Stupeň oxidácie v NF3. Hlavné dusíkové zlúčeniny. Príklady riešenia problémov

Doteraz sa ukázalo, že pri vytváraní kovalentnej väzby sú elektronické páry symetricky vzhľadom na jadrá interakčných atómov a atómov v molekulách nie sú nabité.

Pri tvorbe iónových väzieb sa elektróny valencie pohybujú z menej elektronegatívneho (EO) na viac elektronegatívnych atómov, v dôsledku ktorého sú vytvorené ióny, ktorých náboj je určený množstvom odnímateľných alebo pripojených elektrónov. V molekulách s polárnymi väzbami sa elektróny valencie len čiastočne posunuli na viac EO atóm, zatiaľ čo interakčné atómy sa vyskytujú elektrické poplatkyIch hodnoty však nie sú celé číslo. Napríklad v molekule HCl na vodíku je pozitívny a na CL - negatívne poplatky, ale ich hodnoty sú menšie ako 1.

Na praktické účely (pri príprave rovníc redox reakcií) sú poplatky na atómoch v molekulách s polárnymi väzbami výhodne reprezentované ako celé čísla rovnajúce sa takýmto náboje, ktoré by vznikli na atómoch, ak boli telesie valencie úplne prechodné na viac elektronegatívnych atómov, t , e. Ak boli odkazy úplne iónové. Takéto hodnoty účtu boli nazývané stupňov oxidácie. Stupeň oxidácie akéhokoľvek prvku v jednoduchej látke sa vždy rovná 0.

V molekulách zložitých látok majú niektoré prvky vždy trvalý stupeň oxidácie. Pre väčšinu prvkov sú charakteristické premenné oxidácieodlišné od známych aj veľkosti, v závislosti od zloženia molekuly.

Alkalický kov, ako aj kovy, hlavná podskupina druhej skupiny, stupeň oxidácie vo všetkých zlúčeninách sa rovná +1 a +2. Konštantný stupeň oxidácie, rovný -1, má fluorid. Kyslík má spravidla stupeň oxidácie -2. V vodíku v zlúčeninách s nekovovými kovmi je stupeň oxidácie +1, v hydridoch kovov - -1. S cieľom rozlíšiť hodnotu stupňa oxidácie z poplatkov iónov v prvom prípade, označenie je umiestnené pred číslicou, v druhej - po obrázku. Napríklad H +1 Cl-1, ale Na 1+ C1-.

Stupeň oxidácie (CO) sa často rovná valencii a líši sa od nej len podpísať. Existujú však zlúčeniny, v ktorých sa stupeň oxidácie prvku nie je rovný jeho valencii. Ako už bolo uvedené, v jednoduchých látkach z prvku sa vždy rovná nule, bez ohľadu na jeho valenciu. Tabuľka zodpovedá valencii a stupni oxidácie určitých prvkov v rôznych pripojeniach.

zmes element valencia Schéma Stupeň oxidácie
O 2. kyslík OH \u003d O.
H 2 O. On n n -2 +1
H 2 O 2 N → o - o ← n -1 +1
N 2. dusík N≡n.
NH3. H n h h -3 +1
Nf 3. F n f f +3 -1
N2H4 (hydrazín) H h n-n h h -2 +1
NH2OH (hydroxyl-amín) H n o h h -1 -2 +1

Stanovenie stupňa oxidácie prvku, v ktorom je molekula redukovaná na jednoduchú aritmetickú operáciu, pretože súčet stupňov oxidácie atómov všetkých prvkov obsiahnutých v molekule je nula. Napríklad je potrebné určiť stupeň oxidácie fosforu v kyseline fosforečnej H3PE4. Pretože kyslík CO--2 a v vodíku - +1, potom pre nulový súčet fosforu, by mal byť stupeň oxidácie 5.

Dusík, N (nitrogénne) chemický prvok (na. Číslo 7) VA podskupiny periodický systém Prvky. Atmosféra Zeme obsahuje 78% (približne.) Dusík. Ukázať, aké veľké rezervy dusíka si všimneme, že v atmosfére nad každým štvorcový kilometer povrchový povrch Existuje toľko dusíka, že je možné získať až 50 miliónov ton dusičnanu sodného alebo 10 miliónov ton amoniaku (zlúčenina dusíka s vodíkom), a napriek tomu je malý podiel dusíka obsiahnutý v zem Kore. Existencia voľného dusíka indikuje jeho zotrvačnosť a obtiažnosť interakcie s inými prvkami pri normálnej teplote. Pridružený dusík je súčasťou organickej a anorganickej látky. Zeleninový a zvierací svet obsahuje dusík spojený s uhlíkom a kyslíkom v proteínoch. Okrem toho známe a môžu byť získané vo veľkých množstvách anorganických zlúčenín obsahujúcich dusík, ako sú dusičnany (nie3 -), dusitany (NO 2 -), kyanidy (CN -), nitridy (N3-) a azidy (N3-). Historický odkaz. Skúsenosti A. Lavuaazier, venovaný štúdiu úlohy atmosféry pri udržiavaní životnosti a horiacich procesov, potvrdili existenciu relatívne inertnej látky v atmosfére. Bez zriadenia elementárneho charakteru plynu zostávajúce po spaľovaní, Lavoise nazval ho Azote, ktorá v starovekom gréckom znamená "bez života". V roku 1772, D. Renford z Edinburghu zistil, že tento plyn je prvok, a nazýva to "škodlivý vzduch". Latinský dusík Názov pochádza z gréckych slov nitron a gen, čo znamená "tvarovanie selitra".Blokovací dusík a cyklus dusíka. Termín "fixácia dusíka" znamená proces väzbového atmosférického dusíka n2 . V prírode sa to môže vyskytnúť dvoma spôsobmi: buď zeleninové rastliny, ako je hrach, ďatelina a sójové bôby, sa hromadia na svojich koreňoch uzlín, v ktorých je baktéria upevnenie dusíka otáčať do dusičnanov, alebo oxidácia atmosférického dusíka kyslíka sa vyskytuje v rozsahu blesku . S.ARRENIUS Zistil, že tento spôsob je každoročne stanovený na 400 miliónov ton dusíka. V atmosfére oxidov dusíka sú pripojené k dažďovej vode, tvorí dusičnú a dusíkovú kyselinu. Okrem toho sa zistilo, že s dažďom a snehom pre každé hektár pôdy padá. 6700 g dusíka; Dosiahnutie pôdy sa premenia na dusitany a dusičnany. Rastliny používajú dusičnany za vzniku rastlinných proteínových látok. Zvieratá kŕmenie týmito rastlinami, absorbujú proteínové látky rastlín a otočia ich do živočíšnych proteínov. Po smrti zvierat a rastlín, dôjde k ich rozkladu, zlúčeniny dusíka sa zmenia na amoniak. Amoniak sa používa dvomi spôsobmi: baktérie, ktoré netvoria dusičnany, zničili ho na prvky, zvýraznenie dusíka a vodíka a iné baktérie tvoria dusitany, ktoré sú oxidované inými baktériami na nitráty. Cyklus dusíka sa teda vyskytuje v prírode alebo cyklus dusičnanu.Štruktúra jadra a elektronických škrupín. V prírode existujú dva stabilné izotop dusíka: s hmotnostným číslom 14 (obsahuje 7 protónov a 7 neutrónov) ashmotnostné číslo 15 (obsahuje 7 protónov a 8 neutrónov). Ich pomer je 99,635: 0,365, tak atómová hmota Dusík sa rovná 14,008. Nestabilné izotopy AZOTA12 N, 13 N, 16 N, 17 N sa získajú umelo.Schematicky elektronická štruktúra atómu dusíka Takéto: 1. s. 2 2s. 2 2p x. 1 2p y. 1 2p z. 1 . V dôsledku toho je 5 elektronických elektronických škrupín na vonkajšej (druhej) elektronickej mušle, ktorá sa môže zúčastniť vzdelávania chemické väzby; \\ T Dusík orbitálne môže tiež dostávať elektróny, t.j. Je možné vytvoriť zlúčeniny so stupňom oxidácie z (-II. I) až (v) a sú známe. pozri tiež Atómová štruktúra.Molekulový dusík. Stanovenia hustoty hustoty plynu sa zistilo, že molekula dusíka je dukhatomna, t.j. Molekulový vzorec dusíka má formu nє n (alebo n 2 ). Dva atómy dusíka majú tri vonkajšie2p. \\ t- electron každého atómu tvoria trojitý vzťah: N :::: N :, Tvorba elektronických párov. Meraná interaktická vzdialenosť n- n je 1,095 Å . Ako v prípade vodíka (cm. Vodík) Existujú molekuly dusíka s rôznymi jadiermi točmi - symetrickým a antismetrickým. Pri normálnej teplote je pomer symetrických a antismetrických foriem 2: 1. V pevnom stave sú známe dve modifikácie dusíka: a. - kubický I. b. - šesťhranná teplota prechodu a ®. B -237,39 ° S. MODIFIKÁCIA b. Topí na -209,96° C a varí na -195,78° C o 1 atm ( cm. Tabuľka. jeden). Modlitba disociácie (28,016 g alebo 6 023H 10 23. Molekuly) Molekulárny dusík na atómoch (N 2 2N) približne -225 kcal. Preto môže byť atómový dusík vytvorený s tichým elektrickým výbojom a je chemicky aktívny ako molekulový dusík.Získanie a použitie. Spôsob získania dusíka prvok závisí od jeho požadovanej čistoty. V obrovské množstvá Dusík sa získa na syntézu amoniaku, zatiaľ čo malé nečistoty šľachtických plynov sú povolené.Dusík z atmosféry. Ekonomicky je pridelenie dusíka z atmosféry spôsobené metódou charkingu čisteného vzduchu (vodných párov, čo2 , Prach, iné nečistoty sa odstránia). Po sebe idúce kompresné cykly, chladenie a expanziu takéhoto vzduchu vedú k jeho skvapalneniu. Kvapalný vzduch sa podrobí frakčnej destilácii počas pomalého vzostupu teploty. Prvé sú šľachtické plyny, potom dusík a zostáva tekutý kyslík. Čistenie sa dosiahne viacerými procesmi frakcionácie. Táto metóda poskytuje každý rok mnoho miliónov ton dusíka, najmä na syntézu amoniaku, čo je počiatočná surovina vo výrobnej technológii rôznych zlúčenín obsahujúcich dusík pre priemysel a poľnohospodárstvo. Okrem toho sa čistá atmosféra dusíka často používa, keď je prítomnosť kyslíka neprijateľná.Laboratórne metódy. Dusík v malých množstvách možno získať v laboratóriu rôzne cesty, oxidačný amoniak alebo amónny ión, napríklad:Veľmi výhodné pre oxidáciu amónneho iónu nitritu iónu:Sú známe ďalšie spôsoby - rozklad azidov pri zahrievaní, rozkladu oxidu amoniaku medi (II), interakcie dusitanov s kyselinou sulfámovou alebo močovinou: \\ tS katalytickou rozkladom amoniaku pri vysokých teplotách môžete tiež získať dusík: Fyzikálne vlastnosti. Nejaký fyzikálne vlastnostiv tabuľke je uvedený dusík. jeden.

Tabuľka 1. Niektoré fyzikálne vlastnosti dusíka

Hustota, g / cm3 0,808 (kvapalina)
Teplota topenia, ° С –209,96
Teplota varu, ° С –195,8
Kritická teplota, ° С –147,1
Kritický tlak, atm a 33,5
Kritická hustota, G / cm 3 A. 0,311
Špecifické teplo, J / (Molch K) 14,56 (15 ° С)
Elektrina od paulovania 3
Kovalentný polomer 0,74
Kryštalický polomer 1.4 (m 3-)
Ionizačný potenciál, v b
najprv 14,54
druhý 29,60
ale Teplota a tlak, v ktorej hustotedusík kvapalina a plynný stav sú rovnaké.
B. Množstvo energie potrebnej na odstránenie prvých externých a nasledujúcich elektrónov, po ktorých nasleduje 1 mol atómového dusíka.
Chemické vlastnosti. Ako už bolo uvedené, prevládajúci majetok dusíka za normálnych podmienok teploty a tlaku je jeho inertnosť alebo nízka chemická aktivita. Elektronická štruktúra dusíka obsahuje elektronický pár o 2 s.- euro a tri polovičné vyplnené 2 ročník-Tell, takže jeden atóm dusíka môže viazať viac ako štyri ďalšie atómy, t.j. Jeho koordinačné číslo je štyri. Malá veľkosť atómu tiež obmedzuje počet atómov alebo skupín atómov, ktoré môžu byť spojené s ním. Preto sú mnohé zlúčeniny iných členov podskupiny VA buď vôbec majú analógy medzi zlúčeninami dusíka, alebo podobné zlúčeniny dusíka sú nestabilné. Takže, PCL.5 - Stabilné pripojenie a NCL5 neexistuje. Atóm dusíka sa môže viazať na iný atóm dusíka, ktorý tvorí niekoľko dostatočne stabilných zlúčenín, ako je hydrazín n2 H4. a azid MN3 . Tento typ komunikácie je nezvyčajný pre chemické prvky (s výnimkou uhlíka a kremíka). Pre zvýšené teploty Dusík reaguje s mnohými kovmi, ktoré tvoria čiastočne nitridy m x N. y. . V týchto zlúčenín sa negatívne nabitý dusík. V Tab. 2 ukazuje stupeň oxidácie a príklady zodpovedajúcich zlúčenín.

Tabuľka 2. Stupeň oxidácie dusíka a zodpovedajúcich zlúčenín

Stupeň oxidácie

Príklady pripojení

Amoniak NH3, amónny ión NH4 +, nitridy m3 n2
HyDrazín N2 H4
Hydroxylamín NH2OH
HypontitriteNa2N202, oxid dusíka (I) n 2O
Oxid dusíka (II) nie
Oxid dusíka (III) N2O3, dusitan sodný NANO 2
Oxid dusíka (IV) NO 2, dimér N2O
Oxid dusíka (V) N2O5 , Kyselina dusičnáHNO 3. a jeho soli (dusičnany)
Nitridy. Zlúčeniny dusíka s viac elektrickými prvkami, kovmi a nekovovými látkami - nitridy sú podobné karbidám a hydridom. Môžu byť rozdelené v závislosti od povahy pripojenia M-N na iónový, kovalentný a medziproduktom typu komunikácie. Sú to pravidlo, že sú to kryštalické látky.Nitridy. Komunikácia v týchto zlúčeninách zahŕňa prechod elektrónov z kovu na dusík s tvorbou iónov n3- . Tieto nitridy zahŕňajú li3 N, mg3N2, ZN3 N2 a CU3N2 . Okrem lítia, iné alkalické kovy IA podskupiny nitridy netvoria. Iónové nitridy majú vysoké teploty topenia, reagujú s vodou, tvarovanie NH3 a hydroxidov kovov.Kovalentné nitridy. Keď sa dusíkové elektróny zúčastňujú na tvorbe komunikácie v spojení s elektrónmi iného prvku bez prechodu z dusíka do iného atómu, nitridy sú vytvorené s kovalentnou väzbou. Nitridy vodíka (napríklad amoniak a hydrazín) sú úplne kovalentné, ako sú halogenidy dusíka (NF)3 a NCL 3 ). Kovalentné nitridy zahŕňajú napríklad Si3 N 4, P 3 N 5 A BN sú vysoko stabilné biele látky a BN má dve alrotropné modifikácie: šesťuholníkový a diamantový. Ten je vytvorený pri vysokých tlakoch a teplotách a má tvrdosť blízko tvrdosti diamantov.Nitridy s medziľahlým typom komunikácie. Prechodové prvky v reakcii s NH3 Pri vysokých teplotách sa nezvyčajná trieda zlúčenín, v ktorých sú atómy dusíka rozdelené medzi pravidelné atómy kovov. V týchto zlúčeninách nie sú jasné posunutie elektrónov. Príklady takýchto nitridov - Fe4 N, W 2 N, MO 2 N, MN 3 N 2 . Tieto zlúčeniny sú zvyčajne úplne inertné a majú dobrú elektrickú vodivosť.Zlúčeniny dusíka. Interakcia dusíka a vodíka, tvarovanie zlúčenín na diaľku sa pripomínajú uhľovodíky (pozri tiež ORGANICKÁ CHÉMIA) . Stabilita bohov dusíka sa znižuje zvýšením počtu atómov dusíka v reťazci, na rozdiel od uhľovodíkov, ktoré sú stabilné a dlhé okruhy. Najdôležitejšie nitridy vodíka - amoniak NH3 a hydrazín N2H4 . Patrí medzi ne dusíková kyselina HNNN (HN3). Amoniak NH3. Amoniak je jedným z najdôležitejších priemyselných výrobkov modernej ekonomiky. Na konci 20. storočia Spojené štáty vyrábajú v poriadku. 13 miliónov ton amoniaku ročne (pokiaľ ide o bezvodý amoniak).Štruktúra molekuly. NH 3 molekula Má takmer pyramídu. Oznámenie H-N-H je 107° v blízkosti rozsahu tetrahedral uhla 109° . Úvodný elektrónový pár je ekvivalentný v priloženej skupine, čo je výsledok, koordinačný počet dusíka je 4 a dusík sa nachádza v strede tetrahedronu.Chýbajúci amoniak. Niektoré fyzikálne vlastnosti amoniaku v porovnaní s vodou sú uvedené v tabuľke. 3.

Tabuľka 3. Niektoré fyzikálne vlastnosti amoniaku a vody

Nehnuteľnosť

Hustota, g / cm3 0,65 (-10 ° С) 1,00 (4,0 ° C)
Teplota topenia, ° С –77,7 0
Teplota varu, ° С –33,35 100
Kritická teplota, ° С 132 374
Kritický tlak, ATM 112 218
Encalppy odparovanie, J / G 1368 (-33 ° С) 2264 (100 ° С)
Enthalpy tavenie, j / g 351 (-77 ° С) 334 (0 ° C)
Špecifická elektrická vodivosť 5H 10 -11 (-33 ° С) 4H 10 -8 (18 ° С)
Teploty varu a topenia v amoniaku sú oveľa nižšie ako voda, napriek blízkosti molekulárnych hmôt a podobnosti štruktúry molekúl. To je vysvetlené relatívne vyššou pevnosťou intermolekulárnych väzieb vo vode ako v amoniaku (takéto intermolekulárne spojenie sa nazýva vodík).Amoniak ako rozpúšťadlo. Vysoká dielektrická konštanta a dipól moment tekutého amoniaku vám umožní používať ako rozpúšťadlo na polárne alebo iónové organické látky. Amoniak-rozpúšťadlo zaberá medziprodukt medzi vodou a organickými rozpúšťadlami etylalkohol. Alkalické a alkalické zemné kovy sa rozpustia v amoniaku, vytvárajú hustotné roztoky. Dá sa predpokladať, že solvácia a ionizácia valenčných elektrónov podľa schémy sa vyskytujú v roztokuModrá farba je spojená s solváciou a pohybu elektrónov alebo s pohyblivosťou "otvorov" v kvapaline. S vysokou koncentráciou sodíka v kvapalnom amoniaku, roztok má bronzovú farbu a vyznačuje sa vysokou elektrickou vodivosťou. Neviazaný alkalický kov sa môže izolovať z takéhoto roztoku odparením amoniaku alebo pridaním chloridu sodného. Roztoky kovov v amoniaku sú dobré redukčné činidlá. V kvapalnom amoniaku sa vyskytne autoionizáciapodobne ako proces prúdiaci vo vode:Nejaký chemické vlastnosti Obe systémy sú mapované na tabuľku. štyri.

Kvapalný amoniak ako rozpúšťadlo má výhodu v niektorých prípadoch výhodu, keď nie je možné vykonať reakcie vo vode v dôsledku rýchlej interakcie vodných zložiek (napríklad oxidáciou a regeneráciou). Napríklad v kvapalnom amoniaku vápnik reaguje s KCl s tvorbou CaCl2 a K, pretože CaCl2 nerozpustný v kvapalnom amoniaku a rozpustné a reakcia prebieha úplne. Vo vode je takáto reakcia nemožná z dôvodu rýchlej interakcie Ca s vodou.

Získanie amoniaku. Plynné NH3. odlíšené od amóniových solí pod akciou silná základňaNapríklad NaOH:Spôsob je použiteľný v laboratórnych podmienkach. Malá produkcia amoniaku je tiež založená na hydrolýze nitridu, napríklad mg3 n2. Vody. CACENADE CALIBUM CACN.2 Pri interakcii s vodou tiež tvorí amoniak. Hlavným priemyselným spôsobom získania amoniaku je katalytická syntéza z atmosférického dusíka a vodíka pri vysokej teplote a tlaku:Vodík pre túto syntézu sa získa tepelným krakovaním uhľovodíkov, pôsobením vodnej pary na uhlie alebo železo, rozklad alkoholov s vodou alebo elektrolýzou vody. Syntéza amoniaku získala mnoho patentov, charakterizovaných podmienkami procesu (teplota, tlak, katalyzátor). Existuje spôsob priemyselnej produkcie s tepelnou destiláciou uhlia. Názvy F. Gaber a K. Bosha sú spojené s technologickým vývojom syntézy amoniaku.

Tabuľka 4. Porovnanie reakcií vo vodnom a amoniakovom prostredí

Vodné prostredie

Životné prostredie amoniaku

Neutralizácia

OH - + H3O + ® 2H 2 O

NH2 - + NH4 + ® 2NH 3

Hydrolýza (protolýza)

PCL 5 + 3H 2O POCL 3 + 2H 3 O + + 2Cl -

PCL 5 + 4NH3 PNCL 2 + 3NH 4 + + 3Cl -

Výmena

Zn + 2H 3 O + ® Zn 2+ + 2H 2 O + H2

ZN + 2NH 4 + ® Zn 2+ + 2NH 3 + H2

Solvácia (kolektívna tvorba )

Al2Cl 6 + 12H 2 O 2 3+ + 6Cl -

Al2Cl 6 + 12NH 3 2 3+ + 6CL -

Amfotenity

Zn 2+ + 2OH - ZN (OH) 2

Zn 2+ + 2NH 2 - Zn (NH2) 2

ZN (OH) 2 + 2H 3 O + ZN2 + + 4H 2 O

Zn (NH2) 2 + 2NH 4 + ZN2 + + 4NH 3

ZN (OH) 2 + 2OH - ZN (OH) 4 2-

ZN (NH2) 2 + 2NH 2 - Zn (NH2) 4-

Chemické vlastnosti amoniaku. Okrem reakcií uvedených v tabuľke. 4, amoniak reaguje s vodou, tvorí NH pripojenie3 h H 2 O, ktorý je často mylne považovaný za hydroxid amóniový NH4 Oh; V skutočnosti, existenciaNH 4 Oh. Riešenie nepreukazuje. Vodný roztok amoniaku ("amoniak alkohol") pozostáva hlavne z NH3, H20 a nízkych koncentrácií NH iónov4 + a OH - Sily na disociáciuHlavným charakterom amoniaku je vysvetlený prítomnosťou stredného páru dusíka: NH3. Preto NH3. - Toto je založenie Lewis, ktorý má najvyššiu nukleofilnú aktivitu, ktorá sa prejavuje vo forme asociácie s protónou, alebo jadrom atómu vodíka:Akýkoľvek ión alebo molekula schopná užívaniu elektronického páru (elektrofilná zlúčenina) bude interagovať s NH3 S tvorbou ohniskovej zlúčeniny. Napríklad:Symbol M. N +. predstavuje prechodový kovový ión (B-podskupiny periodickej tabuľky, napríklad CU2 +, MN2 + adR.). Akýkoľvek protón (t.j. N-obsahujúci) kyselina reaguje s amoniakom vo vodnom roztoku s tvorbou amónnych solí, ako je NHN amónny dusičnan4 no 3. , Chlorid amónny NH4 Cl, síran amónny (NH4) 2 SO 4 , fosforečnan amónny (NH4) 3 PO 4 . Tieto soli sa široko používajú poľnohospodárstvo Ako hnojivá pre zavedenie dusíka do pôdy. Dusičnan amónny, navyše, používanie ako lacný výbušný; Prvýkrát bol aplikovaný ropným palivom (motorová nafta). Vodný roztok amoniaku sa používa priamo na zavedenie do pôdy alebo zavlažovania vody. MočovinaNH2 CONH 2 získané syntézou amoniaku a oxid uhličitýje tiež hnojivo. Plynný amoniak reaguje s kovmi typu Na a K za vzniku amidov:Amoniak reaguje s hydridmi a nitridmi aj s tvorbou amidov:Amidy alkalických kovov (napríklad Nanh2) Reagujte s N2 O Po zohriatí azide:Plynné NH3. Obnovuje oxidy ťažké kovov na kovy pri vysokej teplote, zrejme v dôsledku vodíka vytvoreného v dôsledku rozkladu amoniaku na n2 a H2: Atómy vodíka v NH molekule3 Môže byť nahradený halogénom. Jód reaguje s koncentrovaným roztokom NH3 vytvorenie zmesi látok obsahujúcich nI 3. . Táto látka je veľmi nestabilná a rozložená s najmenším mechanickým účinkom. S NH reakciou3 cl 2 Zriaďujú sa NCl3, NHCl2 a NH2CI2 a NH2CI. Pri vystavení amoniaku hypochlórnanu sodného NaOCl (vytvorený z NaOH aCL2. ) Konečný produkt je hydrazín:Hydrazín. Vyššie uvedené reakcie sú spôsob výroby monohydrátu hydrazínu n2 H4 H H2 O. Bezvodý hydrazín je vytvorený so špeciálnou destiláciou monohydrátu BAO alebo iných látok na báze vody. Podľa vlastností, hydrazín mierne pripomína peroxid vodíka H2 o 2. . Čistý bezvodý hydrazín– bezfarebná hygroskopická kvapalina varu pri 113,5" ; \\ T dobre rozpustný vo vode, ktorý tvorí slabú základňuV kyslom prostredí (H + ) Hydrazín tvorí rozpustné hydraulické soli typu + x - . Jednoduchosť, s ktorou hydrazín a niektoré z jeho derivátov (napríklad metylhydrazín) reagujú s kyslíkom, vám umožňuje používať ho ako súčasť tekutého paliva. Hydrazín a všetky jej deriváty sú silne jedovaté.Oxidy dusíka. V zlúčeninách s kyslíkom, dusík vykazuje všetky stupne oxidácie, tvarovacie oxidy: n2 O, NO, N2O3, NO 2 (N2O4), N2O5. Existujú vzácne informácie o tvorbe peroxidov dusíka (č3, č. 4). Oxid dusíka (I) N 2. O (Diazot oxid) sa získa s tepelnou disociovaním dusičnanu amónneho:Molekula má lineárnu štruktúruO je celkom inertné pri izbovej teplote, ale pri vysokých teplotách môže podporovať spaľovanie ľahko oxidačných materiálov. N.2 O, známe ako "vtipný plyn", sa používa na miernu anestéziu v medicíne.Oxid dusíka (II) NO - bezfarebný plyn, je jedným z produktov katalytickej tepelnej disociácie amoniaku v prítomnosti kyslíka:Nie je tiež vytvorený počas tepelného rozkladu kyselina dusičná Alebo s medenou reakciou so zriedenou kyselinou dusičnou:Nie je možné získať syntézou jednoduchých látok (n2 a o 2 ) Pri veľmi vysokých teplotách, napríklad v elektrickom výboji. V štruktúre no molekuly existuje jeden nepárový elektrón. Zlúčeniny s takouto štruktúrou interagujú s elektrickým a magnetické polia. V kvapalnom alebo pevnom stave má oxid modrú farbu, pretože nepárový elektrón spôsobuje čiastočné združenie v kvapalnom stave a slabá dimerizácia pevného stavu: 2NO N 2 O 2. Oxid dusíka (III) N 2 O 3 (oxid dusičitý) - anhydrid dusičnanov:N2O3 + H20 2HO2. Čistý N 2 O 3 možno získať vo forme modrej kvapaliny pri nízkych teplotách (-20° C) Z ekvimolekulárnej zmesi nie a nie2. N 2 O 3 Rezistentné len v pevnom stave pri nízkych teplotách (MP - 102.3° C) v tekutine a plynný stav Opäť sa rozkladá na no a nie2 . Oxid dusíka (IV) Č. (oxid dusičitý) má tiež nepárový elektrón v molekule ( viď vyššie Oxid dusíka (ii)). V štruktúre molekuly sa predpokladá trojbropová väzba a molekula ukazuje vlastnosti voľného radikálu (jedna riadok zodpovedá dvom spárovaným elektrónom): Ukazuje sa, že katalytická oxidácia amoniaku v nadbytku kyslíka alebo oxidácie nie vo vzduchu:rovnako ako reakcie:Pri izbovej teplote nie2 - Plyn tmavej farby má magnetické vlastnosti v dôsledku prítomnosti nepárového elektrónu. Pri teplotách pod 0° C molekula č. 2 Dimienci v diazot tetraxidov a pri -9.3° C Dimyrizácia je plne:2NO 2 N 2 O 4 . V tekutom stave sa vykonáva len 1% nie2 a pri 100 ° C zostáva vo forme diméru 10% n2 o 4. (alebo N 2 O 4 ) Reaguje v teplej vode za vzniku kyseliny dusičnej:3NO 2 + H 2 O \u003d 2HO 3 + NO. Technológia č. 2. Takže je veľmi významná ako prechodná fáza získania priemyselných dôležitý produkt – kyselina dusičná.Oxid dusíka (V) N 2 O 5 (Študovať. Anhydrid kyseliny dusičnej) - biela kryštalická látka, sa získa dehydratáciou kyseliny dusičnej v prítomnosti oxidu fosforu p4 o 10: N 2 O 5 Ľahko rozpustené vo vlhkosti vzduchu, opätovné vytvorenieHNO 3. VLASTNOSTI N 2 O 5 Definovaná rovnováhaN2O5 je dobré oxidačné činidlo, ľahko reagovať, niekedy násilne, s kovmi a organickými zlúčeninami a v čistom stave, keď sa zahrieva exploduje. Pravdepodobná štruktúra. Pri odparení roztoku sa vytvorí biely výbušný s zamýšľanou štruktúrou H-O-N \u003d N-O - H. Kyselina azobová HNO 2 N. existuje vo svojej čistej forme, avšak vodné roztoky jeho nízkej koncentrácie sú vytvorené pridaním kyseliny sírovej do dusitanu bárnatého:Kyselina azobová sa tiež vytvára pri rozpustení ekvimolárnej zmesi č.2 (alebo N 2O3 ) vo vode. Kyselina azobová je mierne silnejšia ako kyselina octová. Stupeň oxidácie dusíka v ňom je +3 (jeho štruktúraH-O - N \u003d O) tí. Môže to byť oxidačné činidlo a redukčné činidlo. Podľa pôsobenia redukčných činidiel sa zvyčajne obnovujeČ. A pri interakcii s oxidačnými oxidérmi oxiduje kyselinou dusičnou.

Rýchlosť rozpúšťania niektorých látok, ako sú kovy alebo jodidové ión, v kyseline dusičnej závisí od koncentrácie prítomnej dusíkatej kyseliny vo forme nečistôt. Soli dusíka - dusitany - dobre rozpustí vo vode, s výnimkou dusitanu strieborného.

NANO 2. používa sa pri výrobe farbív.Kyselina dusičná HNO 3. - jeden z najdôležitejších anorganických výrobkov hlavného chemického priemyslu. Používa sa napríklad v technológiách mnohých iných anorganických a organických látok, napríklad, \\ t výbušnina, hnojivá, polyméry a vlákna, farbivá, farmaceutické prípravky atď. pozri tiež Chemické prvky. Literatúra Adresár z Azotchik. M., 1969.
Nekrasov B.V. Základy všeobecnej chémie. M., 1973.
Problémy s uzáverom dusiča. Anorganic I. fyzikálna chémia . M., 1982.

Úloha 1. Určite, ako sa zmení sila zlúčenín v rade: HF, HSL, HBR, HI.

Rozhodnutie. V týchto diatonických molekúl závisí silu komunikácie na dĺžke komunikácie. A keďže polomer atómu v prechode z fluóru na koniec sa zvyšuje, dĺžka N - halogénová väzba v tomto smere sa zvyšuje, t.j. Sila zlúčenín počas prechodu od fluóru na koniec klesá.

Úloha 2. Koľko elektrónov a protónov obsahujú nasledujúce molekuly a ióny: a) alh 4 -; b) nf 3?

Rozhodnutie

a) Počet protónov v atóme prvku sa rovná sekvenčnému číslu prvku, preto atóm hliníka obsahuje 13 protónov, atóm vodíka je jeden protón. Celkovo ión obsahuje 17 protónov. Náboj iónov je -1, preto počet elektrónov na jednotku presahuje počet protónov a rovný 18.

b) Atóm dusíka obsahuje 7 protónov, atóm fluóru ATOM - 9. Molekula NF3 obsahuje 7 + 3 9 \u003d 34 Proton. Nabíjanie molekuly je 0, takže počet elektrónov je rovný počtu protónov.

Odpoveď. a) 17 Protóny, 18 elektrónov; b) 34 Proton, 34 elektrónov.

Úloha 3. Aké sú valence a stupeň oxidácie dusíka: a) v kyseline dusičnej; b) v chloridoch amónneho?

Rozhodnutie.

a) Štruktúrny vzorec kyseliny dusičnej je niekedy znázornený päť-menom dusíkom nasledovne:

O // h - o - n o

V skutočnosti, päťkanálový dusík neexistuje, pretože pre tento atóm dusíka musí mať päť nepárové elektróny.

Šírenie 2s-elektrónov dusíka vyžaduje veľmi vysoké náklady na energiu a prakticky sa nevyskytuje. Atóm dusíka u kyseliny dusičnej má valenciu IV. Tri kovalentné väzby N-O je tvorené nepárovými elektrónmi a jeden - kvôli párovým párom dusíkatých elektrónov. Štruktúrny vzorec kyseliny dusičnej môže byť napísaný takto:

O / h - o - n o

ak šípka označuje pripojenie k darcovi. Stupeň oxidácie vodíka je +1, kyslík -2 a súčet stupňov oxidácie atómov v molekule sa rovná 0, preto má podiel atómu dusíka podmienečný náboj +5.

b) valencia dusíka v ióne sa rovná IV. Tri kovalentné n-H Pripojenia Vytvorené na úkor nepárových dusíkových elektrónov a jeden - kvôli zraniteľnému páru elektrónov.

Stupeň oxidácie vodíka je +1 a súčet stupňov oxidácie atómov v ióne sa rovná náboja iónu (-1), preto je podmienená náboja -3 účtuje podiel dusíka atóm.

Odpoveď. a) valencia IV, oxidácia +5. b) Valencia IV, Oxidácia Titul -3.

Úloha 4. Určite stupne oxidácie prvkov v nasledujúcich pripojeniach: K2 MnO4; BA (CLO 3) 2; F20; CA (č. 2) 2; H2 SIF 6; H202; CR2 (SO 4) 3.

Rozhodnutie. Používame nasledujúce pravidlá na určenie stupňov oxidácie: 1) súčet stupňov oxidácie atómov v molekule je 0; 2) Stupeň oxidácie n je +1 v spojení s nekovovými kovmi; 3) Stupeň oxidácie O sa rovná -2, s výnimkou zlúčenín s fluórmi a peroxidmi; 4) Stupeň oxidácie f fluóru je -1; 5) Stupeň oxidácie kovov sa rovná nabíjaniu kovového iónu. Pomocou týchto pravidiel nájdeme:

1) K2 MnO 4: K +1, MN +6, O -2;

2) BA (CLO3) 2: BA +2, Cl +5, O -2;

3) F2O: F-1, O +2;

4) CA (NO 2) 2: CA +2, N +3, O -2;

5) H2 SIF2: H +1, Si +4, F-1;

6) H202: H +1, O-1;

7) CR2 (SO 4) 3: CR +3, S +6, O -2.

Úloha 5. Priniesť konštrukčný vzorec Kyselina 3-aminobenzoová. Uveďte charakter chemických väzieb, valencie a stupňov oxidácie prvkov.

Rozhodnutia. Všetky pripojenia v molekule kyseliny 3-aminobenzoovej sú kovalentné polárne, s výnimkou C-C väzieb v benzénovom kruhu, ktoré sú kovalentné UNPOLAR:

Vhodnotenie prvkov je rovnaká: C - IV, O - II, H - I, N - III. Stupeň oxidácie: N +1, O -2, N-3. Stupeň oxidácie atómov uhlíka je iný. Atómy C v benzenovom kruhu s článkami C-h majú stupeň oxidácie -1 (pretože uhlík je viac elektróngatívnym prvkom ako vodík), atóm c-N Pripojenia má stupeň oxidácie +1 (dusík viac elektronivárny ako uhlík), atóm c-S Connection - stupeň oxidácie 0 (vzťah medzi rovnakými atómami). A konečne, atóm v skupine Soton je spojený tromi väzbami s viac elektronegatívnymi atómami a má stupeň oxidácie +3.

Stupeň oxidácie dusíka v zlúčeninách -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Zlúčeniny dusíka do stupňa oxidácie -3 sú reprezentované nitridmi, z ktorých je amoniak takmer najdôležitejší;

Zlúčeniny dusíka do stupňa oxidácie -2 sú menej charakteristické, reprezentované perititormi, z ktorých najdôležitejší perritrid vodíka N2H4 alebo hydrazínu (existuje tiež extrémne nestabilný perititrid vodíka N2H2, DIIMID);

Zlúčeniny dusíka do oxidačného stupňa -1 NH2OH (hydroxylamín) je nestabilná báza aplikovaná, spolu s hydroxylamónium solí, v organickej syntéze;

Zlúčeniny dusíka do oxidácie stupňa +1 oxidu dusíka (I) N2O (dusík Rushing, vtipný plyn);

Zlúčeniny dusíka do oxidácie stupňa +2 oxidu dusíka (II) NO (oxid dusík);

Zlúčeniny dusíka až do stupňa oxidácie +3 oxidu dusíka (III) N2O3, dusíkovej kyseliny, deriváty aniónového NO2-, trifluoridu dusíka (NF3);

Zlúčeniny dusíka do oxidácie stupňa +4 oxidu dusíka (IV) NO2 (oxid dusičitý, hnedý plyn);

Zlúčeniny dusíka Do stupňa oxidácie je +5 oxidom dusíka (v) N2O5, kyselina dusičná, jej soli sú dusičnany a iné deriváty, ako aj NF4 + tetrafluorems a jej soli.

Amoniak - zlúčenina dusíka s vodíkom. Je to dôležité v chemickom priemysle. AMONIAKO FORMUPERS - NH3.

Bezfarebný plyn s charakteristickým ostrým zápachom. Amoniak je oveľa jednoduchší ako vzduch, hmotnosť jedného literu tohto plynu je 0,77 v dôsledku vodíkové väzby Amoniak má abnormálne vysokú teplotu varu, ktorá nezodpovedá svojej malej molekulovej hmotnosti, dobre rozpustnej vo vode.

Amónne soli. Väčšina amónnych solí je bezfarebná a dobre rozpustná vo vode. Podľa niektorých vlastností sú podobné solí alkalických kovov, najmä draslíka. Amónne soli sú tepelne nestabilné. Pri zahrievaní sa rozkladajú. Tento rozklad sa môže vyskytnúť reverzibilné a nevratne.

Široko sa používajú amónne soli. Väčšina z nich (síran amónny, dusičnan amónny) sa používa ako hnojivá. Chlorid amónny alebo amoniak sa používa v krásnom a textilnom priemysle, keď spájkovanie a pocínovanie, ako aj v galvanických prvkoch.

Kyselina dusičná - závažná monosokonchá kyselina. V zriedených roztokoch sa úplne dezintegráruje ióny H +1 a NO-1 3.

Čistá kyselina dusičná je bezfarebná kvapalina s kaustickou vôňou. Bigs pri 86 ° C. Hygroskopický. Pod pôsobením svetla sa postupne rozkladá.

Kyselina dusičná je silné oxidačné činidlo. Mnohé nekovy nie je ľahko oxidované, meranie kyseliny.

Kyselina dusičná pôsobí takmer všetky kovy s výnimkou zlata, platiny, tantalu, ródia a iridu. Koncentrovaná kyselina dusičná vedie niektoré kovy (železo, hliník, chróm) do pasívneho stavu. Stupeň oxidácie dusíka v kyseline dusičnej je +5. Čím vyššia koncentrácia HNO3, čím menej hlboko sa obnoví. V reakciách s koncentrovanou kyselinou dusičnou sa zvyčajne pridelí N02. V interakcii zriedenej kyseliny dusičnej s nízkoaktívnymi kovmi, napríklad meď, nie je pridelený.


Aplikácia. Vo veľkých množstvách sa používa na výrobu dusíkatých hnojív, farbív, výbušnín, liekov. Kyselina dusičná sa používa pri výrobe kyseliny sírovej metódou nitrózy, ktorá sa používa na výrobu celulózových lakov, filmu.

Soli kyseliny dusičnej. Zjednodušená kyselina dusičná tvorí len médium soli nazývané dusičnany. Všetky dusičnany sú dobre rozpustné vo vode a pri zahrievaní sa zahrievajú uvoľňovaním kyslíka.

Nitráty najaktívnejších kovov, ktoré sú v mnohých štandardoch elektródové potenciály Tam sú ľavé horčík, choďte na dusitany.

Medzi soli kyseliny dusičnej sú sodné, draslík, amóniové a vápenaté dusičnany najdôležitejším významom, ktoré sa v praxi nazývali selitors. SELITY sa používajú hlavne ako hnojivá.

Nitrogénne hnojivá dusičnan amónny (dusičnan amónny) je najúčinnejšie hnojivo bohaté na hnojivá. Obsahuje 33-35% dusíka v dusičnane a amoniaku. Je ľahko rozpustená vo vode, dobre pôsobí na mnohých pôdach s síranu amónneho obsahuje asi 21% dusík. Je to bezfarebné kosoštvorcové kryštály. Toto hnojivo je menej hygroskopický ako dusičnan amónny, nezapadá, nie horľavá močovina je najcennejším hnojiva obsahujúcim dusík. Močovina obsahuje najväčšie množstvo dusíka (asi 46%) v dobre stráviteľných rastlinách. Je to bezfarebné alebo žltkasté kryštály, rozpustné vo vode. Močovina nie je výbušná, malá hygroskopická, bez dusičnanu draselného (potašovacia spoločnosť) potašovateľná spoločnosť je približne 3-krát viac draslíka ako dusík. Preto sa používa v kombinácii s inými hnojivami dusičnanu vápenatého (Norwegian selitra) hodnotné dusíkové hnojivo. Obsahuje približne 13% dusíka u chloridu amónneho je biely prášok, obsahuje približne 25% dusíka