Свойства азота

Азот — химический элемент V группы периодической системы Менделеева с атомным номером 7 и атомной массой 14,00674. Какими свойствами обладает этот элемент?

Физические свойства азота

Азот представляет собой двухатомный газ без запаха, цвета и вкуса. Температура кипения азота при атмосферном давлении -195,8 градусов, температура плавления -209,9 градусов. Растворимость в воде при 20 градусах очень мала – 15,4 мл/л.

Рис. 1. Атом азота.

Атмосферный азот состоит из двух изотопов: 14N (99,64%) и 15N (0,36%). Известны также радиоактивные изотопы азота 13N и 16N.

Перевод названия элемента «азот» — безжизненный. Это название справедливо для азота, как для простого вещества, но в связанном состоянии он является одним из основных элементов жизни, а также входит в состав белков, нуклеиновых кислот, витаминов и т д

Химические свойства азота

В молекуле азота химическая связь осуществляется за счет трех общих пар электронов p, орбитали которых направлены по осям x, y, z.

Ковалентная связь, которая образуется при перекрытии орбиталей вдоль линии, соединяющей центры связанных атомов, называется q-связью.

Ковалентная связь, возникающая при перекрытии орбиталей по обе стороны от линии, соединяющей центры связанных атомов, называется р-связью. Молекула азота имеет одну q-связь и две р-связи.

Рис. 2. Связи в молекуле азота.

Молекулярный азот является химически неактивным веществом, это связано с тройной связью между атомами азота и его малой длиной

В нормальных условиях азот может реагировать только с литием:

6Li+N2=2Li3N (нитрит лития)

При высоких температурах связи между атомами ослабевают, и азот становится более реакционноспособным. При нагревании может взаимодействовать с другими металлами, такими как магний, кальций, алюминий, с образованием нитридов:

3Mg+N2=Mg3N2 3Ca+N2=Ca3N2 2Al+N2=2AlN

При пропускании азота через горячий кокс получают соединение азота и углерода — цианоген.

Рис. 3. Формула они говорят.

С оксидом алюминия и углеродом азот при высокой температуре также образует нитрид алюминия:

Al2O3+3C+N2=2AlN+3CO,

а с содой и углем — цианистый натрий:

Na2CO3+4C+N2=2NaCN+3CO

При контакте с водой многие нитриды полностью гидролизуются с образованием аммиака и гидроксида металла:

Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3

При температуре электрической дуги (3000-4000 градусов) азот реагирует с кислородом:

Н2+О2=2НО

При высокой температуре карбид кальция CaC2 поглощает азот с образованием цианамида кальция:

CaC2+N2=CaCN2+C

Эта реакция была использована в одном из первых методов промышленной фиксации азота воздуха.

В присутствии катализатора при высокой температуре и давлении азот может реагировать с водородом:

Н2+3Н2=2NH3