Vegyületek a nitrogén. tulajdonságait nitrogén

Szülést nitrát - mint fordította a latin szó Nitrogenium. Ez a cím nitrogén - kémiai elem, amelynek az atomszáma 7, 15 fej-én csoport a hosszú változat a periódusos rendszer. A forma egy egyszerű anyag áll a föld elosztott légzsák - légkörben. Különféle nitrogéntartalmú vegyületek találhatók a földkéreg, és élő szervezetek széles körben használják az iparban, a katonai, a mezőgazdaság és az orvostudomány.

Miért nitrogén úgynevezett „fojtogató” és „élettelen”

Történészek kémia javasoljuk, hogy először kapta ezt az egyszerű anyag Henry Cavendish (1777). Tudományos áthalad a levegő a forró parazsat a felszívódáshoz a reakció termékek alkáli. Ennek eredményeként a tapasztalat kutató talált színtelen, szagtalan gáz, nem reagált a szén. Cavendish nevezte „fojtogató levegő” a képtelenek fenntartani a légzés és az égés.

Modern Kémiai magyarázható, hogy az oxigén reagáltatunk szén, szén-dioxid keletkezik. A fennmaradó „fojtogató” a levegő nagy része a molekulák N _2. Cavendish és más tudósok idején ebben az ügyben még nem ismert, de a nitrogén és nitrát vegyületeket, majd széles körben használták a gazdaságban. A tudós azt mondta a szokatlan gáz, hogy egy kolléga, hogy végezzen hasonló kísérleteket - Joseph Priestley.

Ugyanakkor Carl Scheele hívta fel a figyelmet, hogy az ismeretlen eleme a levegő, de nem megfelelően elmagyarázni eredetét. Csak Daniel Rutherford 1772-ben felismerték, hogy a jelen kísérletek „fojtogató” „elrontott” gáz - nitrogén. Egyes kutatók úgy vélik, felfedezője - még ma is vita tudománytörténészek.

15 év után Rutherford kísérletek híres vegyész Antuan Lavuaze javasolt kifejezés helyett a levegő „elrontott” kifejezés a nitrogén, a másik - Nitrogenium. Mire bebizonyosodott, hogy ez az anyag nem ég, nem támogatja a légzést. Aztán ott voltak az orosz neve „nitrogén”, amely többféleképpen értelmezték. Gyakran mondják, hogy a kifejezés azt jelenti, „élettelen”. A későbbi vizsgálatok cáfolták a széles körben elterjedt hiedelem az anyagok tulajdonságait. Nitrogén vegyületek - fehérjék - a nagy makromolekulák a készítményben az élő szervezetek. Annak érdekében, hogy építeni a növények a talajból abszorbeál ásványi táplálkozás szükséges elem - ^2- ionok NO ₃ és NH ^4+.

Nitrogén - egy kémiai elem

Ahhoz, hogy megértsük az atomi szerkezetének és tulajdonságainak segít a periódusos rendszer (PS). A helyzet a kémiai elem a periódusos definiálhat magtöltés, a protonok száma, és neutronok (tömegszáma). Meg kell figyelni, hogy az érték az atomtömeg - ez az egyik fő jellemzője az elem. időszakban, a szám megegyezik a száma az energiaszintet. A rövid változat a periódusos csoport száma megegyezik az elektronok száma a külső energaticheskom szinten. Összegezve az adatokat az általános jellemzőit nitrogén pozícióját a periódusos rendszerben:

• Ez egy nem-fémes elem a jobb felső sarokban a SS.
• Kémiai szimbólum: N.
• Az ingatlan száma 7.
• Relatív atomtömeg: 14,0067.
• Formula illékonyabb hidrogén-vegyületek: _NH3 (ammónia).
• Forms magasabb-oxid N ₂ O _5, amely egyenlő leköti a nitrogén V.

Szerkezet nitrogénatom:

• magtöltés 7.
• A protonok száma: 7; a neutronok száma: 7.
• Száma Energiaszintek: 2.
• A teljes elektronok száma: 7; e képlet: 1s ² 2s ² 2p ^3.

Részletek tanulmányozták stabil izotópok № elem 7, tömegük szám - 14. és 15. A tartalom egy könnyű atomok, amelynek 99,64%. A magok a rövid élettartamú radioaktív izotóp is 7 protonok és neutronok száma nagymértékben változik: 4, 5, 6, 9, 10.

Nitrogén jellegű

Ennek része a levegő molekulák vannak jelen a föld hüvely egyszerű vegyület, melynek általános képletű - N _2. A nitrogéntartalmú gáz a légkörben körülbelül 78,1 térfogat%. Szervetlen vegyületek a kémiai elem a földkéreg - különböző ammóniumsók és nitrátok (salétrom). Képletû vegyületek és a nevét néhány a legfontosabb anyagokra:

• NH _3, ammónia.
• NO _2, a nitrogén-dioxid.
• NaNO ₃ Nátrium-nitrát.
• (NH _{4) 2SO 4,} ammónium-szulfát.

A vegyérték a nitrogén az utóbbi két vegyület - a IV. Szén, talaj, élő szervezetek is tartalmaznak N atomok kötött formában. A nitrogén az összetevője aminosavak makromolekulák, DNS-t és RNS-nukleotidok, a hormonok és a hemoglobin. A teljes tartalma a kémiai elem az emberi szervezet eléri 2,5%.

egyszerű anyag

Nitrogén formájában kétatomos molekulák - a legnagyobb térfogata és súlya a légkör levegő. Vegyület, melynek képlete N _2, nincs szaga, színe és íze. Ez a gáz több mint 2/3 levegő föld hüvely. A folyékony nitrogén színtelen anyag, hasonlít a víz. Hőmérsékleten forr a -195,8 ° C M (N ₂₎ = 28 g / mol. Egyszerű anyag kicsit könnyebb az oxigén, nitrogén, levegő, sűrűsége közel van a 1.

A tartalmaznak a molekulában kötődnek erősen 3 megosztott elektronpár. A találmány szerinti vegyület nagy kémiai ellenállást, ami megkülönbözteti a oxigént és más gáznemű anyagok. Egy nitrogénnel molekula van osztva az ezt alkotó atomok szükséges fordítsuk az energia 942,9 kJ / mól. Kapcsolat a három pár elektronok nagyon erős, bomlani kezd feletti hevítés 2000 ° C-on

gyakorlatilag nem fordul elő normál körülmények között, a disszociációja molekulát atomokra. A kémiai semlegesség is okozott nitrogén teljes hiánya a polaritás, a molekulában. Ezek kölcsönhatásba nagyon gyengén egymással, és ezáltal nem működik, a gáznemű halmazállapot normál nyomáson és hőmérsékleten közel szobahőmérsékleten. Alacsony kémiai aktivitása molekuláris nitrogént használunk a különböző eljárások és eszközök, ha az szükséges, hogy hozzon létre egy semleges környezetben.

Disszociációja molekulák N ₂ mellett előfordulhat napsugárzás hatása a felső légkörben. Atomos nitrogén képződik, amely reakcióba lép a bizonyos fémek és nemfémek normál körülmények között (a foszfor, kén, arzén). Az eredmény a szintézis a anyagokról talajviszonyok kapott közvetve.

nitrogén vegyértéke

A külső elektron héj a atommal egy 2 s 3 és p elektron. Ezek a negatív nitrogén adhat részecskék kölcsönhatásba lépve más elemek, amelyek megfelelnek annak redukáló tulajdonsága. Szomszédos a hiányzó oktett, hogy 3 elektron atom mutat oxidatív képességét. Elektronegativitás nitrogén alatt a fémes tulajdonságok kevésbé erőteljes, mint a fluor-, oxigénnel és klórral. Amikor kölcsönhatásban ezek a kémiai elemek nitrogént ad elektronok (oxidálódnak). Reduction a negatív ionokat majd a reakciót más fémek és nemfémek.

Tipikus nitrogén vegyértékei - III. Ebben az esetben, a kémiai kötések vannak kialakítva a külső p-vonzás az elektronok és a teremtés közös (kötő) pár. Nitrogén kialakítására képes donor-akceptor kötés miatt magányos elektronpár, mint az ammónium-ion NH ^4+.

Megközelítés a laboratóriumban és az ipar

Egy laboratóriumi módszerek alapján oxidatív tulajdonságai réz-oxid. Nitrogént vegyületet hidrogén-- ammónia _NH3. Ez a kellemetlen szagú gázok vzaimoddeystvuet porított réz-oxid, fekete. A reakció eredményeként nitrogén és úgy tűnik, fémes réz (vörös por). Lerakódott a csőfalon waterdrops - a másik reakcióterméket.

Egy másik laboratóriumi módszer, amely egy nitrogén-vegyület fémekkel - aziddal, például _NaN3. Nyert a gáz, amelyet nem kell tisztítani a szennyeződésektől.

A laboratórium hajtjuk bomlása ammónium-nitrit nitrogénné és vízzé. A reakció indítására, melegítés szükséges, akkor a folyamat továbblép hőfejlődés (exoterm). Nitrogén szennyezett szennyeződéseket, ezért tisztítják és szárítják.

Előállítása A nitrogén az iparban:

• frakcionált desztillálásával cseppfolyós levegő - olyan eljárás, amely felhasználja a fizikai tulajdonságai a nitrogén és oxigén (különböző forráspont);
• kémiai reakció a levegő egy forró szenet;
• adszorptív gáz elválasztásban.

Kölcsönhatás fémek és hidrogén - oxidáló tulajdonságai

Inercia tartós molekulák nem teszik lehetővé valamilyen közvetlen szintézisét nitrogénvegyületek. Aktiválásához az atomok szükséges erős vagy besugárzás anyag. Nitrogén reagálhat lítium szobahőmérsékleten, magnézium, kalcium és a nátrium, a reakció csak melegítéssel. Megfelelő fém-nitridek keletkeznek.

A kölcsönhatás nitrogén hidrogénnel történik magas hőmérsékleten és nyomáson. Szintén ez a folyamat igényli a katalizátort. Ammónia kapott - az egyik legfontosabb kémiai szintézissel. Nitrogén, mint egy oxidálószer, mutatja, hogy a tri negatív oxidációs állapotok:

• 3 (ammónia és egyéb nitrogéntartalmú vegyületek, hidrogén - nitridek);
• -2 (hidrazin N ₂ H _4);
• -1 (hidroxil-NH ₂ OH).

A legfontosabb nitrid - Ammónia - nagy mennyiségben állítják elő az iparban. A nagy probléma sokáig maradt a kémiai semlegesség nitrogén. A nyersanyagforrások voltak nitrát, de ásványi tartalékok csökkenni kezdett gyorsan termelés növekedésének.

A nagy eredmény a kémiai tudomány és a gyakorlat létrehozása volt az ammónia-nitrogén próbáknál ipari méretekben. A speciális oszlopokra a közvetlen szintézises eljárás - egy reverzibilis folyamat közötti nitrogén-a levegőből és a hidrogén. Amikor optimális körülményeket, eltolja az egyensúlyt ennek a reakciónak, hogy a termék oldalon, a katalizátort ammónia hozam 97%.

Kölcsönhatás oxigén - redukáló tulajdonságai

Annak érdekében, hogy a reakció beindítására a nitrogén és az oxigén, erősnek kell lennie fűtés. Rendelkezik elegendő energiával villamos ív és villámlás a légkörbe. A legfontosabb szervetlen vegyületek is, amelyekben a nitrogén nem annak pozitív oxidációs állapotú:

• 1 (a nitrogén-oxid (I) N ₂ O);
• +2 (NO nitrogén-monoxid);
• 3 (a nitrogén-oxid (III) N ₂ O _3, HNO ₂ salétromossav, nitrit sói);
• 4 (a nitrogén-dioxid (IV) NO _2);
• 5 (a nitrogén-pentoxid (V) N ₂ O _5, HNO ₃ salétromsav, nitrátok).

Az érték a természetben előforduló

Növények elnyelik ammóniumionok és nitrát anionok a talajból szintézisére alkalmazott kémiai reakciók a szerves molekulák a sejtek folyamatosan fut. Légköri nitrogén göb baktériumok asszimilálni képes - mikroszkópos entitások alkotó csomók gyökerén hüvelyesek. Ennek eredményeként, ez a csoport a növények megkapták a szükséges akkumulátor, gazdagítja a talajt.

Során trópusi vihar fordul elő oxidációs reakció légköri nitrogén. Az oxidok oldjuk savakat képezni, ezek a vegyületek a nitrogén adja a talaj a vizet. Mivel a ciklus elemek a természetben folyamatosan feltöltik a tartalékait a földkéregben, a levegő. Összetett szerves molekulák nitrogéntartalmú az összetételét, degradálódnak a baktériumok által a szervetlen komponenseket.

gyakorlati haszna

A legfontosabb nitrogénvegyületek a mezőgazdaság - igen jól oldódó sót. Felszívódik növények karbamid -nitrát (nátrium, kálium, kalcium), ammónium-vegyületek (ammóniás víz, klorid, szulfát, ammónium-nitrát).
Inert tulajdonságai nitrogén növények képtelen elnyelni kívülről vezet a szükségességét, hogy a nagy dózisú évente nitrátok. Részei a növényi szervezetben képesek tárolni makrocella erő „a jövő”, amely lebontja a termék minőségét. A felesleges nitrátok zöldségek és gyümölcsök mérgezést okozhat az emberben, a rosszindulatú daganatok növekedését. Amellett, hogy a mezőgazdaság, a nitrogén vegyületeket használják más iparágakban:

• A gyógyászati készítmények előállítására;
• kémiai szintézisére szolgáló nagy molekulatömegű vegyületek;
• gyártásához robbanóanyagok trinitro-toluol (TNT);
• a termelés festékek.

NO-oxid találja felhasználásra műtét, az anyag fájdalomcsillapító hatása van. Érzékelés elvesztése belégzést gáz észrevette, hogy még az első kutatók nitrogénnel végzett vegyi tulajdonságait. Tehát volt egy közös neve „kéjgáz”.

A probléma a nitrátok, a mezőgazdasági termékek

A sók a salétromsav - Nitrát - tartalmazott egy egyszeres töltésű anion NO ^3-. Még mindig használják a régi neve anyagcsoport - ammónium-nitrát. Nitrátokat használnak megtermékenyítő mezők, üvegházak, kertek. Hozd őket kora tavasszal ültetés előtt, a nyáron - a folyékony etetést. Önmagukban, az anyag nem jelent nagy veszélyt az emberek, hanem a szervezetben, ezek alakítjuk nitritek, majd a nitrozaminok. Nitrit NO ^2- ionok - toxikus részecskék, az általuk okozott oxidációjával vas a hemoglobin molekulák a háromértékű ionok. Ebben az állapotban, a fő anyag az emberi és állati vér nem képes szállítani az oxigén és a széndioxid eltávolítására a szövetekből.

A veszélyesebb nitrát szennyezés élelmiszer emberi egészségre:

• rosszindulatú daganatok felmerülő átalakítására nitrátok nitrozamin (karcinogén);
• a fejlesztés a fekélyes vastagbélgyulladás,
• alacsony vérnyomás vagy a magas vérnyomás;
• szívelégtelenség;
• vérzési rendellenességek
• elváltozások a máj, a hasnyálmirigy és a diabétesz kialakulását;
• veseelégtelenség kialakulását;
• vérszegénység, csökkent memória, figyelem és az intelligencia.

Az egyidejű alkalmazása különböző termékek nagy dózisú nitrátok vezet az akut mérgezés. A forrás lehet a növények, az ivóvíz, kész húsételek. Áztatás tiszta vízben, és főzés csökkenti a tápanyag-tartalma a nitrát termékek. A kutatók azt találták, hogy a nagyobb dózisokban a veszélyes vegyületek megfigyelt éretlen és az üvegházhatású növénytermesztés.

Foszfor - elem nitrogéncsoport

Az atomok a kémiai elemek, amelyek ugyanabban a függőleges oszlop a periódusos rendszer, mutatnak közös tulajdonságokat. Foszfor található, a harmadik időszakban, arra utal, hogy a 15-ös csoport, valamint a nitrogén. Szerkezeti elemek hasonló atomok, de vannak különbségek tulajdonságai. A nitrogén és a foszfor-mutatnak negatív vegyértékű és oxidációs állapota III vegyületeik fémekkel és hidrogén.

Sok foszfor reakció lezajlásának szokásos hőmérsékleteken, egy kémiailag aktív elem. Reagáltatunk oxigénatommal P _{2O 5} magasabb oxid. A vizes oldatot ezen anyagnak a tulajdonságai a sav (metafoszforsav). Míg fűtés ortofoszforsav kapunk. Ez határozza meg több fajta sók, amelyek közül sok az ásványi műtrágyák, például szuperfoszfátok. A nitrogén és foszfor vegyületek fontos részét képezik a ciklus az anyag és energia bolygónkon használt ipari, mezőgazdasági és más területeken.