აზოტის ატომის ჟანგვის მდგომარეობა არის 3 დიუმი. აზოტი და მისი ნაერთები

აზოტი- პერიოდული სისტემის V A ჯგუფის მე-2 პერიოდის ელემენტი, სერიული ნომერი 7. ატომის ელექტრონული ფორმულა არის [ 2 He] 2s 2 2p 3, დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობები 0, -3, +3 და +. 5, ნაკლებად ხშირად +2 და +4 და სხვა მდგომარეობა N v ითვლება შედარებით სტაბილურად.

აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობის მასშტაბი:
+5 - N 2 O 5, NO 3, NaNO 3, AgNO 3

3 - N 2 O 3 , NO 2 , HNO 2 , NaNO 2 , NF 3

3 - NH 3, NH 4, NH 3 * H 2 O, NH 2 Cl, Li 3 N, Cl 3 N.

აზოტს აქვს მაღალი ელექტრონეგატიურობა (3.07), მესამე F-ისა და O-ს შემდეგ. იგი ავლენს ტიპურ არამეტალურ (მჟავას) თვისებებს, აყალიბებს სხვადასხვა ჟანგბადის შემცველ მჟავებს, მარილებს და ორობით ნაერთებს, ასევე ამონიუმის კატიონს NH 4 და მის. მარილები.

Ბუნებაში - მეჩვიდმეტექიმიური სიმრავლის ელემენტით (მეცხრე არალითონებს შორის). სასიცოცხლო ელემენტია ყველა ორგანიზმისთვის.

ნ 2

მარტივი ნივთიერება. იგი შედგება არაპოლარული მოლეკულებისგან ძალიან სტაბილური N≡N ˚σππ ბმით, რაც ხსნის ელემენტის ქიმიურ ინერტულობას ნორმალურ პირობებში.

უფერო, უგემოვნო, უსუნო აირი, რომელიც კონდენსირდება უფერო სითხეში (O2-ისგან განსხვავებით).

ჰაერის ძირითადი კომპონენტია 78,09% მოცულობით, 75,52 მასით. აზოტი ადუღდება თხევადი ჰაერიდან ჟანგბადამდე. წყალში ოდნავ ხსნადი (15,4 მლ / 1 ლ H 2 O 20 ˚C ტემპერატურაზე), აზოტის ხსნადობა ნაკლებია ჟანგბადზე.

ზე ოთახის ტემპერატურაზე N 2, რეაგირებს ფტორთან და, ძალიან მცირე რაოდენობით, ჟანგბადთან:

N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3, N 2 + O 2 ↔ 2NO

ამიაკის მიღების შექცევადი რეაქცია მიმდინარეობს 200˚C ტემპერატურაზე, 350 ატმ-მდე წნევის ქვეშ და ყოველთვის კატალიზატორის თანდასწრებით (Fe, F 2 O 3, FeO, ლაბორატორიაში Pt)

N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 + 92 kJ

Le Chatelier პრინციპის შესაბამისად, ამიაკის მოსავლიანობის ზრდა უნდა მოხდეს წნევის მატებასთან და ტემპერატურის კლებასთან ერთად. თუმცა, დაბალ ტემპერატურაზე რეაქციის სიჩქარე ძალიან დაბალია, ამიტომ პროცესი ტარდება 450-500 ˚C ტემპერატურაზე, რაც აღწევს ამიაკის 15%-იან გამოსავლიანობას. არარეაგირებულ N 2 და H 2 ბრუნდებიან რეაქტორში და ამით ზრდის რეაქციის მასშტაბებს.

აზოტი ქიმიურად პასიურია მჟავებისა და ტუტეების მიმართ, არ უწყობს ხელს წვას.

ქვითარივ ინდუსტრია- თხევადი ჰაერის ფრაქციული დისტილაცია ან ჟანგბადის ქიმიური მოცილება ჰაერიდან, მაგალითად, რეაქციით 2C (კოქსი) + O 2 \u003d 2CO გაცხელებისას. ამ შემთხვევაში მიიღება აზოტი, რომელიც ასევე შეიცავს კეთილშობილური აირების (ძირითადად არგონის) მინარევებს.

ლაბორატორიაში მცირე რაოდენობით ქიმიურად სუფთა აზოტის მიღება შესაძლებელია გადართვის რეაქციით ზომიერი გათბობით:

N -3 H 4 N 3 O 2 (T) \u003d N 2 0 + 2H 2 O (60-70)

NH 4 Cl(p) + KNO 2 (p) = N 2 0 + KCl + 2H 2 O (100˚C)

იგი გამოიყენება ამიაკის სინთეზისთვის. აზოტის მჟავა და სხვა აზოტის შემცველი პროდუქტები, როგორც ინერტული საშუალება ქიმიური და მეტალურგიული პროცესებისთვის და აალებადი ნივთიერებების შესანახად.

NH 3

ორობითი ნაერთი, აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის - 3. უფერო გაზი მკვეთრი დამახასიათებელი სუნით. მოლეკულას აქვს არასრული ტეტრაედრის სტრუქტურა [: N(H) 3] (sp 3 ჰიბრიდიზაცია). აზოტის არსებობა დონორი წყვილი ელექტრონების NH 3 მოლეკულაში sp 3 ჰიბრიდულ ორბიტალში იწვევს წყალბადის კათიონის დამახასიათებელ დამატების რეაქციას, კატიონის წარმოქმნით. ამონიუმი NH4. იგი თხევადდება დადებითი წნევის ქვეშ ოთახის ტემპერატურაზე. თხევად მდგომარეობაში, იგი დაკავშირებულია წყალბადის ბმებით. თერმულად არასტაბილური. კარგად გავხსნათ წყალში (700 ლ/1ლ H 2 O-ზე მეტი 20˚C-ზე); პროპორცია გაჯერებულ ხსნარში არის 34% წონით და 99% მოცულობით, pH=11,8.

ძალიან რეაქტიული, მიდრეკილია დამატების რეაქციებისკენ. იწვის ჟანგბადში, რეაგირებს მჟავებთან. ავლენს აღმდგენი (N -3-ის გამო) და ჟანგვის (H +1-ის გამო) თვისებებს. აშრობენ მხოლოდ კალციუმის ოქსიდით.

ხარისხობრივი რეაქციები -თეთრი "კვამლის" წარმოქმნა აირისებრ HCl-თან შეხებისას, Hg 2 (NO3) 2 ხსნარით დასველებული ქაღალდის ნაჭრის გაშავება.

შუალედური პროდუქტი HNO 3 და ამონიუმის მარილების სინთეზში. გამოიყენება სოდის, აზოტოვანი სასუქების, საღებავების, ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებაში; თხევადი ამიაკი არის გამაგრილებელი. შხამიანი.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:

2NH 3 (გ) ↔ N 2 + 3H 2
NH 3 (გ) + H 2 O ↔ NH 3 * H 2 O (p) ↔ NH 4 + + OH -
NH 3 (გ) + HCl (გ) ↔ NH 4 Cl (გ) თეთრი "კვამლი"
4NH 3 + 3O 2 (ჰაერი) = 2N 2 + 6 H 2 O (წვა)
4NH 3 + 5O 2 = 4NO+ 6 H 2 O (800˚C, კატა. Pt/Rh)
2 NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3 H 2 O (500˚C)
2 NH 3 + 3 მგ \u003d Mg 3 N 2 +3 H 2 (600 ˚C)
NH 3 (გ) + CO 2 (გ) + H 2 O \u003d NH 4 HCO 3 (ოთახის ტემპერატურა, წნევა)
ქვითარი. IN ლაბორატორიები- ამიაკის გადაადგილება ამონიუმის მარილებიდან სოდა ცაცხვით გაცხელებისას: Ca (OH) 2 + 2NH 4 Cl \u003d CaCl 2 + 2H 2 O + NH 3
ან ამიაკის წყალხსნარის დუღილი, რასაც მოჰყვება გაზის გაშრობა.
ინდუსტრიაშიამიაკი მიიღება აზოტისგან წყალბადით. მრეწველობის მიერ წარმოებული ან თხევადი ფორმით ან კონცენტრირებული წყალხსნარის სახით ტექნიკური სახელწოდებით ამიაკის წყალი.

ამიაკის ჰიდრატიNH 3 * ჰ 2 ო. ინტერმოლეკულური კავშირი. თეთრი, ბროლის ბადეში - NH 3 და H 2 O მოლეკულები, რომლებიც შეკრულია სუსტი წყალბადის ბმით. ის იმყოფება ამიაკის წყალხსნარში, სუსტი ფუძე (დისოციაციის პროდუქტებია NH 4 კატიონი და OH ანიონი). ამონიუმის კატიონს აქვს რეგულარული ტეტრაედრული სტრუქტურა (sp 3 ჰიბრიდიზაცია). თერმულად არასტაბილურია, მთლიანად იშლება ხსნარის ადუღებისას. განეიტრალება ძლიერი მჟავებით. იგი ავლენს შემცირების თვისებებს (N-3-ის გამო) კონცენტრირებულ ხსნარში. იგი შედის იონის გაცვლისა და კომპლექსების წარმოქმნის რეაქციაში.

თვისებრივი რეაქცია– თეთრი „კვამლის“ წარმოქმნა აირისებრ HCl-თან შეხებისას. იგი გამოიყენება ხსნარში ოდნავ ტუტე გარემოს შესაქმნელად, ამფოტერული ჰიდროქსიდების ნალექების დროს.
1 M ამიაკის ხსნარი შეიცავს ძირითადად NH 3 *H 2 O ჰიდრატს და მხოლოდ 0.4% NH 4 OH იონებს (ჰიდრატის დისოციაციის გამო); ამრიგად, იონური "ამონიუმის ჰიდროქსიდი NH 4 OH" პრაქტიკულად არ შეიცავს ხსნარში, არ არის ასეთი ნაერთი არც მყარ ჰიდრატში.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:
NH 3 H 2 O (კონს.) = NH 3 + H 2 O (ადუღება NaOH-თან ერთად)
NH 3 H 2 O + HCl (განსხვავებული) = NH 4 Cl + H 2 O
3(NH 3 H 2 O) (კონს.) + CrCl 3 = Cr(OH) 3 ↓ + 3 NH 4 Cl
8(NH 3 H 2 O) (კონს.) + 3Br 2(p) = N 2 + 6 NH 4 Br + 8H 2 O (40-50˚C)
2(NH 3 H 2 O) (კონს.) + 2KMnO 4 = N 2 + 2MnO 2 ↓ + 4H 2 O + 2KOH
4(NH 3 H 2 O) (კონს.) + Ag 2 O = 2OH + 3H 2 O
4(NH 3 H 2 O) (კონს.) + Cu(OH) 2 + (OH) 2 + 4H 2 O
6(NH 3 H 2 O) (კონს.) + NiCl 2 = Cl 2 + 6H 2 O
ამიაკის განზავებულ ხსნარს (3-10%) ხშირად უწოდებენ ამიაკი (სახელი გამოიგონეს ალქიმიკოსებმა), ხოლო კონცენტრირებული ხსნარი (18,5 - 25%) არის ამიაკის ხსნარი (წარმოებული მრეწველობის მიერ).

აზოტის ოქსიდები

აზოტის მონოქსიდიარა

მარილწარმომქმნელი ოქსიდი. უფერო გაზი. რადიკალი შეიცავს კოვალენტურ SP-ბმას (N꞊O), მყარ მდგომარეობაში დიმერს N 2 O 2 co. N-N კავშირი. უკიდურესად თერმულად სტაბილური. მგრძნობიარეა ატმოსფერული ჟანგბადის მიმართ (ყავისფერი ხდება). ოდნავ ხსნადი წყალში და არ რეაგირებს მასთან. ქიმიურად პასიური მჟავებთან და ტუტეებთან მიმართებაში. გაცხელებისას ის რეაგირებს ლითონებთან და არალითონებთან. NO და NO 2 ("აზოტოვანი აირები") მაღალრეაქტიული ნარევი. შუალედური პროდუქტი აზოტის მჟავის სინთეზში.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლებები:
2NO + O 2 (მაგ.) = 2NO 2 (20˚C)
2NO + C (გრაფიტი) \u003d N 2 + CO 2 (400-500˚C)
10NO + 4P (წითელი) = 5N 2 + 2P 2 O 5 (150-200˚C)
2NO + 4Cu \u003d N 2 + 2 Cu 2 O (500-600˚C)
რეაქციები NO და NO 2 ნარევებზე:
NO + NO 2 + H 2 O \u003d 2HNO 2 (p)
NO + NO 2 + 2KOH(რაზბ.) \u003d 2KNO 2 + H 2 O
NO + NO 2 + Na 2 CO 3 \u003d 2Na 2 NO 2 + CO 2 (450-500˚C)
ქვითარივ ინდუსტრია: ამიაკის დაჟანგვა ჟანგბადით კატალიზატორზე, ში ლაბორატორიები- განზავებული აზოტის მჟავის ურთიერთქმედება შემამცირებელ აგენტებთან:
8HNO 3 + 6Hg \u003d 3Hg 2 (NO 3) 2 + 2 არა+ 4 H 2 O
ან ნიტრატების შემცირება:
2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI \u003d 2 არა + I 2 ↓ + 2 H 2 O + 2Na 2 SO 4

აზოტის დიოქსიდიარა 2

მჟავა ოქსიდი, პირობითად შეესაბამება ორ მჟავას - HNO 2 და HNO 3 (მჟავა N 4-ისთვის არ არსებობს). ყავისფერი გაზი, მონომერი NO 2 ოთახის ტემპერატურაზე, თხევადი უფერო დიმერი N 2 O 4 (დიანატროგენის ტეტროქსიდი) სიცივეში. სრულად რეაგირებს წყალთან, ტუტეებთან. ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტი, კოროზიული ლითონებისთვის. იგი გამოიყენება აზოტის მჟავისა და უწყლო ნიტრატების სინთეზისთვის, როგორც რაკეტის საწვავის ოქსიდიზატორი, გოგირდისგან ნავთობის გამწმენდი და ორგანული ნაერთების დაჟანგვის კატალიზატორი. შხამიანი.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლება:
2NO 2 ↔ 2NO + O 2
4NO 2 (l) + H 2 O \u003d 2HNO 3 + N 2 O 3 (სინ.) (ცივში)
3 NO 2 + H 2 O \u003d 3HNO 3 + NO
2NO 2 + 2NaOH (განსხვავებები) \u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2 H 2 O \u003d 4 HNO 3
4NO 2 + O 2 + KOH \u003d KNO 3 + 2 H 2 O
2NO 2 + 7H 2 = 2NH 3 + 4 H 2 O (კატ. Pt, Ni)
NO 2 + 2HI(p) = NO + I 2 ↓ + H 2 O
NO 2 + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + NO (50-60˚C)
NO 2 + K = KNO 2
6NO 2 + Bi(NO 3) 3 + 3NO (70- 110˚C)
ქვითარი:ვ ინდუსტრია - NO-ს დაჟანგვა ატმოსფერული ჟანგბადით, ში ლაბორატორიები- კონცენტრირებული აზოტის მჟავის ურთიერთქმედება შემამცირებელ აგენტებთან:
6HNO 3 (კონს., მთები) + S \u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
5HNO 3 (კონს., კორტ.) + P (წითელი) \u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
2HNO 3 (კონს., მთები) + SO 2 \u003d H 2 SO 4 + 2 NO 2

დიატროგენის ოქსიდინ 2 ო

უფერო გაზი სასიამოვნო სუნით ("სიცილის გაზი"), N꞊N꞊О, ფორმალური აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა +1, წყალში ცუდად ხსნადი. მხარს უჭერს გრაფიტის და მაგნიუმის წვას:

2N 2 O + C = CO 2 + 2N 2 (450˚C)
N 2 O + Mg = N 2 + MgO (500˚C)
მიიღება ამონიუმის ნიტრატის თერმული დაშლით:
NH 4 NO 3 \u003d N 2 O + 2 H 2 O (195-245˚C)
გამოიყენება მედიცინაში, როგორც საანესთეზიო.

დიატროგენის ტრიოქსიდინ 2 ო 3

დაბალ ტემპერატურაზე ეს არის ლურჯი სითხე, ON꞊NO 2, აზოტის ფორმალური დაჟანგვის მდგომარეობა არის +3. 20 ˚C ტემპერატურაზე ის 90%-ით იშლება უფერო NO და ყავისფერი NO 2 ნარევში („აზოტოვანი აირები“, სამრეწველო კვამლი - „მელას კუდი“). N 2 O 3 - მჟავა ოქსიდი, ქმნის HNO 2 წყალთან ერთად ცივში, განსხვავებულად რეაგირებს გაცხელებისას:
3N 2 O 3 + H 2 O \u003d 2HNO 3 + 4NO
ტუტეებთან ერთად იძლევა HNO 2 მარილებს, მაგალითად NaNO 2 .
მიღებულია NO-ის ურთიერთქმედებით O 2-თან (4NO + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3) ან NO 2-თან (NO 2 + NO \u003d N 2 O 3)
ძლიერი გაგრილებით. "აზოტიანი აირები" და ეკოლოგიურად სახიფათო, მოქმედებს როგორც კატალიზატორი ატმოსფეროს ოზონის შრის განადგურებისთვის.

დიატროგენის პენტოქსიდი ნ 2 ო 5

უფერო, მყარი, O 2 N - O - NO 2, აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +5. ოთახის ტემპერატურაზე ის იშლება NO 2 და O 2 10 საათში. რეაგირებს წყალთან და ტუტეებთან, როგორც მჟავე ოქსიდი:
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3
N 2 O 5 + 2NaOH \u003d 2NaNO 3 + H 2
მიღებული აზოტის მჟავას დეჰიდრატაციით:
2HNO 3 + P 2 O 5 \u003d N 2 O 5 + 2HPO 3
ან NO 2-ის დაჟანგვა ოზონით -78˚C-ზე:
2NO 2 + O 3 \u003d N 2 O 5 + O 2

ნიტრიტები და ნიტრატები

კალიუმის ნიტრიტიKNO 2 . თეთრი, ჰიგიროსკოპიული. დნება დაშლის გარეშე. მდგრადია მშრალ ჰაერში. ძალიან კარგად გავხსნათ წყალში (წარმოქმნით უფერო ხსნარს), ჰიდროლიზდება ანიონზე. ტიპიური ჟანგვის და აღმდგენი აგენტი მჟავე გარემოში, რეაგირებს ძალიან ნელა ტუტე გარემოში. შედის იონგაცვლის რეაქციებში. ხარისხობრივი რეაქციები NO 2 იონზე - MnO 4-ის იისფერი ხსნარის გაუფერულება და I იონების დამატებისას შავი ნალექის გამოჩენა. გამოიყენება საღებავების წარმოებაში, როგორც ამინომჟავების და იოდიდების ანალიზური რეაგენტი, ფოტოგრაფიის კომპონენტი. რეაგენტები.
ყველაზე მნიშვნელოვანი რეაქციების განტოლება:
2KNO 2 (t) + 2HNO 3 (კონს.) \u003d NO 2 + NO + H 2 O + 2KNO 3
2KNO 2 (დილ.) + O 2 (მაგ.) → 2KNO 3 (60-80 ˚C)
KNO 2 + H 2 O + Br 2 = KNO 3 + 2HBr
5NO 2 - + 6H + + 2MnO 4 - (იისფერი) \u003d 5NO 3 - + 2Mn 2+ (bts.) + 3H 2 O
3 NO 2 - + 8H + + CrO 7 2- \u003d 3NO 3 - + 2Cr 3+ + 4H 2 O
NO 2 - (გაჯერებული) + NH 4 + (გაჯერებული) \u003d N 2 + 2H 2 O
2NO 2 - + 4H + + 2I - (BC) = 2NO + I 2 (შავი) ↓ = 2H 2 O
NO 2 - (რაზბ.) + Ag + \u003d AgNO 2 (ღია ყვითელი) ↓
ქვითარი ვინდუსტრია- კალიუმის ნიტრატის აღდგენა პროცესებში:
KNO 3 + Pb = KNO 2+ PbO (350-400˚C)
KNO 3 (კონს.) + Pb (სპონგი) + H 2 O = KNO 2+ Pb(OH) 2 ↓
3 KNO 3 + CaO + SO 2 \u003d 2 KNO 2+ CaSO 4 (300 ˚C)

ჰ იტრატი კალიუმი KNO 3
ტექნიკური სახელი კალიუმი,ან ინდურიმარილი , მარილიანი.თეთრი, დნება დაშლის გარეშე, იშლება შემდგომი გაცხელებისას. ჰაერის რეზისტენტული. წყალში ძალიან ხსნადი (მაღალი ენდო-ეფექტი, = -36 კჯ), არ არის ჰიდროლიზი. ძლიერი ჟანგვის აგენტი შერწყმისას (ატომური ჟანგბადის გამოყოფის გამო). ხსნარში ის მცირდება მხოლოდ ატომური წყალბადით (მჟავა გარემოში KNO 2-მდე, ტუტე გარემოში NH 3-მდე). იგი გამოიყენება მინის წარმოებაში, როგორც საკვების კონსერვანტი, პიროტექნიკური ნარევებისა და მინერალური სასუქების კომპონენტი.

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (400-500 ˚C)

KNO 3 + 2H 0 (Zn, განზავებული HCl) = KNO 2 + H 2 O

KNO 3 + 8H 0 (Al, კონს. KOH) = NH 3 + 2H 2 O + KOH (80 ˚C)

KNO 3 + NH 4 Cl \u003d N 2 O + 2H 2 O + KCl (230-300 ˚C)

2 KNO 3 + 3C (გრაფიტი) + S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S (წვა)

KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO (350 - 400 ˚C)

KNO 3 + 2KOH + MnO 2 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O (350 - 400 ˚C)

ქვითარი: ინდუსტრიაში
4KOH (ჰორიზონტალური) + 4NO 2 + O 2 = 4KNO 3 + 2H 2 O

და ლაბორატორიაში:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl ↓

არსებობს ქიმიური ელემენტები, რომლებიც ავლენენ სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობას, რაც შესაძლებელს ხდის ქიმიური რეაქციების დროს წარმოქმნას დიდი რიცხვიგარკვეული თვისებების მქონე ნაერთები. ატომის ელექტრონული სტრუქტურის ცოდნა, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, თუ რა ნივთიერებები წარმოიქმნება.

აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება განსხვავდებოდეს -3-დან +5-მდე, რაც მიუთითებს მასზე დაფუძნებული ნაერთების მრავალფეროვნებაზე.

ელემენტის მახასიათებელი

აზოტი მიეკუთვნება მე-15 ჯგუფში განლაგებულ ქიმიურ ელემენტებს, მეორე პერიოდში დ.ი.მენდელეევის პერიოდულ სისტემაში. მას მიენიჭა სერიული ნომერი 7 და შემოკლებული ასო აღნიშვნა N. ნორმალურ პირობებში შედარებით ინერტული ელემენტია, განსაკუთრებული პირობებია. აუცილებელია რეაქციებისთვის.

ბუნებაში, იგი გვხვდება ატმოსფერულ ჰაერში უფერო გაზის სახით, რომლის მოცულობითი ფრაქცია 75% -ზე მეტია. მას შეიცავს ცილის მოლეკულების, ნუკლეინის მჟავების და არაორგანული წარმოშობის აზოტის შემცველი ნივთიერებების შემადგენლობაში.

ატომის სტრუქტურა

ნაერთებში აზოტის ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად აუცილებელია მისი ბირთვული სტრუქტურის ცოდნა და ელექტრონული გარსების შესწავლა.

ბუნებრივი ელემენტი წარმოდგენილია ორი სტაბილური იზოტოპით, მათი მასის ნომრით 14 ან 15. პირველი ბირთვი შეიცავს 7 ნეიტრონს და 7 პროტონის ნაწილაკს, ხოლო მეორე შეიცავს კიდევ 1 ნეიტრონის ნაწილაკს.

არსებობს მისი ატომის ხელოვნური ჯიშები 12-13 და 16-17 მასით, რომლებსაც აქვთ არასტაბილური ბირთვები.

ატომური აზოტის ელექტრონული სტრუქტურის შესწავლისას ჩანს, რომ არსებობს ორი ელექტრონული გარსი (შიდა და გარე). 1s ორბიტალი შეიცავს ელექტრონების ერთ წყვილს.

მეორე გარე გარსი შეიცავს მხოლოდ ხუთ უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკს: ორი 2s ქვედონეზე და სამი 2p ორბიტალში. ვალენტური ენერგიის დონეს არ აქვს თავისუფალი უჯრედები, რაც მიუთითებს მისი ელექტრონული წყვილის გამოყოფის შეუძლებლობაზე. 2p ორბიტალი ითვლება მხოლოდ ნახევრად სავსე ელექტრონებით, რაც იძლევა 3 უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების მიმაგრების საშუალებას. ამ შემთხვევაში აზოტის ჟანგვის მდგომარეობაა -3.

ორბიტალების სტრუქტურის გათვალისწინებით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ეს ელემენტი კოორდინაციული რიცხვით 4, მაქსიმუმს უკავშირდება მხოლოდ ოთხ სხვა ატომს. სამი ბმის ფორმირებისთვის გამოიყენება გაცვლის მექანიზმი, მეორე კი იქმნება do-nor-but-ac-chain-tor გზით.

აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა სხვადასხვა ნაერთებში

უარყოფითი ნაწილაკების მაქსიმალური რაოდენობა, რომელსაც მის ატომს შეუძლია მიამაგროს არის 3. ამ შემთხვევაში, მისი დაჟანგვის მდგომარეობა ვლინდება -3-ის ტოლი, თანდაყოლილი ნაერთებისთვის, როგორიცაა NH 3 ან ამიაკი, NH 4 + ან ამონიუმი და Me 3 N 2 ნიტრიდები. ეს უკანასკნელი ნივთიერებები წარმოიქმნება ტემპერატურის მატებასთან ერთად აზოტის მეტალის ატომებთან ურთიერთქმედებით.

უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების ყველაზე დიდი რაოდენობა, რომელიც ელემენტს შეუძლია გამოსცეს, უდრის 5-ს.

აზოტის ორ ატომს შეუძლია ერთმანეთთან შეერთება და შექმნას სტაბილური ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით -2. ასეთი ბმა შეინიშნება N 2 H 4 ან ჰიდრაზინებში, სხვადასხვა ლითონის აზიდებში ან MeN 3-ში. აზოტის ატომი თავისუფალ ორბიტალებს ამატებს 2 ელექტრონს.

არსებობს -1 ჟანგვის მდგომარეობა, როდესაც მოცემული ელემენტი იღებს მხოლოდ 1 უარყოფით ნაწილაკს. მაგალითად, NH 2 OH ან ჰიდროქსილამინში ის უარყოფითად არის დამუხტული.

Არიან, იმყოფებიან დადებითი ნიშანიაზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა, როდესაც ელექტრონის ნაწილაკები აღებულია გარე ენერგეტიკული ფენიდან. ისინი მერყეობს +1-დან +5-მდე.

მუხტი 1+ იმყოფება აზოტში N 2 O-ში (მონოვალენტური ოქსიდი) და ნატრიუმის ჰიპონიტრიტში Na 2 N 2 O 2 ფორმულით.

NO-ში (ორვალენტიანი ოქსიდი) ელემენტი აძლევს ორ ელექტრონს და ხდება დადებითად დამუხტული (+2).

არსებობს აზოტის 3-ის დაჟანგვის მდგომარეობა (ნაერთში NaNO 2 ან ნიტრიდში და ასევე სამვალენტიან ოქსიდში). ამ შემთხვევაში 3 ელექტრონი იყოფა.

+4 მუხტი ჩნდება ოქსიდში IV ვალენტობით ან მისი დიმერით (N 2 O 4).

ჟანგვის მდგომარეობის დადებითი ნიშანი (+5) ჩნდება N 2 O 5-ში ან ხუთვალენტიან ოქსიდში, აზოტის მჟავასა და მის წარმოებულ მარილებში.

ნაერთები აზოტიდან წყალბადამდე

ზემოთ მოცემულ ორ ელემენტზე დაფუძნებული ბუნებრივი ნივთიერებები ორგანულ ნახშირწყალბადებს წააგავს. მხოლოდ წყალბადის აზოტი კარგავს სტაბილურობას ატომური აზოტის რაოდენობის გაზრდით.

წყალბადის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთები მოიცავს ამიაკის, ჰიდრაზინის და ჰიდრაზოინის მჟავას მოლეკულებს. ისინი მიიღება წყალბადის აზოტთან ურთიერთქმედებით, ხოლო ჟანგბადი ასევე იმყოფება ამ უკანასკნელ ნივთიერებაში.

რა არის ამიაკი

მას ასევე უწოდებენ წყალბადის ნიტრიდს და მისი ქიმიური ფორმულა არის NH 3, მასით 17. ნორმალური ტემპერატურისა და წნევის პირობებში, ამიაკი აქვს უფერო გაზის ფორმას ამიაკის მძაფრი სუნით. სიმკვრივის მხრივ ჰაერზე 2-ჯერ იშვიათია, მისი მოლეკულის პოლარული სტრუქტურის გამო ადვილად იხსნება წყლის გარემოში. ეხება დაბალი რისკის ნივთიერებებს.

სამრეწველო მოცულობებში ამიაკი იწარმოება წყალბადისა და აზოტის მოლეკულებისგან კატალიზური სინთეზით. ამონიუმის მარილებიდან და ნატრიუმიდან ნიტრიტის მიღების ლაბორატორიული მეთოდები არსებობს.

ამიაკის სტრუქტურა

პირამიდული მოლეკულა შეიცავს ერთ აზოტს და 3 წყალბადის ატომს. ისინი განლაგებულია ერთმანეთთან მიმართებაში 107 გრადუსიანი კუთხით. ტეტრაედრულ მოლეკულაში აზოტი მდებარეობს ცენტრში. სამი დაუწყვილებელი p-ელექტრონის გამო, იგი დაკავშირებულია კოვალენტური ბუნების პოლარული ბმებით 3 ატომურ წყალბადთან, რომელთაგან თითოეულს აქვს 1 s-ელექტრონი. ასე იქმნება ამიაკის მოლეკულა. ამ შემთხვევაში, აზოტი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას -3.

ამ ელემენტს ჯერ კიდევ აქვს ელექტრონების გაუზიარებელი წყვილი გარე დონეზე, რაც ქმნის კოვალენტურ კავშირს წყალბადის იონთან, რომელსაც აქვს დადებითი მუხტი. ერთი ელემენტი არის უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების დონორი, ხოლო მეორე არის მიმღები. ასე წარმოიქმნება ამონიუმის იონი NH 4 +.

რა არის ამონიუმი

იგი კლასიფიცირდება როგორც დადებითად დამუხტული პოლიატომური იონი ან კატიონი.ამონიუმი ასევე კლასიფიცირებულია, როგორც ქიმიური ნივთიერება, რომელიც ვერ იარსებებს მოლეკულის სახით. იგი შედგება ამიაკისა და წყალბადისგან.

დადებითი მუხტის მქონე ამონიუმს უარყოფითი ნიშნის მქონე სხვადასხვა ანიონის არსებობისას შეუძლია შექმნას ამონიუმის მარილები, რომლებშიც იგი იქცევა როგორც ლითონები I ვალენტობით. ასევე მისი მონაწილეობით სინთეზირდება ამონიუმის ნაერთები.

ბევრი ამონიუმის მარილი არსებობს, როგორც კრისტალური, უფერო ნივთიერებები, რომლებიც ადვილად ხსნადია წყალში. თუ NH 4 + იონის ნაერთები წარმოიქმნება აქროლადი მჟავებით, მაშინ გათბობის პირობებში ისინი იშლება აირისებრი ნივთიერებების გამოყოფით. მათი შემდგომი გაგრილება იწვევს შექცევად პროცესს.

ასეთი მარილების სტაბილურობა დამოკიდებულია მჟავების სიძლიერეზე, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება. ამონიუმის სტაბილური ნაერთები შეესაბამება ძლიერ მჟავას ნარჩენებს. მაგალითად, სტაბილური ამონიუმის ქლორიდი იწარმოება მარილმჟავისგან. 25 გრადუსამდე ტემპერატურაზე, ასეთი მარილი არ იშლება, რაც არ შეიძლება ითქვას ამონიუმის კარბონატზე. ეს უკანასკნელი ნაერთი ხშირად გამოიყენება კულინარიაში ცომის ამოსასხმელად, რომელიც ანაცვლებს საცხობი სოდას.

კონდიტერები უბრალოდ ამონიუმის კარბონატს ამონიუმს უწოდებენ. ამ მარილს ლუდის მწარმოებლები იყენებენ ლუდის საფუარის დუღილის გასაუმჯობესებლად.

ამონიუმის იონების გამოვლენის თვისებრივი რეაქცია არის ტუტე ლითონის ჰიდროქსიდების მოქმედება მის ნაერთებზე. NH 4 + თანდასწრებით, ამიაკი გამოიყოფა.

ამონიუმის ქიმიური სტრუქტურა

მისი იონის კონფიგურაცია წააგავს ჩვეულებრივ ტეტრაედრონს, რომლის ცენტრში არის აზოტი. წყალბადის ატომები განლაგებულია ფიგურის ზედა ნაწილში. ამონიუმში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობის გამოსათვლელად უნდა გახსოვდეთ, რომ კატიონის ჯამური მუხტი არის +1 და წყალბადის თითოეულ იონს აკლია ერთი ელექტრონი და მათგან მხოლოდ 4. წყალბადის მთლიანი პოტენციალი არის +4. თუ წყალბადის ყველა იონის მუხტს გამოვაკლებთ კატიონის მუხტს მივიღებთ: +1 - (+4) = -3. ასე რომ, აზოტს აქვს ჟანგვის მდგომარეობა -3. ამ შემთხვევაში, ის ამატებს სამ ელექტრონს.

რა არის ნიტრიდები

აზოტს შეუძლია გაერთიანდეს მეტალის და არამეტალის ბუნების უფრო ელექტროდადებით ატომებთან. შედეგად წარმოიქმნება ჰიდრიდების და კარბიდების მსგავსი ნაერთები. ასეთ აზოტის შემცველ ნივთიერებებს ნიტრიდები ეწოდება. ნაერთებში ლითონისა და აზოტის ატომს შორის გამოიყოფა კოვალენტური, იონური და შუალედური ბმები. სწორედ ეს მახასიათებელი უდევს საფუძვლად მათ კლასიფიკაციას.

კოვალენტური ნიტრიდები მოიცავს ნაერთებს ქიმიურ კავშირში, რომელთა ელექტრონები არ გადადიან ატომური აზოტიდან, მაგრამ ქმნიან საერთო ელექტრონულ ღრუბელს სხვა ატომების უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკებთან ერთად.

ასეთი ნივთიერებების მაგალითებია წყალბადის ნიტრიდები, როგორიცაა ამიაკის და ჰიდრაზინის მოლეკულები, ასევე აზოტის ჰალოიდები, რომლებიც მოიცავს ტრიქლორიდებს, ტრიბრომიდებს და ტრიფტორიდებს. მათ აქვთ საერთო ელექტრონული წყვილი, რომელიც თანაბრად ეკუთვნის ორ ატომს.

იონური ნიტრიდები მოიცავს ნაერთებს ქიმიურ ბმასთან, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონების გადასვლისას ლითონის ელემენტიდან თავისუფალ დონეზე აზოტზე. პოლარობა შეინიშნება ასეთი ნივთიერებების მოლეკულებში. ნიტრიდებს აქვთ აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა 3-. შესაბამისად ლითონის ჯამური დამუხტვა იქნება 3+.

ასეთ ნაერთებს მიეკუთვნება მაგნიუმის, ლითიუმის, თუთიის ან სპილენძის ნიტრიდები, გარდა ტუტე ლითონებისა. მათ აქვთ მაღალი დნობის წერტილი.

შუალედური ნიტრიდები მოიცავს ნივთიერებებს, რომლებშიც ლითონებისა და აზოტის ატომები თანაბრად არის განაწილებული და არ არის მკაფიო ცვლა ელექტრონული ღრუბლისთვის. ასეთ ინერტულ ნაერთებს მიეკუთვნება რკინის, მოლიბდენის, მანგანუმის და ვოლფრამის ნიტრიდები.

სამვალენტიანი აზოტის ოქსიდის აღწერა

მას ასევე უწოდებენ ანჰიდრიდს, რომელიც მიიღება აზოტის მჟავისგან, რომელსაც აქვს ფორმულა HNO 2. ტრიოქსიდში აზოტის (3+) და ჟანგბადის (2-) დაჟანგვის მდგომარეობების გათვალისწინებით, მიიღება 2-დან 3-მდე ელემენტების ატომების თანაფარდობა ან N 2 O 3.

ანჰიდრიდის თხევადი და აირისებრი ფორმები ძალიან არასტაბილური ნაერთებია; ისინი ადვილად იშლება 2 სხვადასხვა ოქსიდად IV და II ვალენტობით.

აზოტი, ალბათ, ყველაზე გავრცელებული ქიმიური ელემენტია მთელ მზის სისტემაში. უფრო კონკრეტულად რომ ვთქვათ, აზოტი მე-4 ყველაზე უხვია. ბუნებაში აზოტი ინერტული აირია.

ეს გაზი უფერო და უსუნოა და ძალიან ძნელად იხსნება წყალში. თუმცა, ნიტრატის მარილები ძალიან კარგად რეაგირებენ წყალთან. აზოტს აქვს დაბალი სიმკვრივე.

აზოტი საოცარი ელემენტია. არსებობს ვარაუდი, რომ მან მიიღო სახელი ძველი ბერძნული ენიდან, რაც მისგან თარგმანში ნიშნავს "უსიცოცხლო, გაფუჭებულს". რატომ არის ასეთი უარყოფითი დამოკიდებულება აზოტის მიმართ? ყოველივე ამის შემდეგ, ჩვენ ვიცით, რომ ის ცილების ნაწილია და მის გარეშე სუნთქვა თითქმის შეუძლებელია. აზოტი თამაშობს მნიშვნელოვანი როლიბუნებაში. მაგრამ ატმოსფეროში ეს გაზი ინერტულია. თუ მიიღებთ მას ისე, როგორც არის თავდაპირველ ფორმაში, მაშინ ბევრი გვერდითი მოვლენები. მსხვერპლი შეიძლება მოკვდეს დახრჩობისგანაც კი. ყოველივე ამის შემდეგ, აზოტს უწოდებენ უსიცოცხლო, რადგან ის არ უწყობს ხელს წვას ან სუნთქვას.

ნორმალურ პირობებში, ასეთი გაზი რეაგირებს მხოლოდ ლითიუმთან, წარმოქმნის ნაერთს, როგორიცაა ლითიუმის ნიტრიდი Li3N. როგორც ვხედავთ, ასეთ ნაერთში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -3. სხვა ლითონებთან და, რა თქმა უნდა, ის ასევე რეაგირებს, მაგრამ მხოლოდ გაცხელებისას ან სხვადასხვა კატალიზატორების გამოყენებისას. სხვათა შორის, -3 არის აზოტის ყველაზე დაბალი დაჟანგვის მდგომარეობა, რადგან გარე ენერგიის დონის სრულად შესავსებად საჭიროა მხოლოდ 3 ელექტრონი.

ამ ინდიკატორს აქვს სხვადასხვა მნიშვნელობა. აზოტის თითოეულ ჟანგვის მდგომარეობას აქვს საკუთარი ნაერთი. უმჯობესია უბრალოდ დაიმახსოვროთ ასეთი კავშირები.

5 - აზოტის დაჟანგვის უმაღლესი ხარისხი. გვხვდება ყველა ნიტრატულ მარილში და მის შემადგენლობაში.

განმარტება

აზოტიპერიოდული ცხრილის მეშვიდე ელემენტია. მდებარეობს A ქვეჯგუფის V ჯგუფის მეორე პერიოდში. აღნიშვნა - ნ.

აზოტი ტიპიური არამეტალური ელემენტია, ელექტრონეგატიურობით (3.0) ის მეორე ადგილზეა მხოლოდ ფტორისა და ჟანგბადის შემდეგ.

ბუნებრივი აზოტი შედგება ორი სტაბილური იზოტოპისგან 14 N (99,635%) და 15 N (0,365%).

აზოტის მოლეკულა არის დიატომური. მოლეკულაში აზოტის ატომებს შორის არსებობს სამმაგი ბმა, რის შედეგადაც N 2 მოლეკულა განსაკუთრებულად ძლიერია. მოლეკულური აზოტი ქიმიურად არააქტიურია, სუსტად პოლარიზებულია.

ნორმალურ პირობებში მოლეკულური აზოტი არის აირი. აზოტის დნობის წერტილები (-210 o C) და დუღილის (-195,8 o C) ძალიან დაბალია; ის ცუდად იხსნება წყალში და სხვა გამხსნელებში.

აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა ნაერთებში

აზოტი ქმნის N 2 შემადგენლობის დიატომურ მოლეკულებს კოვალენტური არაპოლარული ბმების ინდუქციის გამო და, როგორც ცნობილია, არაპოლარული ბმების მქონე ნაერთებში, ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობაა. ნული.

აზოტს ახასიათებს ჟანგვის მდგომარეობების მთელი რიგი, რომელთა შორის არის როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი.

ჟანგვის მდგომარეობა (-3) აზოტი ვლინდება ნაერთებში, რომელსაც ეწოდება ნიტრიდები (Mg +2 3 N -3 2, B +3 N -3), რომელთაგან ყველაზე ცნობილია ამიაკი (N -3 H +1 3).

ჟანგვის მდგომარეობა (-2) აზოტი ვლინდება პეროქსიდის ტიპის ნაერთებში - პერნიტრიდებში, რომელთა უმარტივესი წარმომადგენელია ჰიდრაზინი (დიამიდი / წყალბადის პერნიტრიდი) - N -2 2 H 2.

ნაერთში, რომელსაც ეწოდება ჰიდროქსილამინი - N -1 H 2 OH- აზოტი აჩვენებს ჟანგვის მდგომარეობას (-1) .

ყველაზე სტაბილური დადებითი აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობებია (+3) და (+5) . მათგან პირველს ის ავლენს ფტორში (N +3 F -1 3), ოქსიდში (N +3 2 O -2 3), ოქსოჰალიდებში (N +3 OCl, N +3 OBr და სხვ.), ასევე წარმოებულებში. ანიონი NO 2 - (KN + 3 O 2, NaN + 3 O 2 და ა.შ.). ჟანგვის მდგომარეობა (+5) აზოტი ვლინდება ოქსიდში N + 5 2 O 5, ოქსონიტრიდში N + 5 ON, დიოქსოფლუორიდში N + 5 O 2 F, ასევე ტრიოქსონიტრატში (V) -ion NO 3 - და დინიტრიდონიტრატში (V) -იონი NH 2 -.

აზოტი ასევე ავლენს ჟანგვის მდგომარეობებს (+1) - N +1 2 O, (+2) - N +2 O და (+4) N +4 O 2 მათ ნაერთებში, მაგრამ ბევრად უფრო იშვიათად.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

ვარჯიში	მიუთითეთ ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობები ნაერთებში: La 2 O 3 , Cl 2 O 7 , H 2 O 2 , Na 2 O 2 , BaO 2 , KO 2 , KO 3 , O 2 , O 2 .
უპასუხე	ჟანგბადი აყალიბებს ორობითი ნაერთების რამდენიმე ტიპს, რომლებშიც ის ავლენს დამახასიათებელ ჟანგვის მდგომარეობებს. ასე რომ, თუ ჟანგბადი ოქსიდების ნაწილია, მაშინ მისი დაჟანგვის მდგომარეობა არის (-2), როგორც La 2 O 3 და Cl 2 O 7. პეროქსიდებში ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობაა (-1): H 2 O 2 , Na 2 O 2 , BaO 2 . ფტორთან (OF 2) კომბინაციაში ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობაა (+2). ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა მარტივ ნივთიერებაში ყოველთვის ნულია (O o 2). KO 2 და KO 3 შემადგენლობის ნივთიერებებია სუპერპეროქსიდი (სუპეროქსიდი) და კალიუმის ოზონიდი, რომლებშიც ჟანგბადი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობების ფრაქციულ მნიშვნელობებს: (-1/2) და (-1/3).
უპასუხე	(-2), (-2), (-1), (-1), (-1), (-1/2), (-1/3), 0 და (+2).

მაგალითი 2

ვარჯიში	მიუთითეთ აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობები ნაერთებში: NH 3 , N 2 H 4 , NH 2 OH, N 2 , N 2 O, NO, N 2 O 3 , NO 2 , N 2 O 5 .
გამოსავალი	ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა მარტივ ნივთიერებაში ყოველთვის ნულია (N o 2). ცნობილია, რომ ოქსიდებში ჟანგბადის ჟანგვის მდგომარეობაა (-2). ელექტრონეიტრალურობის განტოლების გამოყენებით ვადგენთ, რომ ოქსიდებში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობებია: N +1 2 O, N +2 O, N +3 2 O 3, N +4 O 2, N +5 2 O 5.