортируют в стальных сосудах Дьюара, газообразный азот в сжатом виде - в балл онах Широко применяют многие соединения азота Производство связанного азота стало Усиленно развиваться после 1-й мировой войны и сейчас достигло огромных масштабахтабов.

по теме:

  • Азотная кислота

  • категория: рефераты / рефераты по химии / Азот - краткая характеристика