აზოტის დაჟანგვის მაქსიმალური და მინიმალური ხარისხი. აზოტი და მისი ნაერთები

ზოგიერთი ნივთიერების, მაგალითად, ლითონების ან იოდიდის იონის დაშლის სიჩქარე აზოტის მჟავაში დამოკიდებულია აზოტის მჟავას კონცენტრაციაზე, რომელიც იმყოფება მინარევის სახით. აზოტმჟავას ნიტრიტების მარილები წყალში ძალიან ხსნადია, გარდა ვერცხლის ნიტრიტისა.

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით –3.აზოტის ნაერთები -3 ჟანგვის მდგომარეობაში წარმოდგენილია ამიაკის და ლითონის ნიტრიდებით.

ამიაკი- NH 3 არის უფერო გაზი დამახასიათებელი მძაფრი სუნით. ამიაკის მოლეკულას აქვს ტრიგონალური პირამიდის გეომეტრია, მწვერვალზე აზოტის ატომით. აზოტის ატომური ორბიტალებია sp 3- ჰიბრიდული მდგომარეობა. სამი ორბიტალი მონაწილეობს აზოტ-წყალბადის ბმების ფორმირებაში, ხოლო მეოთხე ორბიტალი შეიცავს მარტოხელა ელექტრონულ წყვილს, მოლეკულას აქვს პირამიდული ფორმა. ელექტრონების მარტოხელა წყვილის მომგერიებელი მოქმედება იწვევს კავშირის კუთხის შემცირებას მოსალოდნელი 109,5°-დან 107,3°-მდე.

-33,4 °C ტემპერატურაზე ამიაკი კონდენსირდება, წარმოქმნის სითხეს აორთქლების ძალიან მაღალი სიცხით, რაც შესაძლებელს ხდის მის გამოყენებას როგორც გამაგრილებელს სამრეწველო სამაცივრო ბლოკებში.

აზოტის ატომზე მარტოხელა ელექტრონული წყვილის არსებობა საშუალებას აძლევს მას შექმნას სხვა კოვალენტური ბმა დონორ-მიმღები მექანიზმის მეშვეობით. ამრიგად, მჟავე გარემოში წარმოიქმნება მოლეკულური ამონიუმის კატიონი - NH 4 +. მეოთხე კოვალენტური ბმის წარმოქმნა იწვევს კავშირის კუთხეების გასწორებას (109,5°) წყალბადის ატომების ერთგვაროვანი მოგერიების გამო.

თხევადი ამიაკი არის კარგი თვითიონიზირებელი გამხსნელი:

2NH 3 NH 4 + + NH 2 -

ამიდური ანიონი

მასში იხსნება ტუტე და დედამიწის ტუტე ლითონები და წარმოქმნიან ფერად გამტარ ხსნარებს. კატალიზატორის (FeCl 3) თანდასწრებით, გახსნილი ლითონი რეაგირებს ამიაკთან წყალბადის გასათავისუფლებლად და წარმოქმნის ამიდს, მაგალითად:

2Na + 2NH 3 = 2NaNH 2 + H 2

ნატრიუმის ამიდი

ამიაკი ძალიან ხსნადია წყალში (20 °C ტემპერატურაზე დაახლოებით 700 ტომი ამიაკი იხსნება ერთ მოცულობის წყალში). წყალხსნარებში ავლენს სუსტი ფუძის თვისებებს.

NH 3 + H 2 O ® NH 3 × H 2 O NH 4 + + OH -

= 1,85·10 -5

ჟანგბადის ატმოსფეროში ამიაკი იწვის აზოტის წარმოქმნით; პლატინის კატალიზატორზე ამიაკი იჟანგება აზოტის ოქსიდად (II):

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O; 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

როგორც ბაზა, ამიაკი რეაგირებს მჟავებთან ამონიუმის კათიონის მარილების წარმოქმნით, მაგალითად:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

ამონიუმის მარილები წყალში ძალიან ხსნადია და ოდნავ ჰიდროლიზდება. კრისტალურ მდგომარეობაში ისინი თერმულად არასტაბილურია. თერმოლიზის პროდუქტების შემადგენლობა დამოკიდებულია მარილის წარმომქმნელი მჟავის თვისებებზე:

NH 4 Cl ® NH 3 + HCl; (NH 4) 2 SO 4 ® NH 3 + (NH 4) HSO 4

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 ® N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

როდესაც ამონიუმის მარილების წყალხსნარი ექვემდებარება ტუტეებს გაცხელებისას, გამოიყოფა ამიაკი, რაც საშუალებას იძლევა გამოიყენოს ეს რეაქცია, როგორც ხარისხობრივი რეაქცია ამონიუმის მარილებისთვის და როგორც ლაბორატორიული მეთოდი ამიაკის წარმოებისთვის.

NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O

მრეწველობაში ამიაკი იწარმოება პირდაპირი სინთეზით.

N 2 + 3H 2 2NH 3

ვინაიდან რეაქცია უაღრესად შექცევადია, სინთეზი ხორციელდება ამაღლებულ წნევაზე (100 მპა-მდე). პროცესის დასაჩქარებლად, იგი ტარდება კატალიზატორის თანდასწრებით (სპონგური რკინა ხელს უწყობს დანამატებს) და დაახლოებით 500 °C ტემპერატურაზე.

ნიტრიდებიწარმოიქმნება მრავალი ლითონისა და არამეტალის აზოტთან რეაქციის შედეგად. ნიტრიდების თვისებები ბუნებრივად იცვლება დროთა განმავლობაში. მაგალითად, მესამე პერიოდის ელემენტები:

I და II ჯგუფების s-ელემენტების ნიტრიდები არის კრისტალური მარილის მსგავსი ნივთიერებები, რომლებიც ადვილად იშლება წყალთან ერთად ამიაკის წარმოქმნით.

Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

ჰალოგენის ნიტრიდებიდან თავისუფალ მდგომარეობაში იზოლირებულია მხოლოდ Cl 3 N; მჟავე ხასიათი ვლინდება წყალთან რეაქციაში:

Cl 3 N + 3H 2 O = 3HClO + NH 3

სხვადასხვა ბუნების ნიტრიდების ურთიერთქმედება იწვევს შერეული ნიტრიდების წარმოქმნას:

Li 3 N + AlN = Li 3 AlN 2; 5Li 3 N + Ge 3 N 4 = 3Li 5 GeN 3

ლითიუმის ნიტრიდგერმანატი (IV) ნიტრიდეალუმინატი

ნიტრიდები BN, AlN, Si 3 N 4, Ge 3 N 4 არის მყარი პოლიმერული ნივთიერებები მაღალი დნობის წერტილებით (2000-3000 ° C), ისინი არიან ნახევარგამტარები ან დიელექტრიკები. D-მეტალის ნიტრიდები არის ცვლადი შემადგენლობის კრისტალური ნაერთები (ბერტოლიდები), ძალიან მყარი, ცეცხლგამძლე და ქიმიურად სტაბილური, ავლენენ მეტალის თვისებებს: მეტალის ბზინვარებას, ელექტროგამტარობას.

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით –2.ჰიდრაზინი - N 2 H 4 - ყველაზე მნიშვნელოვანი არაორგანული აზოტის ნაერთი ჟანგვის მდგომარეობაში -2.

ჰიდრაზინი არის უფერო სითხე, დუღილის წერტილით 113,5 °C, რომელიც აორთქლდება ჰაერში. ჰიდრაზინის ორთქლები უკიდურესად ტოქსიკურია და ქმნის ფეთქებად ნარევებს ჰაერთან. ჰიდრაზინი მიიღება ამიაკის ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის დაჟანგვით:

2N -3 H 3 + NaCl +1 O = N 2 -2 H 4 + NaCl -1 + H 2 O

ჰიდრაზინი ერევა წყალს ნებისმიერი თანაფარდობით და ხსნარში იქცევა სუსტი დიაციდური ფუძის სახით, წარმოქმნის მარილების ორ სერიას.

N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5 + + OH -, K b = 9.3 × 10 -7;

ჰიდროზონიუმის კატიონი

N 2 H 5 + + H 2 O N 2 H 6 2 + + OH -, K b = 8.5 × 10 -15;

დიჰიდროსონიუმის კატიონი

N 2 H 4 + HCl N 2 H 5 Cl; N 2 H 5 Cl + HCl N 2 H 6 Cl 2

ჰიდროზონიუმის ქლორიდი დიჰიდროსონიუმის დიქლორიდი

ჰიდრაზინი არის ყველაზე ძლიერი შემცირების საშუალება:

4KMn +7 O 4 + 5N 2 -2 H 4 + 6H 2 SO 4 = 5N 2 0 + 4Mn +2 SO 4 + 2K 2 SO 4 + 16H 2 O

არასიმეტრიული დიმეთილჰიდრაზინი (ჰეპტილი) ფართოდ გამოიყენება სარაკეტო საწვავად.

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით –1.ჰიდროქსილამინი - NH 2 OH - არის მთავარი არაორგანული აზოტის ნაერთი ჟანგვის მდგომარეობაში -1.

ჰიდროქსილამინი მიიღება აზოტის მჟავას წყალბადით შემცირებით ელექტროლიზის დროს გათავისუფლების დროს:

HNO 3 + 6H = NH 2 OH + 2H 2 O

ეს არის უფერო კრისტალური ნივთიერება (mp 33 °C), წყალში ძალიან ხსნადი, რომელშიც ავლენს სუსტი ფუძის თვისებებს. მჟავებთან ერთად წარმოქმნის ჰიდროქსილამონიუმის მარილებს - წყალში ხსნად სტაბილურ, უფერო ნივთიერებებს.

NH 2 OH + H 2 O + + OH -, K b = 2×10 -8

ჰიდროქსილამონიუმის იონი

აზოტის ატომი NH 2 OH მოლეკულაში ავლენს შუალედურ ჟანგვის მდგომარეობას (-3-დან +5-ს შორის), ამიტომ ჰიდროქსილამინს შეუძლია იმოქმედოს როგორც შემამცირებელი, ასევე ჟანგვის აგენტის სახით:

2N -1 H 2 OH + I 2 + 2KOH = N 0 2 + 2KI + 4H 2 O;

შემცირების აგენტი

2N -1 H 2 OH + 4FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + (N -3 H 4) 2 SO 4 + 2H 2 O

ოქსიდიზატორი

NH 2 OH ადვილად იშლება გაცხელებისას, განიცდის არაპროპორციულობას:

3N -1 H 2 OH = N 0 2 + N -3 H 3 + 3H 2 O;

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +1. აზოტის ოქსიდი (I) - N 2 O (აზოტის ოქსიდი, დამცინავი გაზი). მისი მოლეკულის სტრუქტურა შეიძლება გადმოიცეს ორი ვალენტური სქემის რეზონანსით, რაც აჩვენებს, რომ ეს ნაერთი მხოლოდ ფორმალურად შეიძლება ჩაითვალოს აზოტის(I) ოქსიდად; სინამდვილეში ეს არის აზოტის(V) ოქსონიტრიდი - ON +5 N-3.

N 2 O არის უფერო აირი სუსტი სასიამოვნო სუნით. მცირე კონცენტრაციებში იწვევს აღვირახსნილი სიხარულის შეტევებს, დიდი დოზებით აქვს ზოგადი საანესთეზიო ეფექტი. აზოტის ოქსიდის (80%) და ჟანგბადის (20%) ნარევი გამოიყენებოდა მედიცინაში ანესთეზიისთვის.

ლაბორატორიულ პირობებში აზოტის ოქსიდი (I) მიიღება ამონიუმის ნიტრატის დაშლით. ამ მეთოდით მიღებული N 2 O შეიცავს უმაღლესი აზოტის ოქსიდების მინარევებს, რომლებიც უკიდურესად ტოქსიკურია!

NH 4 NO 3 ¾® N 2 O + 2H 2 O

ქიმიური თვისებების მიხედვით, აზოტის ოქსიდი (I) არის ტიპიური არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდი; ის არ რეაგირებს წყალთან, მჟავებთან და ტუტეებთან. გაცხელებისას ის იშლება და წარმოიქმნება ჟანგბადი და აზოტი. ამ მიზეზით, N 2 O შეუძლია იმოქმედოს როგორც ჟანგვის აგენტი, მაგალითად:

N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +2. აზოტის(II) ოქსიდი - NO - უფერო გაზი, უკიდურესად ტოქსიკური. ჰაერში ის სწრაფად იჟანგება ჟანგბადით და წარმოიქმნება არანაკლებ ტოქსიკური აზოტის ოქსიდი (IV). მრეწველობაში NO იწარმოება ამიაკის დაჟანგვის შედეგად პლატინის კატალიზატორზე ან ჰაერის ელექტრული რკალის გავლით (3000-4000 °C).

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O; N2 + O2 = 2NO

აზოტის ოქსიდის (II) წარმოების ლაბორატორიული მეთოდი არის სპილენძის რეაქცია განზავებულ აზოტის მჟავასთან.

3Cu + 8HNO 3 (განზავებული) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

აზოტის (II) ოქსიდი არის არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდი, ძლიერი აღმდგენი აგენტი და ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან და ჰალოგენებთან.

2NO + O 2 = 2NO 2; 2NO + Cl 2 = 2NOCl

ნიტროზილის ქლორიდი

ამავდროულად, ძლიერ შემამცირებელ აგენტებთან ურთიერთობისას, NO მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი:

2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O; 10NO + 4P = 5N 2 + 2P 2 O 5

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +3. აზოტის(III) ოქსიდი - N 2 O 3 - ინტენსიური ლურჯი ფერის სითხე (ტემპერატურა -100 °C). სტაბილურია მხოლოდ თხევად და მყარ მდგომარეობაში დაბალ ტემპერატურაზე. როგორც ჩანს, არსებობს ორი ფორმით:

აზოტის (III) ოქსიდი მიიღება NO და NO 2 ორთქლის ერთობლივი კონდენსაციის შედეგად. იშლება სითხეებსა და ორთქლებში.

NO 2 + NO N 2 O 3

თვისებები არის ტიპიური მჟავა ოქსიდი. რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის აზოტმჟავას, ტუტეებთან კი მარილებს – ნიტრიტებს.

N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2; N 2 O 3 + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2 O

აზოტის მჟავა- საშუალო სიძლიერის მჟავა (Ka = 1×10 -4). ის არ არის იზოლირებული მისი სუფთა სახით; ხსნარებში ის არსებობს ორი ტავტომერული ფორმით (ტატომერები არის იზომერები, რომლებიც დინამიურ წონასწორობაში არიან).

ნიტრიტის ფორმა ნიტრო ფორმა

აზოტის მჟავა მარილები სტაბილურია. ნიტრიტის ანიონი ავლენს გამოხატულ რედოქს ორმაგობას. პირობებიდან გამომდინარე, მას შეუძლია შეასრულოს როგორც ჟანგვის აგენტის, ასევე შემცირების აგენტის ფუნქცია, მაგალითად:

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

ოქსიდიზატორი

KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

შემცირების აგენტი

აზოტის მჟავა და ნიტრიტები არაპროპორციულია:

3HN +3 O 2 = HN +5 O 3 + 2N +2 O + H 2 O

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +4. აზოტის ოქსიდი (IV) - NO 2 - ყავისფერი აირი, მკვეთრი უსიამოვნო სუნით. უკიდურესად ტოქსიკური! ინდუსტრიაში, NO 2 იწარმოება NO-ს დაჟანგვით. NO 2-ის წარმოების ლაბორატორიული მეთოდია სპილენძის ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან, ასევე ტყვიის ნიტრატის თერმული დაშლა.

Cu + 4HNO 3 (კონს.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2

NO 2 მოლეკულას აქვს ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი და არის სტაბილური თავისუფალი რადიკალი, ამიტომ აზოტის ოქსიდი ადვილად დიმერიზდება.

დიმერიზაციის პროცესი შექცევადია და ძალიან მგრძნობიარეა ტემპერატურის მიმართ:

პარამაგნიტური, დიამაგნიტური,

ყავისფერი უფერო

აზოტის დიოქსიდი არის მჟავე ოქსიდი, რომელიც რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის აზოტისა და აზოტის მჟავას (შერეული ანჰიდრიდის) ნარევს.

2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3; 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +5. აზოტის ოქსიდი (V) - N 2 O 5 - თეთრი კრისტალური ნივთიერება. იგი მიიღება აზოტის მჟავას გაუწყლოებით ან აზოტის ოქსიდის (IV) ოზონით დაჟანგვით:

2HNO 3 + P 2 O 5 = N 2 O 5 + 2HPO 3; 2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2

კრისტალურ მდგომარეობაში, N 2 O 5 აქვს მარილის მსგავსი სტრუქტურა - + -, ორთქლებში (ამაღლებული ტემპერატურა 33 ° C) - მოლეკულური.

N 2 O 5 - მჟავა ოქსიდი - აზოტის მჟავას ანჰიდრიდი:

N2O5 + H2O = 2HNO3

აზოტის მჟავა- HNO 3 არის უფერო სითხე, დუღილის წერტილით 84,1 ° C, იშლება გაცხელებისას და სინათლის ზემოქმედებისას.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

აზოტის დიოქსიდის მინარევები კონცენტრირებულ აზოტმჟავას ყვითელ-ყავისფერ ფერს აძლევს. აზოტის მჟავა ნებისმიერი თანაფარდობით ერევა წყალს და ერთ-ერთი უძლიერესი მინერალური მჟავაა, ის მთლიანად იშლება ხსნარში.

აზოტის მჟავის მოლეკულის სტრუქტურა აღწერილია შემდეგი სტრუქტურული ფორმულებით:

HNO 3-ის სტრუქტურული ფორმულის დაწერის სირთულეები გამოწვეულია იმით, რომ ამ ნაერთში +5 ჟანგვის მდგომარეობის გამოვლენისას, აზოტს, როგორც მეორე პერიოდის ელემენტს, შეუძლია შექმნას მხოლოდ ოთხი კოვალენტური ბმა.

აზოტის მჟავა ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია. მისი აღდგენის სიღრმე დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე: კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე, შემამცირებელ აგენტზე. როგორც წესი, აზოტის მჟავით დაჟანგვა წარმოქმნის შემცირების პროდუქტების ნარევს:

HN +5 O 3 ® N +4 O 2 ® N +2 O ® N +1 2 O ® N 0 2 ® +

არამეტალების და არააქტიური ლითონების კონცენტრირებული აზოტის მჟავით დაჟანგვის უპირატესი პროდუქტია აზოტის ოქსიდი (IV):

I 2 + 10HNO 3 (კონს.) = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O;

Pb + 4HNO 3 (კონს.) = Pb(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

კონცენტრირებული აზოტის მჟავა ააქტიურებს რკინას და ალუმინს. ალუმინი პასივირებულია განზავებული აზოტის მჟავითაც კი. ნებისმიერი კონცენტრაციის აზოტმჟავა არ მოქმედებს ოქროს, პლატინის, ტანტალის, როდიუმის და ირიდიუმზე. ოქრო და პლატინა იხსნება აკვა რეგიაში - კონცენტრირებული აზოტის და მარილმჟავების ნარევი 1: 3 თანაფარდობით.

Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O

Aqua regia-ს ძლიერი ჟანგვის ეფექტი განპირობებულია ატომური ქლორის წარმოქმნით ნიტროზილ ქლორიდის დაშლის დროს, აზოტის მჟავას წყალბადის ქლორიდთან ურთიერთქმედების პროდუქტი.

HNO 3 + 3HCl = Cl 2 + NOCl + 2H 2 O;

NOCl = NO + Cl×

დაბალაქტიური ლითონების ეფექტური გამხსნელი არის კონცენტრირებული აზოტისა და ჰიდროფთორმჟავების ნარევი.

3Ta + 5HNO3 + 21HF = 3H2 + 5NO + 10H2O

განზავებული აზოტის მჟავა, არალითონებთან და დაბალაქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას, მცირდება უპირატესად აზოტის ოქსიდამდე (II), მაგალითად:

3P + 5HNO 3 (dil) + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO;

3Pb + 8HNO 3 (dil) = 3Pb(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

აქტიური ლითონები ამცირებს განზავებულ აზოტმჟავას N 2 O, N 2 ან NH 4 NO 3, მაგალითად,

4Zn + 10HNO 3 (dil) = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

აზოტის მჟავის ძირითადი ნაწილი გამოიყენება სასუქებისა და ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებაში.

აზოტის მჟავა წარმოებულია ინდუსტრიულად კონტაქტური ან რკალის მეთოდებით, რომლებიც განსხვავდება პირველ ეტაპზე - აზოტის ოქსიდის (II) გამომუშავებით. რკალის მეთოდი ემყარება NO-ს წარმოებას ელექტრული რკალის მეშვეობით ჰაერის გავლის გზით. კონტაქტურ მეთოდში NO წარმოიქმნება პლატინის კატალიზატორზე ამიაკის ჟანგბადით დაჟანგვით. შემდეგ, აზოტის ოქსიდი (II) იჟანგება აზოტის ოქსიდამდე (IV) ატმოსფერული ჟანგბადით. ჟანგბადის თანდასწრებით წყალში NO 2 გახსნით მიიღება აზოტის მჟავა 60-65% კონცენტრაციით.

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

აუცილებლობის შემთხვევაში აზოტმჟავას კონცენტრირდება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით დისტილაციით. ლაბორატორიაში 100% აზოტმჟავას მიღება შესაძლებელია კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მოქმედებით კრისტალურ ნატრიუმის ნიტრატზე გაცხელებისას.

NaNO 3 (cr) + H 2 SO 4 ( conc) = HNO 3 + NaHSO 4

აზოტმჟავას მარილები- ნიტრატები - წყალში ძალიან ხსნადი, თერმულად არასტაბილური. აქტიური ლითონების ნიტრატების დაშლა (ლითიუმის გარდა), რომელიც მდებარეობს მაგნიუმის მარცხნივ სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალის სერიაში, იწვევს ნიტრიტების წარმოქმნას. Მაგალითად:

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

ლითიუმის და მაგნიუმის ნიტრატების, აგრეთვე ლითონის ნიტრატების დაშლისას, რომლებიც მდებარეობს მაგნიუმის მარჯვნივ სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალის სერიაში, სპილენძამდე, გამოიყოფა აზოტის(IV) ოქსიდისა და ჟანგბადის ნარევი. Მაგალითად:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

აქტივობის სერიის ბოლოს მდებარე მეტალების ნიტრატები იშლება თავისუფალ ლითონად:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

ნატრიუმის, კალიუმის და ამონიუმის ნიტრატები ფართოდ გამოიყენება დენთის და ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებისთვის, აგრეთვე აზოტოვანი სასუქების სახით (მარილი). ამონიუმის სულფატი, ამიაკის წყალი და კარბამიდი (შარდოვანა) - სრული ნახშირმჟავას ამიდი ასევე გამოიყენება სასუქებად:

წყალბადის აზიდი(დინიტრიდონიტრატი) - HN 3 (HNN 2) - უფერო აქროლადი სითხე (დნობის წერტილი –80 °C, დუღილის წერტილი 37 °C) მძაფრი სუნით. აზოტის ცენტრალური ატომი sp-ჰიბრიდიზაციაშია, ჟანგვის მდგომარეობაა +5, მის მიმდებარე ატომებს აქვთ დაჟანგვის მდგომარეობა –3. მოლეკულის სტრუქტურა:

HN 3-ის წყალხსნარი - ჰიდრონიტრიუმის მჟავა სიძლიერით ახლოს არის ძმარმჟავასთან, Ka = 2,6 × 10 -5. სტაბილურია განზავებულ ხსნარებში. იგი მიიღება ჰიდრაზინისა და აზოტის მჟავას რეაქციის შედეგად:

N 2 H 4 + HNO 2 = HN 3 + 2 H 2 O

HN 3 (HN +5 N 2) ჟანგვითი თვისებები წააგავს აზოტის მჟავას. ამრიგად, თუ ლითონის აზოტის მჟავასთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდი (II) და წყალი, მაშინ აზოტის მჟავასთან ერთად წარმოიქმნება აზოტი და ამიაკი. Მაგალითად,

Cu + 3HN +5 N 2 = Cu(N 3) 2 + N 2 0 + NH 3

HN 3-ისა და HCl-ის ნარევი იქცევა აკვა რეგიავით. ჰიდრონიტრიუმის მჟავას მარილები - აზიდები. მხოლოდ ტუტე ლითონის აზიდებია შედარებით სტაბილური; 300 °C > ტემპერატურაზე ისინი ანადგურებენ აფეთქების გარეშე. დანარჩენები ფეთქებად იშლება დარტყმის ან გაცხელებისას. ტყვიის აზიდი გამოიყენება დეტონატორების წარმოებაში:

Pb(N 3) 2 = Pb + 3N 2 0

აზიდების მომზადების საწყისი პროდუქტია NaN 3, რომელიც წარმოიქმნება ნატრიუმის ამიდის და აზოტის ოქსიდის (I) რეაქციის შედეგად:

NaNH 2 + N 2 O = NaN 3 + H 2 O

4.2.ფოსფორი

ფოსფორი ბუნებაში წარმოდგენილია ერთი იზოტოპით - 31 P, ფოსფორის კლარკი 0,05 მოლ.%. გვხვდება ფოსფატური მინერალების სახით: Ca 3 (PO 4) 2 - ფოსფორიტი, Ca 5 (PO 4) 3 X (X = F,Cl,OH) - აპატიტები. ეს არის ცხოველებისა და ადამიანების ძვლებისა და კბილების ნაწილი, აგრეთვე ნუკლეინის მჟავების (დნმ და რნმ) და ადენოზინის ფოსფორის მჟავების (ATP, ADP და AMP) შემადგენლობა.

ფოსფორი მიიღება ფოსფორიტის კოქსით შემცირებით სილიციუმის დიოქსიდის თანდასწრებით.

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO

მარტივი ნივთიერება - ფოსფორი - ქმნის რამდენიმე ალოტროპულ მოდიფიკაციას, რომელთაგან მთავარია თეთრი, წითელი და შავი ფოსფორი. თეთრი ფოსფორი წარმოიქმნება ფოსფორის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად და არის თეთრი ცვილისებრი ნივთიერება (mp 44 °C), წყალში უხსნადი, ზოგიერთ ორგანულ გამხსნელებში ხსნადი. თეთრ ფოსფორს აქვს მოლეკულური სტრუქტურა და შედგება ტეტრაედრული P4 მოლეკულებისგან.

ბმის დაძაბულობა (P-P-P კავშირის კუთხე არის მხოლოდ 60°) იწვევს თეთრი ფოსფორის მაღალ რეაქტიულობას და ტოქსიკურობას (ლეტალური დოზა დაახლოებით 0,1 გ). იმის გამო, რომ თეთრი ფოსფორი ძალიან ხსნადია ცხიმებში, რძე არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ანტიდოტი მოწამვლის დროს. ჰაერში თეთრი ფოსფორი სპონტანურად იწვის, ამიტომ იგი ინახება ჰერმეტულად დალუქულ ქიმიურ კონტეინერებში წყლის ფენის ქვეშ.

წითელ ფოსფორს აქვს პოლიმერული სტრუქტურა. მიიღება თეთრი ფოსფორის გაცხელებით ან შუქით დასხივებით. თეთრი ფოსფორისგან განსხვავებით, ის დაბალი რეაქტიული და არატოქსიკურია. თუმცა, თეთრი ფოსფორის ნარჩენმა რაოდენობამ შეიძლება წითელი ფოსფორი ტოქსიკური გახადოს!

შავი ფოსფორი მიიღება თეთრი ფოსფორის გაცხელებით 120 ათასი ატმ წნევით. მას აქვს პოლიმერული სტრუქტურა, აქვს ნახევარგამტარული თვისებები, არის ქიმიურად სტაბილური და არატოქსიკური.

ქიმიური თვისებები. თეთრი ფოსფორი სპონტანურად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით ოთახის ტემპერატურაზე (წითელი და შავი ფოსფორის დაჟანგვა ხდება გაცხელებისას). რეაქცია ორ ეტაპად მიმდინარეობს და თან ახლავს ლუმინესცენცია (ქიმილუმინესცენცია).

2P + 3O 2 = 2P 2 O 3; P 2 O 3 + O 2 = P 2 O 5

ფოსფორი ასევე ეტაპობრივად ურთიერთქმედებს გოგირდთან და ჰალოგენებთან.

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3; PCl 3 + Cl 2 = PCl 5

აქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას ფოსფორი მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, წარმოქმნის ფოსფიდებს - ფოსფორის ნაერთებს -3 დაჟანგვის მდგომარეობაში.

3Ca + 2P = Ca 3 P 2

ჟანგვის მჟავები (აზოტოვანი და კონცენტრირებული გოგირდის მჟავები) აჟანგავს ფოსფორს ფოსფორის მჟავად.

P + 5HNO 3 (კონც.) = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O

ტუტე ხსნარებთან ერთად მოხარშვისას თეთრი ფოსფორი არაპროპორციულია:

4P 0 + 3KOH + 3H 2 O = P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2

ფოსფინი კალიუმის ჰიპოფოსფიტი

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

ამ გაზს არც ფერი აქვს და არც სუნი და ძალიან ძნელად იხსნება წყალში. თუმცა, ნიტრატის მარილები ძალიან კარგად რეაგირებენ წყალთან. აზოტს აქვს დაბალი სიმკვრივე.

აზოტი საოცარი ელემენტია. არსებობს ვარაუდი, რომ მან მიიღო თავისი სახელი ძველი ბერძნული ენიდან, რაც მისგან თარგმნილი 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 მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბუნებაში. მაგრამ ატმოსფეროში ეს გაზი ინერტულია. თუ თქვენ მიიღებთ მას ისე, როგორც არის მის თავდაპირველ ფორმაში, მაშინ შესაძლებელია მრავალი გვერდითი მოვლენა. მსხვერპლი შეიძლება მოკვდეს დახრჩობისგანაც კი. ყოველივე ამის შემდეგ, აზოტს უწოდებენ უსიცოცხლო, რადგან ის არ უწყობს ხელს არც წვას და არც სუნთქვას.

ნორმალურ პირობებში, ასეთი გაზი რეაგირებს მხოლოდ ლითიუმთან, წარმოქმნის ნაერთს, როგორიცაა ლითიუმის ნიტრიდი Li3N. როგორც ვხედავთ, ასეთ ნაერთში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -3. რა თქმა უნდა, ის ასევე რეაგირებს სხვა ლითონებთან, 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 გახსოვდეთ ასეთი კავშირები.

5 არის აზოტის უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა. გვხვდება ყველა ნიტრატის მარილში.