Азот (хімія 9 клас)
Будова і властивості атомів. Елемент азот N - перший представник головної підгрупи V групи Періодичної системи. Його атоми містять на зовнішньому енергетичному рівні п'ять електронів. з яких три електрона неспарені (згадайте правило «8-N»). Звідси випливає, що атоми цих елементів можуть приєднувати три електрони, завершуючи зовнішній енергетичний рівень, і внаслідок цього набувають ступінь окислення -3, наприклад в з'єднаннях з воднем - аміаку NН3 і з металами - нітриду Li3N, Mg3N2 і ін.
Атоми азоту можуть також віддавати свої зовнішні електрони більш електронегативний елементів (фтору, кисню) і купувати при цьому ступеня окислення +3 і +5. Атоми азоту виявляють відновні властивості і в ступенях окислення +1, +2, +4.
Азот - проста речовина. У вільному стані азот існує у вигляді двоатомних молекули М2. У цій молекулі два атоми N пов'язані дуже міцною потрійний ковалентним зв'язком:
Цей зв'язок можна позначити і так:
N = N
Азот - безбарвний газ без запаху і смаку. У воді розчиняється гірше кисню. Міцністю молекули азоту обумовлена його хімічна інертність.
При звичайних умовах азот взаємодіє тільки з літієм, утворюючи нітрид Li3N:
З іншими металами він взаємодіє тільки при високих температурах.
Також при високих температурах і тиску в присутності каталізатора азот реагує з воднем, утворюючи аміак:
2N + ЗН2 <-> 2NH3
(Дайте характеристику цієї реакції і розгляньте умови зміщення хімічної рівноваги вправо).
При температурі електричної дуги він з'єднується з киснем, утворюючи оксид азоту (II) (дайте характеристику цієї реакції і також розгляньте умови зміщення хімічної рівноваги вправо).
У природі азот міститься в основному в атмосфері - 78,09% за обсягом або 65,6% по масі. Над кожним гектаром земної поверхні постійно «висять» 8 тис. Т азоту. З природних неорганічних сполук азоту найбільш відома чилійська селітра NaNO3.
Велика частина пов'язаного азоту міститься в органічних речовинах.
Азот, отриманий перегонкою рідкого повітря, в промисловості застосовують для синтезу аміаку та виробництва азотної кислоти. Раніше цей газ в якості інертного середовища використовували для наповнення електричних ламп. У медицині чистий азот застосовується в якості інертного середовища при лікуванні туберкульозу легенів, а рідкий азот - при лікуванні захворювань хребта, суглобів і ін.
Кругообіг азоту в природі. Азот - життєво важливий елемент. Всі основні частини клітин тканин організму побудовані з білкових молекул, до складу яких входить азот. Без білка немає життя, а без азоту немає білка. Людина отримує білки з рослинної і тваринної їжі, тварини, в свою чергу, отримують їх також з рослин. Отже, рослини - одне з джерел поповнення азоту, який підтримує життя.
Азот входить до складу рослинних білків. Тварини отримують готові білкові речовини з рослин; в тваринному організмі міститься від 1 до 10% азоту (за масою), в шерсті і в рогах - близько 15%. Всі найважливіші частини клітин (цитоплазма, ядро, оболонка) побудовані з білкових молекул.
Ще більше значення мають особливі бактерії, які живуть в бульбах на коренях бобових рослин (конюшини, гороху, вики, люпину і ін.), Їх так і називають «бульбочкових». Ось ці бактерії і пов'язують вільний атмосферне азот, т. Е. Перетворюють його в сполуки, які засвоюють рослини, утворюючи білки свого організму.
Сполуки азоту в грунті поповнюються також під час грозових злив. Як ви вже знаєте, при цьому з азоту і кисню утворюється оксид азоту (П), який під дією кисню повітря перетворюється в оксид азоту (IV):
Останній взаємодіє з водою (також в присутності кисню повітря), і виходить азотна кислота:
4NO2 + 02 + 2Н20 = 4НNO3
Ця кислота, потрапляючи в грунт, реагує з розташованими в ній сполуками натрію, кальцію, калію і утворює солі - селітри, необхідні для рослин (рис. 27).
Відкриття азоту. У 1772 р англійський учений Д. Резерфорд і шведський дослідник К. Шеєле виявили в своїх експериментах зі спалювання речовин газ, який не підтримує дихання і горіння. Пізніше, в 1787 р А. Лавуазьє встановив наявність в повітрі газу, який не підтримує дихання і горіння, і за його пропозицією цього газу було дано назву «азот», що означає «неживий» (від лат. А - немає і Зое - життя) . Інша латинська назва нітрогеніум, введене в 1790 р Ж. Шапталем, означає «що породжує селітру».
1. Будова атомів і молекул азоту.
2. Властивості азоту: взаємодія з металами, воднем, киснем.
3. Отримання азоту з рідкого повітря.
4. Застосування азоту.
5. Азот в природі і його біологічне значення.
Напишіть рівняння реакцій взаємодії азоту з магнієм, кальцієм, алюмінієм. Розгляньте ці окислювально-відновні процеси. Як називаються продукти реакцій? Який вид хімічного зв'язку в них і тип кристалічної решітки? Якими властивостями повинні володіти продукти реакцій?
Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі переходи:
N2 -> Li3N -> NH3 -> N0 -> N02 -> НNO3
Розгляньте першу реакцію як окислювально-відновну.
Дайте характеристику реакції за різними ознаками:
2NO + 02 <-> 2NO2 + Q
Розгляньте умови зміщення хімічної рівноваги вправо.
Визначте коефіцієнти в рівняннях реакцій, які відповідають таким схемам, методом електронного балансу:
а) NH3 + 02 -> N0 + Н20
б) МН3 + 02 -> N2 + Н20
У лабораторії азот одержують розкладанням нітриту амонію:
NH4N02 -> N2 + 2Н20
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.