Subiect: Metale de bază și nemetale
1. Structura electronică a atomului de azot
Element chimic de azot situat în a doua perioadă, grupa 5, principalele subgrupe. Configurația electronică a azotului - 1s 2 2s 2 2p 3. La nivelul de energie valență a atomului de azot nu este orbitali vacante. În consecință, perechea de electroni 2s-subnivel poate fi aburit. A se vedea. Fig. 1. Prin urmare, azotul nu poate fi de 5-valent. maxim azotul de valență în compușii este egal cu 4. În această privință, 3 sunt formate la mecanismul de schimb, și unul - din donor-acceptor. Azotul prezintă oxidarea -3-5.
Exemple de substanțe cu diferite grade de oxidare, a se vedea. Fig. 2.
2. Azot - o substanță simplă
Pentru azot alotropie necaracteristică. Se formează o substanță simplă, N2. Această substanță moleculară cu o legătură covalentă nepolară. Bond este format cu ajutorul a trei perechi comune de electroni, legătura triplă - sigma și 2 legături pi. triplă legătură este foarte puternică. Acest lucru determină reactivitatea scăzută a azotului molecular.
Azot - gaz este incolor și inodor, puțin solubil în apă, puțin mai ușor decât aerul. Azotul reacționează cu anumite substanțe, dar condițiile de reacție sunt foarte stricte (temperatură ridicată și presiune, utilizarea unui catalizator). În condiții normale, azotul interacționează numai cu litiu, pentru a forma nitrura de litiu.
6Li + N2 = 2Li3 N, care poate fi preparat prin hidroliza amoniacului.
O descărcare electrică este capabil să oxideze azot
N2 + H2 # 8644; 2NH3 (t = 0 la 500 C, P = 1000 bari, catalizator Fe).
În industria azotului obținut prin distilarea aerului lichid. Deoarece azotul lichid are un punct de fierbere. = -196 0 C, atunci este utilizat ca agent de răcire pentru diverse scopuri.
Azotul obținut de la laboratorul de nitrit de amoniu.
Azotul este utilizat pentru reacții în unele inert.
3. Prepararea și proprietățile amoniacului
Molecula de amoniac este un atom de azot sp3 hibridizare. Folosind orbitali hibride formate legătură cu atomi de hidrogen. A se vedea. Fig. orbitali 3.Chetvertaya hibride ocupate de o singură pereche. Deoarece conceptul de configurația spațială a moleculelor ia în considerare distribuția atomilor în spațiu și nu ține cont de distribuția perechilor de electroni nepuse, configurația spațială a moleculei de azot - o piramidă trigonala având un unghi de valență 107 0. Acesta diferă de unghiul tetraedric de 109 0. Acest lucru se datorează perechilor respingătoare de electroni de legare de electroni dintr-o singură pereche de electroni al atomului de azot.
Amoniacul - un gaz incolor, cu un miros înțepător. Este mai ușor decât aerul și este foarte solubil în apă. Într-un volum de apă se poate dizolva amoniac la 700 volume. Se diluează o soluție apoasă de amoniac, având o concentrație de la 3% la 10%, se numește amoniac. A nu se confunda cu sărurile mirositoare. Amoniacul - este clorura de amoniu NH4Cl. soluție concentrată de amoniac de concentrație de la 18% la 20% menționată apă de amoniac. Amoniacul poate fi utilizat ca agent frigorific în sistemele de refrigerare.
preparat amoniac din azot industrial și hidrogen. (Sinteza Haber - Bosch)
N2 + H2 # 8644; 2NH3 + Q (t = 0 la 500 C, P = 1000 bari, catalizator Fe).
materie primă de azot este obținut prin distilarea aerului și a hidrogenului lichid, care se obține prin descompunerea gazelor naturale.
In amoniacul laborator preparat din săruri de amoniu.
NH4 NO3 + NaOH NH3 ↑ + H2O + NaNO3. Această reacție este ion de amoniu calitativ. semnul său - este aspectul miros de amoniac.
Proprietățile chimice ale amoniacului
Amoniacului reducerea doar proprietăți, adică. K. Azotul este în starea sa cea mai joasă oxidare -3.
amoniac 1. Combustia
2. Oxidarea catalitică a amoniacului
3. Recuperarea metalelor din oxizii lor
4. Afișează proprietățile de bază. Soluțiile apoase de amoniac au o reacție alcalină. Reacționează cu acizi.
Deoarece molecula de amoniac are o pereche de electroni neîmpărtășită, ea poate forma o legătură la un mecanism donor-acceptor. Cu acest amoniac poate reacționa cu acizii pentru a forma o sare de amoniu.
NH3 + HCl = NH4Cl (clorură de amoniu)
Sărurile de amoniu caracteristică, care sunt ușor descompuși atunci când este încălzit.
4. Proprietăți de preparare și chimice ale acidului azotic
Acidul azotic este gradul de oxidare a azotului N +5 -. HN 5 O3
În condiții normale, acidul azotic - este un lichid incolor, și jumătate ori mai greu decât apa. Acesta este un acid monobazic puternic, care prezintă proprietăți ale acizilor tipice.
Proprietățile oxidante Acid azotic
Acidul azotic este un oxidant foarte puternic datorită azotului N +5.
1. în reacția acidului azotic cu azotat de metale metalic format, un produs de recuperare de azot și apă. Deoarece produsele de reducere pot fi oxizi de azot (N2 O, NO, NO2), azot N2. Azotat de amoniu NH4 NO3. Reducerea adâncimii azotului în astfel de reacții depinde de concentrația de acid, activitatea metalului, temperatura. Scăderea temperaturii promovează recuperare mai adâncă azot. Hidrogenul nu este eliberat în reacția acidului cu metale, deoarece acidul azotic exercită proprietățile sale de oxidare nu se datorează H +. dar din cauza N +5.
Deoarece orice concentrație de acid azotic nu reacționează cu metale nobile, dar concentrat (nu reacționează aluminiu, crom și fier din cauza pasivizare.
Schema de interacțiune a acidului azotic cu metale. A se vedea. Fig. 4.
2. Acidul azotic reacționează cu nemetale. funcțională capabilă să prezinte proprietăți reducătoare.
Cu stocare prelungită, în lumina sau când acidul azotic încălzit poate descompune.
Prepararea acidului azotic
In laborator, acid azotic se prepară prin încălzirea cristalină nitrat de potasiu sau de sodiu, cu acid sulfuric concentrat.
Producția industrială a acidului azotic.
Materia primă pentru producerea acidului azotic este azot.
Etapa I: N2 + H2 # 8644; 2NH3 + Q (t = 0 la 500 C, P = 1000 bari, catalizator Fe).
Acidul azotic este unul dintre cele mai importante de acid anorganic, utilizarea sa pentru producerea de îngrășăminte, în nitrarea compușilor organici. Produsele de nitrare pot fi nitrobenzen. Produs de recuperare este nitrobenzen anilină, din care coloranții. Când nitrarea compușilor organici obținuți trinitrofenol, trinitrotoluen sau gliceril trinitrat. explozivi ea.
Nitrații - o sare a acidului azotic. Ei posedă ionice zabrele tip de cristal. Aceasta este o substanță solidă cristalină, bine solubilă în apă, temperatura de topire este relativ scăzută în nitrați. Acestea pot fi vopsite, dar numai în detrimentul cationilor de metal corespunzătoare. O caracteristică importantă a azotati proprietăți chimice este capacitatea lor de a se descompune la încălzire.