29Азот, его свойства. Аммиак. Кислородные соединения азота. Круговорот азота в природе.

Азот-элемент, находящийся во втором периоде, пятой группе таблицы Менделеева. При нормальных условиях азот - бесцветный газ, без запаха и малорастворимый в воде. На внешнем электронном уровне имеет 5 электронов, 3 из которых не спарены. Именно поэтому молекула азота имеет двухатомное строение, каждый атом имеет по 3 неспаренных электрона и соединяясь они образуют три общие электронные пары.

Аммиак - бесцветный газ с резким характерным запахом нашатыря. Очень хорошо растворим в воде. Из химических свойств выделяют:

Взаимодействие аммиака с водой и образование NH4OH, раствор имеет слабощелочную среду.

С кислотами образует слои аммония

При нагревании горит в атмосфере кислорода и образует азот и воду, а при нагревании на платине образуется оксид аммиака NO

При 1000 градусов по Цельсию аммиак образует с метаном и кислородом синильную кислоту HCN с выделением воды.

В промышленности аммиак получают прямым взаимодействием азота и водорода.

К кислородным соединениям азота относят его оксиды. Всего их 5: N2O, N2O3, NO, NO2, N2O5.

N2O - несолеобразующий оксид. Также известный как веселящий газ. При нагревании распадается на азот и кислород. Используется как слабый наркоз в медицине.

NO – бесцветный газ, мало растворим в воде. Не взаимодействует с водой, растворами кислот, щелочей. При обычной температуре с кислородом образует NO2. Получают в промышленности каталитическим окислением азотной кислоты.

N2O3 – темно-синяя жидкость, неустойчив при обычных условиях, взаимодействует с водой образуя HNO2(азотистую кислоту).

NO2 – бурый газ, токсичен, тяжелее воздуха. Взаимодействует с водой образуя азотную и азотистую кислоты.

N2O5 – бесцветное кристаллическое вещество. Разлагается на NO2 и O2. Сильный окислитель. С водой образует азотную кислоту.

Круговорот:

Азот атмосферы в результате азотфиксации (усвоение азота клубеньковыми бактериями), преобразуется в белки этих бактерий. Мочевая кислота выделяемая птицами и рептилиями и выделения бактерий в результате жизнедеятельности под влиянием почвенных бактерий преобразуется в аммиак и углекислый газ. Образовавшийся аммиак идет на нитрификацию. Из него образуются нитриты и нитраты. Это происходит благодаря нитрифицирующим бактериям, которые делятся на 2 группы: одни окисляют аммиак до нитрита, а другие окисляют нитриты в нитраты. Затем происходит денитрификация. Процесс происходит благодаря денитрифицирующим бактериям. Они восстанавливают нитрат через нитрит в в азот и N2O.

30.Фосфор,его содинения

Как и азот, он находится в 5группе,на внешнем уровне у него 5 электронов, но в отличие от азота у фосфора имеется свободный 3d-подуровень, на кот.в возбуждённом состоянии переходит электрон с S-подуровня, таким образом, максимальное число неспаренных валентных электронов у фосфора достигает 5,максимал.валентность=5.

С.о.в соединениях у фосфора измеряется от -3(PH₃) до + 5 (Н₃РО₄).В природе фосфор встречается только в форме фосфат ионов, кот. для соединения фосфора наиболее устойчива. В организме чел. фосфаты играют важную роль 1)служат структур. компонентами скелета клеточ. мембран и нуклеиновых к-та также содержатся в костной ткани в виде гидроксоапатитов кальция Ca₅(PO₄)OH. 2)Полифосфаты аккумулируют и переносят энергию в ор-ме. Для фосфора известны 3 аллотропные модификации: белый, красный, чёрный. Наиболее актив. формой явл. белый фосфор, молекула кот. состоит из 4-х атомов Р4(в р-ции пишется Р).В мол. фосфора как и все кислород к-ты фосфора имеют пирамидальное строение.

Н₃РО₄-ортофосфорная(фосфорная)к-та 3-х основная, средней силы, образует средние и кислые соли-гидро и дигидрофосфаты.Н₄Р₂О₇ – дифосфорная (пирофосфор.)к-та,4-х основная, по первым двум ступеням-сильняя.При окислении фосфора в изб. О₂ обр-ся фосфор.ангидридР₄О10.(4Р+5О₂→2Р₂О₅). Р₂О₅-обладает высоким сродством к воде, поэтому широко исп-ся для поглащения влаги из различных сред. При раст-ии Р₂О₅ в воде последовательно обр-ся след.фосфор.к-ты сначала ортофосфорная (Р₂О₅+3Н₂О→2Н₃РО₄).При дальнейшем раст-ии происходит димилизация фосф.к-ты Н₄Р₂О₇.При далн.раст-ии Р₂О₅ обр-ся полимерные формы метафосф.к-ты (НРО₃)_Х где х-3,4,6. (2Н₄Р₂О₇→(НРО₃)₄+2Н₂О).При гидролизе ангидридной группы ,например,мол. АТФ высвобождается приблизительно 30 кДж/моль энергии.

Основным компонентом костной ткани явл.гидроксилаппатит кальция.5Ca²⁺+3HPO₄^2-+4OH^- →Ca₅(PO₄)OH+3H₂O.Совокупность гидрофосфатов и дигидрофосфатов (Н₃РО₄²⁺+Н₂РО₄^-)обр-ет фосф.буфер.с-му ,кот., в частности, ответственна за постоянство рН крови. Ортофосф.к-та и малораст. фосфат алюминия исп-ся для приготовления цемента. Фосфаты не обладают практич. окислит св-ми. Однако в опред. усл. при гниении и разложении биолог.материалов могут восс-ся до фосфина РН₃ и дифосфина Р₂Н₄ крайне ядовитых соед. легко окис-ся на воздухе ,что обуславливает свечение над старыми могилами (РН₃+2О₂→Н₃РО₄)