Важнейшие азотсодержащие неорганические вещества

Азот

Большая часть азота находится в природе в свободном состоянии. Свободный азот является главной составной частью воздуха, который содержит 78,2% (об.) азота. Неорганические соединения азота не встречаются в природе в больших количествах, если не считать натриевую селитру NaNO₃, образующие мощные пласты на побережье Тихого океана в Чили. Почва содержит незначительные количества азота, преимущественно в виде солей азотной кислоты. Но в виде сложных органических соединений – белков – азот входит в состав всех живых организмов. Превращения, которым подвергаются белки в клетках растений и животных, составляют основу всех жизненных процессов. Без белка нет жизни, а так как азот является обязательной составной частью белка, то понятно, какую важную роль играет этот элемент в живой природе.

Природный азот состоит из двух устойчивых изотопов: ¹⁴N (99,64%) и ¹⁵N (0,36%). Содержание его на Земле составляет 0,03% (мол. доли).

Азот 1s²2s²2p³ – типичный неметаллический элемент, по электроотрицательности (3,0) уступает лишь фтору и кислороду. Степень окисления азота в соединениях –3, -1, +1, +3, +5, а также -2, +2, и +4.

N^-3

N⁰

N⁺¹

N⁺²

N⁺³

N⁺⁴

N⁺⁵

NH₃ аммиак

N₂ cвободный молекулярный азот

N₂O NO низшие оксиды, несолеобразующие  

N₂O₃ непрочный

NO NO₂

NO₂↔N₂O₄ кислотный оксид

N₂O₅ непрочный

NO₂ O₂

NH₄Ac соли аммония Me_xN_y ^{нитриды}

HNO₂ азотистая кислота Me(NO₂)_x ^{нитриты}

HNO₃ азотная кислота Me(NO₃)_x ^{нитраты}

В молекуле азота N₂ атомы связаны тройной связью N≡N. Энергия диссоциации этой молекулы очень велика (945 кдж/моль), поэтому термическая диссоциация азота делается заметной лишь при очень сильном нагревании. Даже при 3000⁰С степень диссоциации молекулярного азота на атомы достигает всего лишь 0,1%.

Вследствие прочности молекулы N₂ многие соединения азота эндотермичны. Кроме того, энтропия их образования отрицательна (N₂ – газ). Поэтому малая активность азота объясняется большой прочностью его молекул, обусловливающей высокую энергию активации реакций, протекающих с участием азота. Поэтому азот на Земле находится главным образом в свободном состоянии.

Молекула азота N₂ слабо поляризуется. Силы взаимодействия между молекулами N₂ очень слабые и не могут препятствовать беспорядочному движению молекул (энтальпийный фактор проявляется значительно слабее, чем энтропийный). Поэтому в обычных условиях азот – газ.

Дата добавления: 2014-10-15