Азот

Состав. Строение. Свойства.
2. Получение азота:

А) в лаборатории;
Б) в промышленности.
3. Химические свойства.
4. Применение азота

VI. Тест

Азот

3. Нахождение в природе

III. Азот – химический элемент:

Положение азота в ПСХЭ Д.И.Менделеева.
Строение атома.

II.Общая характеристика элементов подгруппы азота.

V. Круговорот азота в природе

нескольких ученых привлек газ, остающийся при сжигании в воздухе угля

и поглощении образующегося углекислого газа щелочью. Этот газ не поддерживал горения и дыхания.
Азот открыл Даниэль Резерфорд в 1772 году. Почти одновременно с ним азот открыл шведский ученый Карл Шееле, химик и аптекарь.
Современное название элементу дал Антуан Лоран Лавуазье.

История открытия азота

Даниэль Резерфорд

Карл Шееле

Антуан Лоран Лавуазье

в ПСХЭ.
Перечислите химические элементы подгруппы
азота и дайте им краткую

характеристику:
выпишите их символы и названия.
Объясните характер изменений [(увеличение),
(усиление)] или [(уменьшение), (ослабление)]
в подгруппе азота с ростом порядкового номера:
заряда ядра (Z);

2. количества электронов на внешнем слое;

3. радиус атома, нм;


4. прочность связи валентных электронов
с ядром;

5. электроотрицательность (ЭО);

6. неметаллические свойства;

7. окислительные свойства;

увеличивается

не изменяется

увеличивается

уменьшается

уменьшается

ослабляются

ослабляются

0,070 0,110 0,121 0,138 0,146
N P As Sb Bi

ЭО 3,04 2,19 2,18 2,05 2,02
N P As Sb Bi

по формуле
N = 2n2 N

= 2 ·12 = 2

2

Заряд ядра численно равен порядковому номеру.

Число энергетических уровней равно номеру периода

период

Число валентных электронов равно номеру группы.

5

15

+15

33

+33

) ) )

) ) ) )

2

2

N = 2 · 22 = 8

8

8

8

5

5

Энергетический уровень делится на энергетические подуровни,
которые образованы орбиталями.
На первом уровне (n =1) 1s-подуровень (одна1s-орбиталь), на
которой максимально может находится 2 электрона.

Второй энергетический уровень (n=2) включает два подуровня:
(одна 2s-орбиталь) и 2р (три орбитали), всего четыре орбитали,
на которых может находится до 8 электронов. В атоме азота
5 электронов, т.к. на внешнем энергетическом уровне атомы
подгруппы азота содержат по 5 электронов, в соответствии с № группы.

51

83

В состав третьего уровня (n=3) входят три подуровня:
3s (одна орбиталь), 3р (три орбитали), 3d (пять орбиталей),
всего 9 орбиталей, содержащих не более 18 электронов.
В атоме фосфора 5 электронов, т.к. атомы подгруппы азота
на внешнем энергетическом уровне содержат по 5 электронов,
в соответствии с № группы.

3. Нахождение в природе

азота :
─3
0
+2
1s2





2s2
2p3
N
+1
+3
+4
+5
NH3; Li3N
N2
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5

NaNO3 имеются лишь в высокогорной пустыне в Южной Америке, а

нашатырь NH4Cl встречается в Египте.

нашатырь

нитрат натрия

азота
4. Применение азота
2. Получение азота
а) в лаборатории

б) в промышленности

Взаимодействие с простыми веществами

а)неметаллами

б)металлами

Взаимодействие со сложными веществами

t = ─ 210°С:
Запах:
Вкус:
при t = ─196°С:
Растворимость в воде:
газ
бесцветная жидкость
прозрачная

бесцветная масса

без запаха

без вкуса

плохо растворим в воде.
0,023 объемов в одном объеме воды

0

0

общие электронные пары

N2

уравнение реакции.
В промышленности азот получают фракционной
перегонкой жидкого воздуха.
NH4NO2

N2 + 2H2O

t

Азот получается и в результате разложения бихромата аммония

опыт

(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O

опыт

опыт

2H2O
t

лишь в электрическом
разряде – при t выше 2000ºС
N2 +

O2 2NO – Q

N2 + 3Н2 2NH3 + Q

Рассмотрите данные реакции как окислительно-восстановительные.
Назовите окислитель, восстановитель.

N20 – 4e → 2N+2 4 1
O20 + 4e → 2O–2 4 1

N2 – восстановитель, пр. окисления
О2 – окислитель, пр. восстановления

N20 + 6e → 2N–3 6 3
Н20 – 2e → 2Н+1 2 2

N2 – окислитель пр. восстановления
Н2 – восстановитель, пр. окисления

Взаимодействие азота с водородом
протекает при повышенном давлении и в присутствии катализатора

Дайте характеристику реакций по всем возможным признакам классификаций химических реакций.

400ºС, р, кат.

Определите условия смещения химического равновесия в сторону продуктов реакции

ответ

ответ

одно вещество;
2. окислительно-восстановительной;
3. гомогенной, т.к. все вещества являются газами;
4. экзотермической,

протекает с выделением тепла;
5. каталитической, т.к протекает в присутствии катализатора;
6.обратимой, т.к. протекает в двух взаимно противоположных направлениях.

N2 + O2 2NO – Q

1. реакция соединения, т.к. из двух веществ образовалось
одно вещество;
2. окислительно-восстановительной;
3. гомогенной, т.к. все вещества являются газами;
4. эндотермической, протекает с поглощением тепла;
5. обратимой, т.к. протекает в двух взаимно противоположных
направлениях.

Реакция азота с кислородом:

N2 + 3Н2 2NH3 + Q

понижение температуры (т.к. реакция экзотермическая);
2) повышение давления (т.к. реакция идет

с уменьшением
объема: 4V – 2V).

Условием смещения химического равновесия в сторону
образования оксида азота (II) является:

1) повышение температуры (т.к. реакция эндотермическая);
Изменение давления не повлияет на смещение равновесия в ту или иную сторону, т.к. изменение объема в процессе реакции не происходит (2V – 2V).

реагирует с активными металлами при нагревании. При комнатной температуре и

в присутствии влаги (кат.) азот реагирует лишь с литием. Напишите уравнения реакций азота с магнием, алюминием, литием.

Рассмотрите данные реакции как окислительно-восстановительные. Назовите окислитель, восстановитель.

N20 + 6Li0 = 2Li3+3N–3

N20 + 6e → 2N–3 6 1
Li0 – 1e → Li+1 1 6

N20 + 2Al0 = 2Al+3N–3

N20 + 3Ca0 = Ca3+2N2–3

N2 – окислитель пр. восстановления;
Li – восстановитель, пр. окисления.

N20 + 6e → 2N–3 6 1
Al0 – 3e → Al+3 3 2

N2 – окислитель пр. восстановления;
Al – восстановитель, пр. окисления.

N20 + 6e → 2N–3 6 1
Ca0 – 2e → Ca+2 2 3

N2 – окислитель пр. восстановления;
Ca – восстановитель, пр. окисления.

физические свойства этих соединений.
В нитридах ионный тип связи (между типичным

металлом и типичным металлом) и ионная кристаллическая решетка. Значит, нитриды металлов - твердые вещества, обладают сравнительно высокой температурой плавления и кипения.
Индивидуальные характеристики нитридов определяются металлом, соединенным с азотом. Нитриды некоторых металлов гидролизуются водой с выделением аммиака:

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑

Нитрид алюминия (AlN) очень устойчив, не взаимодействует с кислотами и щелочами и разлагается только при температуре выше 2000ºС. Поэтому из AlN изготавливают тигли для прокалки и используют как износостойкий материал для покрытия металлических изделий, сталей и др.

Са3N2 + 6H2O = 3Са(OH)2 + 2NH3↑

кальция, в результате образуется цианамид кальция:
N2 + CaC2 = CaCN2

+ C

CaCN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3

Цианамид разлагается водой с образованием аммиака:

2) Взаимодействие с гидридом лития:

N2 + 3LiH = Li3N + NH3

химических и
металлургических процессах;

и нехимических процессов и благодаря деятельности человека.
Круговорот азота в природе

по которым азот циркулирует в земной биосфере. Рассмотрим сначала процесс

разложения органических веществ в почве. Различные микроорганизмы извлекают азот из разлагающихся материалов и переводят его в молекулы, необходимые им для обмена веществ. При этом оставшийся азот высвобождается в виде аммиака (NH3) или ионов аммония (NH4+). Затем другие микроорганизмы связывают этот азот, переводя его обычно в форму нитратов (NO3–).
Поступая в растения (и в конечном счете попадая в организмы живых существ), этот азот участвует в образовании биологических молекул. После гибели организма азот возвращается в почву, и цикл начинается снова. Во время этого цикла возможны как потери азота — когда он включается в состав отложений или высвобождается в процессе жизнедеятельности некоторых бактерий (так называемых денитрифицирующих бактерий), — так и компенсация этих потерь за счет извержения вулканов и других видов геологической активности.

необходимо принять:
А) два электрона;

Б) три электрона; В) пять электронов.

Б

2. Положительную степень окисления азот проявляет в соединении с:
А) кислородом; Б) водородом; В) магнием.

А

3. Одной из причин химической инертности азота является:
А) газообразное агрегатное состояние; Б) двухатомная молекула;
В) прочность тройной химической связи между атомами.

В

4. При температуре выше 1000ºС азот взаимодействует с порошком
алюминия. Составьте уравнение реакции. Массовая доля металла в
нитриде алюминия составляет:
А) 65,85%; Б) 68,70%; В) 56,25%

А

5. Какое из химических превращений нельзя осуществить в одну стадию:
А) N2 → NO Б) N2 → NH3 В) N2 → HNO3

В

6. С каким металлом азот взаимодействует при обычных условиях:
А) с натрием; Б) с литием; В) с кальцием.

Б

7. Какое из перечисленных веществ не образует аллотропных
модификаций: А) азот; Б) кислород; В) сера.

А