Файл: Азот Электронная конфигурация азота в основном состоянии.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 66

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Азот

Электронная конфигурация  азота в основном состоянии:

Максимальная валентность азота в соединениях равна IV. Также характерная валентность азота в соединениях — III.

Степени окисления атома азота – от -3 до +5. 




Физ.св-ва


Строение молекулы



Связь между атомами в молекуле азота – тройная, т.к. у каждого атома в молекуле по 3 неспаренных электрона. Одна σ-связь (сигма-связь) и две — π-связи.

Способы получения азота


1.В лаборатории

NaNO2   +   NH4Cl   →   NH4NO2   +  NaCl

NH4NO2  →   N2   +   2H2O

Суммарное уравнение процесса:

NaNO2   +   NH4Cl   →   N2   +  NaCl   +  2H2O

 при горении аммиака:

4NH3   +  3O2   →   2N2   +  6H2O

2. Разложение азидов щелочных металлов.

2NaN3   →   2Na    +    3N2

3. Восстановление  оксида меди (II)  аммиаком при температуре 700 °C:3CuO  +  2NH3  →   3Cu   + N2    +  3H2O

Химические свойства азота

1.1. Молекулярный азот при обычных условиях 
с кислородом не реагирует. Реагирует с кислородом только при высокой температуре (2000оС),  на электрической дуге  (в природе – во время грозы):N2  +  O2 ⇄   2NO –  Q1.2. Азот взаимодействует с водородом при высоком давлении и высокой температуре, в присутствии катализатора. При этом образуется аммиак:1.3. Азот реагирует с активными металлами: с литием при комнатной температуре, кальцием, натрием и магнием при нагревании. При этом образуются бинарные соединения-нитриды.2. Со сложными веществами азот практически не реагирует из-за крайне низкой реакционной способности.Взаимодействие возможно только в жестких условиях с активными веществами, например, сильными восстановителями.N2    +  3LiH  →   Li3N   +   NH3

Аммиак

  • бесцветный газ с резким характерным запахом.

  • Ядовит.

  • Весит меньше воздуха.

  • Связь N-H — сильно полярная, поэтому между молекулами аммиака в жидкой фазе возникают водородные связи.

  • очень хорошо растворим в воде, т.к. молекулы аммиака образуют водородные связи с молекулами воды.

Строение молекулы и физические свойства

 В молекуле аммиака NH3 атом азота соединен тремя одинарными ковалентными полярными связями с атомами водорода:

Способы получения аммиака

1.В лаборатории аммиак получают при взаимодействии солей аммония с щелочами.2NH4Cl    +  Са(OH)2   →   CaCl2  + 2NH3  +   2Н2O2.Гидролиз нитридов

.

Ca3N2    +   6H2O  →  ЗСа(OH)2    +    2NH3

 

3.В промышленности аммиак получают с помощью процесса Габера: прямым синтезом из водорода и азота.

N2    +   3Н2⇄    2NH3

 

Процесс проводят при температуре 500-550оС и в присутствии катализатора.  Для синтеза аммиака применяют давления 15-30 МПа.

Химические свойства аммиака

1. Как основание, аммиак взаимодействует с кислотами в растворе и в газовой фазе с образованием солей аммония.NH3    +    H2SO4    →    NH4HSO42NH3   +   H2SO4    →   (NH4)2SO4 2.аммиак взаимодействует с водным раствором углекислого газа NH3    +    H2O   + CO2  →    NH4HCO32NH3   +   H2O   + CO2    →   (NH4)2CO33.В газовой фазе аммиак реагирует с летучим хлороводородом. При этом образуется густой белый дым – это выделяется хлорид аммония. NH3   +   HCl  →   NH4Cl4. В качестве основания, водный раствор аммиака реагирует с растворами солей тяжелых металлов, образуя нерастворимые гидроксиды.FeSO4  + 2NH3  + 2H2O  →  Fe(OH)2  + (NH4)2SO4 5. Соли и гидроксиды меди, никеля, серебра растворяются в избытке аммиака, образуя комплексные соединения – амминокомплексы.4NH3    +  CuCl2  →  [Cu(NH3)4]Cl24NH3    +   Cu(OH)2   → [Cu(NH3)4](OH)26. Аммиак горит на воздухе, образуя азот и воду:*NH3    +   O2    →  N2   +   H2OЕсли реакцию проводить в присутствии катализатора (Pt), то азот окисляется до NO:*NH3    +   O
2    →    NO  +   H2O7. За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя, например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием. С металлами реагирует только жидкий аммиак.Например, жидкий аммиак реагирует с натрием с образованием амида натрия:2NH3   +    2Na   →   2NaNH2   +  H2 Также возможно образование Na2NH,  Na3N.При взаимодействии аммиака с алюминием образуется нитрид алюминия:2NH3    +   2Al   →   2AlN   +   3H2 8. За счет азота в степени окисления -3 аммиак проявляет восстановительные свойства. Может взаимодействовать с сильными окислителями — хлором, бромом, пероксидом водорода, пероксидами и оксидами некоторых металлов. При этом азот окисляется, как правило, до простого вещества.Например, аммиак окисляется хлором до молекулярного азота:2NH3    +   3Cl2    →  N2   +   6HClПероксид водорода также окисляет аммиак до азота:2NH3    +   3H2O2    →  N2   +   6H2OОксиды металлов, которые в электрохимическом ряду напряжений металлов расположены справа — сильные окислители. Поэтому они также окисляют аммиак до азота.Например, оксид меди (II) окисляет аммиак:2NH3    +   3CuO   →    3Cu   +   N2   +   3H2O 4-23.Вычислите массу нашатырного спирта (10%-ного р-ра аммиака), который образуется при растворении аммиака, полученного при взаимодействии нашатыря (хлорида аммония) массой 10,7 г и едкого натра массой 12,5г, содержащего 4% примесей

Смотрите также файлы