Шпаргалки - 2002 / N1

Азот — типичный неметалл, по электроотрицательности усту­пает лишь фтору и кислороду. При обычных условиях — это газ, который составляет около 78 % (об.) атмосферного воздуха. В про­мышленности азот получают ректификацией жидкого воздуха. В ла­боратории азот можно получить при нагревании смеси концентри­рованных растворов хлорида аммония и нитрита натрия: NH,Cl + NaN02 ——> N2+NaCl + 2H2O Атом азота имеет, на внешнем слое три неспаренных элект­рона , (Is^22s^22p^3); поэтому атомы азота образуют двухатомную мо­лекулу № с тремя ковалентными связями. По методу МО ЛКАО кратность связи в молекуле равна трем: N2[KK(05) ^2 (of) ^2(л.,) ^2(л,,)^2(ог),^2 что объясняет ее химическую инертность. При комнат­ной температуре азот не реагирует ни с металлами, ни с неме­таллами, за исключением лития, который медленно соединяется с азотом с образованием нитрида. При нагревании азот реагирует со многими ме/аллами, например с магнием, титаном, алюминием, а также с ^неметаллами: водородом, кремнием и бором, образуя нитриды. Из нитридов наибольшее значение имеет нитрид водорода — аммиак. Это бесцветный газ с характерным запахом, легче воз­духа, хорошо растворим в воде. Растворение аммиака в воде сопро­вождается образованием гидрата NH3-H2O, при этом существует равновесие: МНз + Н2О = NH3H2O = NH4^+ + OH^-Гидрат аммиака — слабое основание: В лаборатории в небольших количествах аммиак получают действием на соли аммония щелочей или нагреванием солей аммо­ния с гидроксидом или оксидом кальция. Молекула аммиака поляр-на. Между молекулами NНз, а также между NНз и Н2О возможна водородная связь, которая обусловливает довольно высокие темпе­ратуры плавления и кипения, большую энтальпию испарения амми­ака, а также хорошую растворимость его в воде. Для молекулы аммиака характерно присоединение иона водо­рода по донорно-акцепторному механизму и образование иона аммо­ния. Многие соли аммония растворимы в воде и гидролизуются по катиону. Все соли аммония термически малоустойчивы, но ха­рактер разложения -их зависит от кислоты, образующей соль. Если кислота является окислителем, то при нагревании происходит реак­ция внутримолекулярного окисления — восстановления, например: NH4N02 —— »N2+2H2O (NH)4Cr2O7 —— > N2+Cr2O3+4H2O Если кислота не является окислителем, то при нагревании солей аммония выделяется аммиак: (NH4)2HPO4, —— > 2NН3 + НзРО4 Выделяющийся аммиак при охлаждении может снова

. реаги­ровать с кислотой, если она сильная и летучая нагревание NH4Cl=NH3 + HCl охлаждение Азот образует с кислородом несколько оксидов. Оксид азота (I) N2O образуется при нагревании сухого нитрата аммония при 200 — 250°С. Это бесцветный газ сладковатого вкуса и приятного запаха, умеренно растворимый в воде -и дающий при охлаждении его насыщенного раствора клатрат состава N2O-5,75H2O. В отличие от других оксидов азота N2O не является ядовитым веществом, но вдыхание его вызывает характерное состояние опьянения. Поэтому N2O называют «веселящим газом». При нагревании оксид азота (I) легко разлагается на азот и кислород. Оксид азота (II) получают в промышленности каталитическим окислением аммиака, образуется он также из простых веществ под действием электрического разряда или при очень высокой темпе­ратуре (3000 — 4000 °С). В лаборатории NO' получают действием 30. %-ной азотной кислоты на металлическую медь. Образующиеся при этом примеси оксида азота (IV) поглощают водой, a NO малорастворим в воде и химически с ней не взаимодействует. Оксид азота (II) — бесцветный газ. Он может быть обнар'ужен по бурой окраске комплексного соединения [Fe(H2O)5NO] SO4, обра­зующегося в растворе FeSO4. По методу МО ЛКАО формула NO следующая: Кратность связи в этой молекуле равна 2,5, молекула парамаг­нитна. Нечетным числом электронов в молекуле МО можно объяс­нить склонность монооксида азота к реакциям присоединения, а также к образованию комплексных соединений, в которых NO явля­ется лигандом. Оксид азота (IV) NO2 получают окислением NO кислородом и при действии концентрированной азотной кислоты на некоторые металлы (обычно медь). В лаборатории удобно получать нагре­ванием Pb(NO3)2. NO2 — газ бурого цвета, растворим в воде, причем раствор бесцветный, что объясняется протеканием реакции: 2NO2 + Н2О ^== HNO3 + НN02 Суммарное число электронов в молекуле NO2 нечетное, поэтому молекула NO2 парамагнитна и склонна к димеризации с образо­ванием N2O4. NO2 — сильно ядовитое вещество, при вдыхании его в слизистой оболочке дыхательных путей и легких образуется азотная кислота. Опасность этого вещества усиливается тем, что оно не обладает сильным запахом и человек часто не испытывает неприятных ощущений в момент отравления; симптомы отравления появляются лишь через некоторое время после вдыхания газа. Поэтому при работе с NO2, а также и другими оксидами азота,