Ang mga estado ng oksihenasyon ng nitrogen sa ammonium. Ang pinakamahalagang compound ng nitrogen

Upang ilagay nang tama mga estado ng oksihenasyon Mayroong apat na panuntunan na dapat tandaan.

1) Sa isang simpleng substance, ang estado ng oksihenasyon ng anumang elemento ay 0. Mga Halimbawa: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) Dapat mong tandaan ang mga elemento kung saan ay katangian patuloy na estado ng oksihenasyon. Lahat ng mga ito ay nakalista sa talahanayan.

3) Ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon ng isang elemento, bilang panuntunan, ay tumutugma sa bilang ng pangkat kung saan matatagpuan ang elementong ito (halimbawa, ang posporus ay nasa pangkat V, ang pinakamataas na SD ng posporus ay +5). Mahahalagang pagbubukod: F, O.

4) Ang paghahanap para sa mga estado ng oksihenasyon ng natitirang mga elemento ay batay sa isang simpleng panuntunan:

Sa isang neutral na molekula, ang kabuuan ng mga estado ng oksihenasyon ng lahat ng mga elemento ay katumbas ng zero, at sa isang ion - ang singil ng ion.

Ilang simpleng halimbawa para sa pagtukoy ng mga estado ng oksihenasyon

Halimbawa 1. Kinakailangang hanapin ang mga estado ng oksihenasyon ng mga elemento sa ammonia (NH 3).

Solusyon. Alam na natin (tingnan ang 2) na ang Art. OK. ang hydrogen ay +1. Ito ay nananatiling mahanap ang katangiang ito para sa nitrogen. Hayaan ang x ang nais na estado ng oksihenasyon. Binubuo namin ang pinakasimpleng equation: x + 3 (+1) \u003d 0. Ang solusyon ay halata: x \u003d -3. Sagot: N -3 H 3 +1.

Halimbawa 2. Tukuyin ang mga estado ng oksihenasyon ng lahat ng mga atom sa molekula ng H 2 SO 4.

Solusyon. Ang mga estado ng oksihenasyon ng hydrogen at oxygen ay kilala na: H(+1) at O(-2). Bumubuo kami ng isang equation para sa pagtukoy ng antas ng oksihenasyon ng asupre: 2 (+1) + x + 4 (-2) \u003d 0. Ang paglutas ng equation na ito, nakita namin: x \u003d +6. Sagot: H +1 2 S +6 O -2 4 .

Halimbawa 3. Kalkulahin ang mga estado ng oksihenasyon ng lahat ng elemento sa molekula ng Al(NO 3) 3.

Solusyon. Ang algorithm ay nananatiling hindi nagbabago. Ang komposisyon ng "molekula" ng aluminum nitrate ay kinabibilangan ng isang atom ng Al (+3), 9 na mga atomo ng oxygen (-2) at 3 mga atomo ng nitrogen, ang estado ng oksihenasyon kung saan kailangan nating kalkulahin. Katugmang equation: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. Sagot: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

Halimbawa 4. Tukuyin ang mga estado ng oksihenasyon ng lahat ng mga atom sa (AsO 4) 3- ion.

Solusyon. Sa kasong ito, ang kabuuan ng mga estado ng oksihenasyon ay hindi na magiging katumbas ng zero, ngunit sa singil ng ion, ibig sabihin, -3. Equation: x + 4 (-2) = -3. Sagot: Bilang(+5), O(-2).

Ano ang gagawin kung ang mga estado ng oksihenasyon ng dalawang elemento ay hindi alam

Posible bang matukoy ang mga estado ng oksihenasyon ng ilang mga elemento nang sabay-sabay gamit ang isang katulad na equation? Kung isasaalang-alang natin ang problemang ito mula sa punto ng view ng matematika, ang sagot ay magiging negatibo. Ang isang linear equation na may dalawang variable ay hindi maaaring magkaroon ng isang natatanging solusyon. Ngunit hindi lang isang equation ang nilulutas namin!

Halimbawa 5. Tukuyin ang mga estado ng oksihenasyon ng lahat ng elemento sa (NH 4) 2 SO 4.

Solusyon. Ang mga estado ng oksihenasyon ng hydrogen at oxygen ay kilala, ngunit ang sulfur at nitrogen ay hindi. Isang klasikong halimbawa ng problema sa dalawang hindi alam! Isasaalang-alang namin ang ammonium sulfate hindi bilang isang solong "molekula", ngunit bilang isang kumbinasyon ng dalawang ions: NH 4 + at SO 4 2-. Alam namin ang mga singil ng mga ion, ang bawat isa sa kanila ay naglalaman lamang ng isang atom na may hindi kilalang antas ng oksihenasyon. Gamit ang karanasang natamo sa paglutas ng mga nakaraang problema, madali nating mahahanap ang mga estado ng oksihenasyon ng nitrogen at sulfur. Sagot: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

Konklusyon: kung ang molekula ay naglalaman ng ilang mga atomo na may hindi kilalang mga estado ng oksihenasyon, subukang "hatiin" ang molekula sa ilang bahagi.

Paano ayusin ang mga estado ng oksihenasyon sa mga organikong compound

Halimbawa 6. Ipahiwatig ang mga estado ng oksihenasyon ng lahat ng elemento sa CH 3 CH 2 OH.

Solusyon. Ang paghahanap ng mga estado ng oksihenasyon sa mga organikong compound ay may sariling mga detalye. Sa partikular, kinakailangan na hiwalay na hanapin ang mga estado ng oksihenasyon para sa bawat carbon atom. Maaari kang mangatuwiran tulad ng sumusunod. Isaalang-alang, halimbawa, ang carbon atom sa pangkat ng methyl. Ang C atom na ito ay konektado sa 3 hydrogen atoms at isang katabing carbon atom. Sa C-H bond, lumilipat ang density ng elektron patungo sa carbon atom (dahil ang electronegativity ng C ay lumampas sa EO ng hydrogen). Kung ang displacement na ito ay kumpleto, ang carbon atom ay magkakaroon ng singil na -3.

Ang C atom sa pangkat na -CH 2 OH ay nakagapos sa dalawang atomo ng hydrogen (paglipat ng density ng elektron patungo sa C), isang atom ng oxygen (paglipat ng density ng elektron patungo sa O) at isang atom ng carbon (maaari nating ipagpalagay na ang mga pagbabago sa density ng elektron sa ito kaso hindi nangyayari). Ang estado ng oksihenasyon ng carbon ay -2 +1 +0 = -1.

Sagot: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

Huwag malito ang mga konsepto ng "valence" at "estado ng oksihenasyon"!

Ang estado ng oksihenasyon ay kadalasang nalilito sa valence. Huwag kang magkamali. Ililista ko ang mga pangunahing pagkakaiba:

• ang estado ng oksihenasyon ay may tanda (+ o -), valence - hindi;
• ang antas ng oksihenasyon ay maaaring katumbas ng zero kahit na sa isang kumplikadong sangkap, ang pagkakapantay-pantay ng valency sa zero ay nangangahulugan, bilang panuntunan, na ang atom ng elementong ito ay hindi konektado sa iba pang mga atomo (hindi namin tatalakayin ang anumang uri ng mga compound ng pagsasama at iba pang "exotics" dito);
• ang antas ng oksihenasyon ay isang pormal na konsepto na nakakakuha ng tunay na kahulugan lamang sa mga compound na may mga ionic bond, ang konsepto ng "valency", sa kabaligtaran, ay pinaka-maginhawang inilapat sa mga covalent compound.

Ang estado ng oksihenasyon (mas tiyak, ang modulus nito) ay madalas na katumbas ng bilang sa valence, ngunit mas madalas ang mga halagang ito ay HINDI nag-tutugma. Halimbawa, ang estado ng oksihenasyon ng carbon sa CO 2 ay +4; ang valency C ay katumbas din ng IV. Ngunit sa methanol (CH 3 OH), ang valency ng carbon ay nananatiling pareho, at ang estado ng oksihenasyon ng C ay -1.

Isang maliit na pagsubok sa paksang "Ang antas ng oksihenasyon"

Maglaan ng ilang minuto upang suriin kung paano mo naunawaan ang paksang ito. Kailangan mong sagutin ang limang simpleng tanong. Good luck!

Nitrogen oxidation states sa compounds −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5.

Ang mga compound ng nitrogen sa −3 na estado ng oksihenasyon ay kinakatawan ng mga nitride, kung saan ang ammonia ay halos ang pinakamahalaga;

Ang mga compound ng nitrogen sa -2 na estado ng oksihenasyon ay hindi gaanong karaniwan, na kinakatawan ng mga pernitride, kung saan ang pinakamahalagang hydrogen pernitride ay N2H4 o hydrazine (mayroon ding lubhang hindi matatag na hydrogen pernitride N2H2, diimide);

Mga compound ng nitrogen sa estado ng oksihenasyon -1 NH2OH (hydroxylamine) - isang hindi matatag na base na ginagamit, kasama ng mga hydroxylammonium salt, sa organic synthesis;

Mga compound ng nitrogen sa estado ng oksihenasyon +1 nitric oxide (I) N2O (nitrous oxide, laughing gas);

Mga compound ng nitrogen sa estado ng oksihenasyon +2 nitric oxide (II) NO (nitrogen monoxide);

Nitrogen compounds sa estado ng oksihenasyon +3 nitric oxide (III) N2O3, nitrous acid, derivatives ng NO2− anion, nitrogen trifluoride (NF3);

Mga compound ng nitrogen sa estado ng oksihenasyon +4 nitric oxide (IV) NO2 (nitrogen dioxide, brown gas);

Ang mga compound ng nitrogen sa estado ng oksihenasyon +5 nitric oxide (V) N2O5, nitric acid, mga asing-gamot nito - nitrates at iba pang mga derivatives, pati na rin ang tetrafluoroammonium NF4 + at mga asing-gamot nito.

Ang ammonia ay isang compound ng nitrogen at hydrogen. Ito ay mahalaga sa industriya ng kemikal. Ang formula para sa ammonia ay NH 3 .

Isang walang kulay na gas na may katangian na masangsang na amoy. Ang ammonia ay mas magaan kaysa sa hangin, ang masa ng isang litro ng gas na ito ay 0.77 g. Dahil sa mga bono ng hydrogen, ang ammonia ay may abnormal na mataas na punto ng kumukulo na hindi tumutugma sa mababang molekular na timbang nito, at lubos na natutunaw sa tubig.

Mga asin sa ammonium. Karamihan sa mga ammonium salt ay walang kulay at lubos na natutunaw sa tubig. Sa ilang mga pag-aari, ang mga ito ay katulad ng mga alkali metal na asing-gamot, lalo na ang potasa. Ang mga ammonium salts ay thermally unstable. Kapag pinainit, nabubulok sila. Ang agnas na ito ay maaaring mangyari nang baligtad at hindi maibabalik.

Ang mga ammonium salt ay malawakang ginagamit. Karamihan sa kanila (ammonium sulfate, ammonium nitrate) ay ginagamit bilang mga pataba. Ang ammonium chloride o ammonia ay ginagamit sa mga industriya ng pagtitina at tela, sa paghihinang at tinning, gayundin sa mga galvanic na selula.

Ang nitric acid ay isang malakas na monobasic acid. Sa mga dilute na solusyon, ito ay ganap na nabubulok sa H +1 at NO -1 3 ions.

Ang purong nitric acid ay isang walang kulay na likido na may masangsang na amoy. Kumukulo sa 86 °C. Hygroscopic. Sa ilalim ng pagkilos ng liwanag, unti-unti itong nabubulok.

Ang nitric acid ay isang malakas na ahente ng oxidizing. Maraming mga di-metal ang madaling na-oxidized nito, nagiging mga acid.

Ang nitric acid ay kumikilos sa halos lahat ng mga metal maliban sa ginto, platinum, tantalum, rhodium at iridium. Ang concentrated nitric acid ay nagdadala ng ilang mga metal (iron, aluminum, chromium) sa isang passive state. Ang estado ng oksihenasyon ng nitrogen sa nitric acid ay +5. Ang mas mataas na konsentrasyon ng HNO 3, mas mababa ang malalim na naibalik nito. Sa mga reaksyon na may puro nitric acid, karaniwang inilalabas ang NO 2. Kapag ang dilute na nitric acid ay tumutugon sa mga metal na mababa ang aktibidad, tulad ng tanso, ang NO ay inilalabas.

Aplikasyon. Sa malalaking dami, ginagamit ito para sa paggawa ng mga nitrogen fertilizers, dyes, explosives, at mga gamot. Ang nitric acid ay ginagamit sa produksyon ng sulfuric acid sa pamamagitan ng nitrous method, ay ginagamit para sa paggawa ng cellulose varnishes, film.

Mga asin ng nitric acid. Ang monobasic nitric acid ay bumubuo lamang ng mga medium salt, na tinatawag na nitrates. Ang lahat ng mga nitrates ay natutunaw nang maayos sa tubig, at kapag pinainit, sila ay nabubulok sa paglabas ng oxygen.

Ang mga nitrates ng mga pinaka-aktibong metal, na matatagpuan sa kaliwa ng magnesium sa serye ng mga karaniwang potensyal ng elektrod, ay nagiging nitrite.

Kabilang sa mga asing-gamot ng nitric acid, ang pinakamahalaga ay ang sodium, potassium, ammonium at calcium nitrates, na sa pagsasagawa ay tinatawag na nitrates. Pangunahing ginagamit ang saltpeter bilang pataba.

Nitrogen fertilizers Ammonium nitrate (ammonium nitrate) Ito ang pinakamabisang pataba na mayaman sa nitrogen. Naglalaman ng 33-35% nitrogen sa nitrate at ammonia form. Madaling natutunaw sa tubig, gumagana nang maayos sa maraming lupa Ammonium sulfate Naglalaman ng humigit-kumulang 21% nitrogen. Kinakatawan ang walang kulay na mga kristal ng isang rhombic form. Ang pataba na ito ay hindi gaanong hygroscopic kaysa sa ammonium nitrate, hindi cake, hindi nasusunog Urea Ito ang pinakamahalagang pataba na naglalaman ng nitrogen. Ang Urea ay naglalaman ng pinakamalaking halaga ng nitrogen (mga 46%) sa isang anyo na mahusay na hinihigop ng mga halaman. Ito ay walang kulay o madilaw na kristal, natutunaw sa tubig. Ang urea ay hindi sumasabog, bahagyang hygroscopic, hindi nag-i-cake Potassium nitrate (potassium nitrate) Ang potassium nitrate ay naglalaman ng humigit-kumulang 3 beses na mas potassium kaysa nitrogen. Samakatuwid, ito ay ginagamit kasabay ng iba pang mga pataba Calcium nitrate (Norwegian saltpeter) Mahalagang nitrogen fertilizer. Naglalaman ng humigit-kumulang 13% nitrogen Ammonium chloride White powder, naglalaman ng humigit-kumulang 25% nitrogen

Mayroong mga elemento ng kemikal na nagpapakita ng iba't ibang antas ng oksihenasyon, na nagpapahintulot sa pagbuo ng isang malaking bilang ng mga compound na may ilang mga katangian sa panahon ng mga reaksiyong kemikal. Alam ang elektronikong istraktura ng atom, maaari nating ipagpalagay kung anong mga sangkap ang mabubuo.

Ang mga estado ng oksihenasyon ng nitrogen ay maaaring mag-iba mula -3 hanggang +5, na nagpapahiwatig ng iba't ibang mga compound batay dito.

Katangian ng elemento

Ang nitrogen ay kabilang sa mga elemento ng kemikal na matatagpuan sa ika-15 na grupo, sa pangalawang panahon sa periodic system ng Mendeleev D.I. Ito ay itinalaga ang serial number 7 at ang pinaikling titik na pagtatalaga N. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, isang medyo hindi gumagalaw na elemento, ang mga espesyal na kondisyon ay kinakailangan para sa mga reaksyon.

Sa likas na katangian, ito ay nangyayari bilang isang diatomic na walang kulay na gas sa hangin sa atmospera na may isang bahagi ng dami ng higit sa 75%. Ito ay nakapaloob sa komposisyon ng mga molekula ng protina, mga nucleic acid at mga sangkap na naglalaman ng nitrogen na hindi organikong pinagmulan.

Istruktura ng atom

Upang matukoy ang estado ng oksihenasyon ng nitrogen sa mga compound, kinakailangang malaman ang istrukturang nuklear nito at pag-aralan ang mga shell ng elektron.

Ang natural na elemento ay kinakatawan ng dalawang stable na isotopes, na may mass number na 14 o 15. Ang unang nucleus ay naglalaman ng 7 neutron at 7 proton particle, at ang pangalawa ay naglalaman ng 1 pang neutron particle.

Mayroong mga artipisyal na uri ng atom nito na may mass na 12-13 at 16-17, na may hindi matatag na nuclei.

Kapag pinag-aaralan ang elektronikong istraktura ng atomic nitrogen, makikita na mayroong dalawang electron shell (panloob at panlabas). Ang 1s orbital ay naglalaman ng isang pares ng mga electron.

Ang pangalawang panlabas na shell ay naglalaman lamang ng limang negatibong sisingilin na mga particle: dalawa sa 2s sublevel at tatlo sa 2p orbital. Ang antas ng enerhiya ng valence ay walang mga libreng selula, na nagpapahiwatig ng imposibilidad ng paghihiwalay ng pares ng elektron nito. Ang 2p orbital ay itinuturing na kalahati lamang na puno ng mga electron, na nagpapahintulot sa 3 negatibong sisingilin na mga particle na nakakabit. Sa kasong ito, ang estado ng oksihenasyon ng nitrogen ay -3.

Isinasaalang-alang ang istraktura ng mga orbital, maaari nating tapusin na ang elementong ito na may bilang ng koordinasyon na 4 ay nagbubuklod sa pinakamataas na may apat na iba pang mga atomo. Upang bumuo ng tatlong mga bono, isang mekanismo ng palitan ang ginagamit, ang isa pa ay nabuo sa isang do-nor-but-ac-chain-tor na paraan.

Nitrogen oxidation estado sa iba't ibang mga compounds

Ang maximum na bilang ng mga negatibong particle na maaaring ikabit ng atom nito ay 3. Sa kasong ito, ang estado ng oksihenasyon nito ay ipinapakita na katumbas ng -3, na likas sa mga compound gaya ng NH 3 o ammonia, NH 4 + o ammonium at Me 3 N 2 nitride. Ang mga huling sangkap ay nabuo na may pagtaas ng temperatura sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng nitrogen sa mga atomo ng metal.

Ang pinakamalaking bilang ng mga particle na may negatibong charge na maaaring ibigay ng isang elemento ay katumbas ng 5.

Dalawang nitrogen atoms ang nagagawang pagsamahin sa isa't isa upang bumuo ng mga matatag na compound na may oxidation state na -2. Ang gayong bono ay sinusunod sa N 2 H 4 o hydrazines, sa azides ng iba't ibang metal o MeN 3 . Ang nitrogen atom ay nagdaragdag ng 2 electron sa mga libreng orbital.

Mayroong isang estado ng oksihenasyon ng -1 kapag ang isang partikular na elemento ay tumatanggap lamang ng 1 negatibong particle. Halimbawa, sa NH 2 OH o hydroxylamine ito ay negatibong sisingilin.

May mga positibong palatandaan ng antas ng nitrogen oxidation, kapag ang mga particle ng elektron ay kinuha mula sa panlabas na layer ng enerhiya. Nag-iiba sila mula +1 hanggang +5.

Ang singil na 1+ ay nasa nitrogen sa N 2 O (monovalent oxide) at sa sodium hyponitrite na may formula na Na 2 N 2 O 2 .

Sa NO (divalent oxide), ang elemento ay nag-donate ng dalawang electron at nagiging positibong sisingilin (+2).

Mayroong estado ng oksihenasyon ng nitrogen 3 (sa tambalang NaNO 2 o nitride at gayundin sa trivalent oxide). Sa kasong ito, 3 electron ang nahati.

Ang +4 charge ay nangyayari sa isang oxide na may valency IV o dimer nito (N 2 O 4).

Ang positibong tanda ng estado ng oksihenasyon (+5) ay lumilitaw sa N 2 O 5 o sa pentavalent oxide, sa nitric acid at mga derivative salt nito.

Mga compound mula sa nitrogen hanggang hydrogen

Ang mga likas na sangkap batay sa dalawang elemento sa itaas ay kahawig ng mga organikong hydrocarbon. Tanging ang mga hydrogen nitrogen lamang ang nawawalan ng katatagan sa pagtaas ng dami ng atomic nitrogen.

Ang pinakamahalagang compound ng hydrogen ay kinabibilangan ng mga molekula ng ammonia, hydrazine, at hydrazoic acid. Nakukuha ang mga ito sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng hydrogen sa nitrogen, at ang oxygen ay naroroon din sa huling sangkap.

Ano ang ammonia

Tinatawag din itong hydrogen nitride, at ang kemikal na formula nito ay itinalaga bilang NH 3 na may masa na 17. Sa ilalim ng normal na temperatura at mga kondisyon ng presyon, ang ammonia ay may anyo ng walang kulay na gas na may masangsang na amoy ng ammonia. Sa mga tuntunin ng density, ito ay 2 beses na mas bihira kaysa sa hangin, madali itong natutunaw sa kapaligiran ng tubig dahil sa polar na istraktura ng molekula nito. Tumutukoy sa mga sangkap na mababa ang panganib.

Sa mga volume na pang-industriya, ang ammonia ay ginawa ng catalytic synthesis mula sa mga molekula ng hydrogen at nitrogen. Mayroong mga pamamaraan sa laboratoryo para sa pagkuha ng nitrite mula sa ammonium salts at sodium.

Ang istraktura ng ammonia

Ang pyramidal molecule ay naglalaman ng isang nitrogen at 3 hydrogen atoms. Ang mga ito ay matatagpuan na may kaugnayan sa bawat isa sa isang anggulo ng 107 degrees. Sa isang molekulang tetrahedral, ang nitrogen ay matatagpuan sa gitna. Dahil sa tatlong hindi magkapares na p-electron, ito ay konektado ng mga polar bond na may covalent na kalikasan na may 3 atomic hydrogens, na bawat isa ay may 1 s-electron. Ito ay kung paano nabuo ang isang molekula ng ammonia. Sa kasong ito, ang nitrogen ay nagpapakita ng estado ng oksihenasyon na -3.

Ang elementong ito ay mayroon pa ring hindi nakabahaging pares ng mga electron sa panlabas na antas, na lumilikha ng covalent bond na may hydrogen ion na may positibong singil. Ang isang elemento ay isang donor ng mga negatibong sisingilin na mga particle, at ang isa ay isang acceptor. Ito ay kung paano nabuo ang ammonium ion NH 4 +.

Ano ang ammonium

Ito ay inuri bilang isang positively charged na polyatomic ion o cation. Ang ammonium ay inuri din bilang isang kemikal na substance na hindi maaaring umiral sa anyo ng isang molekula. Binubuo ito ng ammonia at hydrogen.

Ang ammonium na may positibong singil sa pagkakaroon ng iba't ibang mga anion na may negatibong pag-sign ay maaaring bumuo ng mga ammonium salts, kung saan kumikilos ito tulad ng mga metal na may valence I. Gayundin, kasama ang pakikilahok nito, ang mga ammonium compound ay synthesize.

Maraming ammonium salt ang umiiral bilang mala-kristal, walang kulay na mga sangkap na madaling natutunaw sa tubig. Kung ang mga compound ng NH 4 + ion ay nabuo sa pamamagitan ng pabagu-bago ng isip na mga acid, pagkatapos ay sa ilalim ng mga kondisyon ng pag-init ay nabubulok sila sa pagpapalabas ng mga gas na sangkap. Ang kanilang kasunod na paglamig ay humahantong sa isang nababaligtad na proseso.

Ang katatagan ng naturang mga asin ay nakasalalay sa lakas ng mga acid kung saan sila nabuo. Ang mga matatag na ammonium compound ay tumutugma sa isang malakas na residue ng acid. Halimbawa, ang matatag na ammonium chloride ay ginawa mula sa hydrochloric acid. Sa temperatura hanggang sa 25 degrees, ang naturang asin ay hindi nabubulok, na hindi masasabi tungkol sa ammonium carbonate. Ang huli na tambalan ay kadalasang ginagamit sa pagluluto para sa pagtaas ng kuwarta, na pinapalitan ang baking soda.

Ang mga confectioner ay tinatawag na ammonium carbonate ammonium. Ang asin na ito ay ginagamit ng mga brewer upang mapabuti ang pagbuburo ng lebadura ng brewer.

Ang isang husay na reaksyon para sa pagtuklas ng mga ammonium ions ay ang pagkilos ng alkali metal hydroxides sa mga compound nito. Sa pagkakaroon ng NH 4 +, ang ammonia ay pinakawalan.

Kemikal na istraktura ng ammonium

Ang pagsasaayos ng ion nito ay kahawig ng isang regular na tetrahedron, sa gitna nito ay nitrogen. Ang mga hydrogen atom ay matatagpuan sa tuktok ng figure. Upang kalkulahin ang estado ng oksihenasyon ng nitrogen sa ammonium, kailangan mong tandaan na ang kabuuang singil ng kation ay +1, at ang bawat hydrogen ion ay nawawala ng isang elektron, at mayroon lamang 4 sa kanila. Ang kabuuang potensyal ng hydrogen ay +4. Kung ibawas natin ang singil ng lahat ng hydrogen ions mula sa singil ng cation, makakakuha tayo ng: +1 - (+4) = -3. Kaya ang nitrogen ay may oxidation state na -3. Sa kasong ito, nagdaragdag ito ng tatlong electron.

Ano ang nitride

Ang nitrogen ay kayang pagsamahin sa mas maraming electropositive atoms ng metal at non-metallic na kalikasan. Bilang resulta, ang mga compound na katulad ng hydride at carbide ay nabuo. Ang ganitong mga sangkap na naglalaman ng nitrogen ay tinatawag na nitride. Sa pagitan ng metal at ng nitrogen atom sa mga compound, ang covalent, ionic at intermediate na mga bono ay nakikilala. Ito ang katangiang ito na pinagbabatayan ng kanilang pag-uuri.

Ang mga covalent nitride ay kinabibilangan ng mga compound sa chemical bond kung saan ang mga electron ay hindi naglilipat mula sa atomic nitrogen, ngunit bumubuo ng isang karaniwang electron cloud kasama ng mga negatibong sisingilin na particle ng iba pang mga atom.

Ang mga halimbawa ng naturang mga sangkap ay hydrogen nitride, tulad ng ammonia at hydrazine molecules, pati na rin ang nitrogen halides, na kinabibilangan ng trichlorides, tribromides at trifluoride. Mayroon silang isang karaniwang pares ng elektron na pantay na kabilang sa dalawang atomo.

Ang mga ionic nitride ay kinabibilangan ng mga compound na may isang kemikal na bono na nabuo sa pamamagitan ng paglipat ng mga electron mula sa isang elemento ng metal patungo sa mga libreng antas sa nitrogen. Ang polarity ay sinusunod sa mga molekula ng naturang mga sangkap. Ang Nitride ay may nitrogen oxidation state na 3-. Alinsunod dito, ang kabuuang singil ng metal ay magiging 3+.

Kasama sa mga naturang compound ang nitride ng magnesium, lithium, zinc o tanso, maliban sa mga alkali metal. Mayroon silang mataas na punto ng pagkatunaw.

Ang mga intermediate nitride ay kinabibilangan ng mga sangkap kung saan ang mga atomo ng mga metal at nitrogen ay pantay na ipinamamahagi at walang malinaw na paglilipat ng electron cloud. Ang ganitong mga inert compound ay kinabibilangan ng nitride ng iron, molybdenum, manganese at tungsten.

Paglalarawan ng trivalent nitric oxide

Tinatawag din itong anhydride na nagmula sa nitrous acid na may formula na HNO 2 . Isinasaalang-alang ang mga estado ng oksihenasyon ng nitrogen (3+) at oxygen (2-) sa trioxide, nakuha ang ratio ng mga atomo ng mga elemento 2 hanggang 3 o N 2 O 3.

Ang mga likido at gas na anyo ng anhydride ay napaka-unstable na mga compound; madali silang nabulok sa 2 magkaibang mga oxide na may valences IV at II.

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na –3. Ang mga compound ng nitrogen sa -3 na estado ng oksihenasyon ay kinakatawan ng ammonia at metal nitride.

Ammonia- Ang NH 3 ay isang walang kulay na gas na may katangian na masangsang na amoy. Ang molekula ng ammonia ay may geometry ng isang trigonal na pyramid na may nitrogen atom sa itaas. Ang mga atomic orbital ng nitrogen ay nasa sp 3- hybrid na estado. Tatlong orbital ang kasangkot sa pagbuo ng mga bono ng nitrogen-hydrogen, at ang ikaapat na orbital ay naglalaman ng isang hindi nakabahaging pares ng elektron, ang molekula ay may hugis na pyramidal. Ang nakakasuklam na pagkilos ng nag-iisang pares ng mga electron ay nagiging sanhi ng pagbaba ng anggulo ng bono mula sa inaasahang 109.5 hanggang 107.3°.

Sa -33.4 °C, ang ammonia ay namumuo upang makabuo ng isang likido na may napakataas na init ng singaw, na nagpapahintulot na ito ay magamit bilang isang nagpapalamig sa mga sistema ng pagpapalamig ng industriya.

Ang pagkakaroon ng isang hindi nakabahaging pares ng elektron sa nitrogen atom ay nagpapahintulot na makabuo ito ng isa pang covalent bond ayon sa mekanismo ng donor-acceptor. Kaya, sa isang acidic na kapaligiran, ang pagbuo ng molecular ammonium cation - NH 4 + ay nangyayari. Ang pagbuo ng ikaapat na covalent bond ay humahantong sa pagkakahanay ng mga anggulo ng bono (109.5°) dahil sa pare-parehong pagtanggi ng mga atomo ng hydrogen.

Ang likidong ammonia ay isang magandang self-ionizing solvent:

2NH 3 NH 4 + + NH 2 -

amide anion

Tinutunaw nito ang mga alkali at alkaline na metal na lupa, na bumubuo ng mga may kulay na kondaktibong solusyon. Sa pagkakaroon ng isang katalista (FeCl 3), ang natunaw na metal ay tumutugon sa ammonia upang maglabas ng hydrogen at bumuo ng isang amide, halimbawa:

2Na + 2NH 3 \u003d 2NaNH 2 + H 2

sodium amide

Ang ammonia ay lubhang natutunaw sa tubig (sa 20 °C, humigit-kumulang 700 volume ng ammonia ang natutunaw sa isang volume ng tubig). Sa mga may tubig na solusyon, ito ay nagpapakita ng mga katangian ng isang mahinang base.

NH 3 + H 2 O ® NH 3 × H 2 O NH 4 + + OH -

= 1.85 10 -5

Sa isang oxygen na kapaligiran, ang ammonia ay nasusunog sa pagbuo ng nitrogen; sa isang platinum catalyst, ang ammonia ay na-oxidized sa nitric oxide (II):

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O; 4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O

Bilang isang base, ang ammonia ay tumutugon sa mga acid upang bumuo ng mga asing-gamot ng ammonium cation, halimbawa:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

Ang mga ammonium salt ay lubos na natutunaw sa tubig at bahagyang na-hydrolyzed. Sa mala-kristal na estado, sila ay thermally unstable. Ang komposisyon ng mga produkto ng thermolysis ay nakasalalay sa mga katangian ng acid na bumubuo ng asin:

NH 4 Cl ® NH 3 + HCl; (NH 4) 2 SO 4 ® NH 3 + (NH 4) HSO 4

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 ® N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

Sa ilalim ng pagkilos ng alkalis sa may tubig na mga solusyon ng ammonium salts, ang ammonia ay pinakawalan sa panahon ng pag-init, na ginagawang posible na gamitin ang reaksyong ito bilang isang husay para sa mga ammonium salt at bilang isang paraan ng laboratoryo para sa pagkuha ng ammonia.

NH 4 Cl + NaOH \u003d NaCl + NH 3 + H 2 O

Sa industriya, ang ammonia ay nakukuha sa pamamagitan ng direktang synthesis.

N 2 + 3H 2 2NH 3

Dahil ang reaksyon ay lubos na nababaligtad, ang synthesis ay isinasagawa sa mataas na presyon (hanggang sa 100 MPa). Upang mapabilis ang proseso, ang proseso ay isinasagawa sa pagkakaroon ng isang katalista (spongy iron na itinataguyod ng mga additives) at sa temperatura na humigit-kumulang 500°C.

Nitride ay nabuo bilang isang resulta ng mga reaksyon ng maraming mga metal at non-metal na may nitrogen. Ang mga katangian ng nitride ay natural na nagbabago sa isang panahon. Halimbawa, para sa mga elemento ng ikatlong yugto:

Ang mga nitride ng s-element ng mga pangkat I at II ay mala-kristal na mga sangkap na parang asin na madaling nabulok ng tubig upang bumuo ng ammonia.

Li 3 N + 3H 2 O \u003d 3LiOH + NH 3

Sa mga halogen nitride sa libreng estado, ang Cl 3 N lamang ang nakahiwalay, ang acid character ay nagpapakita ng sarili sa reaksyon sa tubig:

Cl 3 N + 3H 2 O \u003d 3HClO + NH 3

Ang pakikipag-ugnayan ng mga nitride ng iba't ibang kalikasan ay humahantong sa pagbuo ng halo-halong nitride:

Li 3 N + AlN \u003d Li 3 AlN 2; 5Li 3 N + Ge 3 N 4 = 3Li 5 GeN 3

lithium nitridoaluminate nitridogermanate(IV) lithium

Ang BN, AlN, Si 3 N 4, Ge 3 N 4 nitride ay mga solidong polymeric na sangkap na may mataas na mga punto ng pagkatunaw (2000-3000 ° C), sila ay mga semiconductors o dielectrics. Nitride ng d-metal - crystalline compounds ng variable na komposisyon (bertolides), napakatigas, matigas ang ulo at chemically stable, nagpapakita ng mga katangian ng metal: metallic luster, electrical conductivity.

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na –2. Hydrazine - N 2 H 4 - ang pinakamahalagang inorganic nitrogen compound sa -2 oxidation state.

Ang hydrazine ay isang walang kulay na likido na may kumukulo na 113.5 °C, na umuusok sa hangin. Ang mga hydrazine vapor ay lubhang nakakalason at bumubuo ng mga paputok na halo sa hangin. Ang hydrazine ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-oxidize ng ammonia na may sodium hypochlorite:

2N -3 H 3 + NaCl +1 O \u003d N 2 -2 H 4 + NaCl -1 + H 2 O

Ang hydrazine ay nahahalo sa tubig sa anumang ratio at kumikilos sa solusyon bilang isang mahinang diacid base, na bumubuo ng dalawang serye ng mga asin.

N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5 + + OH - , K b = 9.3×10 -7 ;

hydrosonium cation

N 2 H 5 + + H 2 O N 2 H 6 2+ + OH - , K b = 8.5×10 -15;

dihydrosonium cation

N 2 H 4 + HCl N 2 H 5 Cl; N 2 H 5 Cl + HCl N 2 H 6 Cl 2

hydrosonium chloride dihydrosonium dichloride

Ang Hydrazine ay ang pinakamalakas na ahente ng pagbabawas:

4KMn +7 O 4 + 5N 2 -2 H 4 + 6H 2 SO 4 \u003d 5N 2 0 + 4Mn +2 SO 4 + 2K 2 SO 4 + 16H 2 O

Ang unsymmetrical dimethylhydrazine (heptyl) ay malawakang ginagamit bilang rocket fuel.

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na –1. Hydroxylamine - NH 2 OH - ang pangunahing inorganic nitrogen compound sa estado ng oksihenasyon -1.

Ang hydroxylamine ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng nitric acid na may hydrogen sa oras ng paghihiwalay sa panahon ng electrolysis:

HNO 3 + 6H \u003d NH 2 OH + 2H 2 O

Ito ay isang walang kulay na mala-kristal na substansiya (mp. 33 ° C), lubos na natutunaw sa tubig, kung saan ito ay nagpapakita ng mga katangian ng isang mahinang base. Sa mga acid ay nagbibigay ito ng mga hydroxylammonium salts - matatag na walang kulay na mga sangkap na natutunaw sa tubig.

NH 2 OH + H 2 O + + OH - , K b = 2×10 -8

hydroxylammonium ion

Ang nitrogen atom sa molekula ng NH 2 OH ay nagpapakita ng isang intermediate na estado ng oksihenasyon (sa pagitan ng -3 at +5), kaya ang hydroxylamine ay maaaring kumilos kapwa bilang isang reducing agent at bilang isang oxidizing agent:

2N -1 H 2 OH + I 2 + 2KOH = N 0 2 + 2KI + 4H 2 O;

ahente ng pagbabawas

2N -1 H 2 OH + 4FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + (N -3 H 4) 2 SO 4 + 2H 2 O

oxidizer

Ang NH 2 OH ay madaling nabubulok kapag pinainit, sumasailalim sa disproporsyon:

3N -1 H 2 OH \u003d N 0 2 + N -3 H 3 + 3H 2 O;

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na +1. Nitric oxide (I) - N 2 O (nitrous oxide, laughing gas). Ang istraktura ng molekula nito ay maaaring maihatid sa pamamagitan ng resonance ng dalawang valence scheme, na nagpapakita na ang tambalang ito ay maaaring isaalang-alang bilang nitric oxide (I) sa pormal na paraan, sa katotohanan ito ay nitrogen (V) oxynitride - ON +5 N -3.

Ang N 2 O ay isang walang kulay na gas na may bahagyang kaaya-ayang amoy. Sa maliliit na konsentrasyon ito ay nagdudulot ng mga pag-atake ng walang pigil na kagalakan, sa malalaking dosis ito ay may pangkalahatang anesthetic na epekto. Ang pinaghalong nitrous oxide (80%) at oxygen (20%) ay ginamit sa gamot para sa kawalan ng pakiramdam.

Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang nitric oxide (I) ay maaaring makuha sa pamamagitan ng agnas ng ammonium nitrate. Ang N 2 O na nakuha sa paraang ito ay naglalaman ng mga impurities ng mas mataas na nitrogen oxides, na lubhang nakakalason!

NH 4 NO 3 ¾® N 2 O + 2H 2 O

Ayon sa mga kemikal na katangian nito, ang nitric oxide (I) ay isang tipikal na non-salt-forming oxide; hindi ito tumutugon sa tubig, acids at alkalis. Kapag pinainit, nabubulok ito upang bumuo ng oxygen at nitrogen. Para sa kadahilanang ito, ang N 2 O ay maaaring kumilos bilang isang ahente ng oxidizing, halimbawa:

N 2 O + H 2 \u003d N 2 + H 2 O

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na +2. Nitric oxide (II) - HINDI - walang kulay na gas, lubhang nakakalason. Sa hangin, mabilis itong na-oxidize ng oxygen upang bumuo ng hindi gaanong nakakalason na nitric oxide (IV). Sa industriya, ang NO ay ginawa sa pamamagitan ng oksihenasyon ng ammonia sa isang platinum catalyst o sa pamamagitan ng pagpasa ng hangin sa pamamagitan ng electric arc (3000-4000 °C).

4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O; N 2 + O 2 \u003d 2NO

Ang isang pamamaraan sa laboratoryo para sa pagkuha ng nitric oxide (II) ay ang pakikipag-ugnayan ng tanso sa dilute na nitric acid.

3Cu + 8HNO 3 (diff.) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Ang nitric oxide (II) ay isang non-salt-forming oxide, isang malakas na ahente ng pagbabawas, madaling tumutugon sa oxygen at halogens.

2NO + O 2 \u003d 2NO 2; 2NO + Cl 2 = 2NOCl

nitrosyl chloride

Kasabay nito, kapag nakikipag-ugnayan sa malakas na mga ahente ng pagbabawas, ang NO ay kumikilos bilang isang ahente ng oxidizing:

2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O; 10NO + 4Р = 5N 2 + 2Р 2 O 5

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na +3. Nitric oxide (III) - N 2 O 3 - isang matinding asul na likido (t.cr. -100 ° C). Matatag lamang sa likido at solidong estado sa mababang temperatura. Lumilitaw na umiiral ito sa dalawang anyo:

Ang nitric oxide(III) ay nakukuha sa pamamagitan ng co-condensation ng NO at NO 2 vapors. Naghihiwalay sa mga likido at singaw.

NO 2 + NO N 2 O 3

Ang mga katangian ay tipikal na acidic oxide. Ito ay tumutugon sa tubig, na bumubuo ng nitrous acid, na may alkalis ay bumubuo ng mga asing-gamot - nitrite.

N 2 O 3 + H 2 O \u003d 2HNO 2; N 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaNO 2 + H 2 O

Nitrous acid- katamtamang lakas ng acid (K a = 1×10 -4). Hindi ito nahiwalay sa dalisay nitong anyo, sa mga solusyon ay umiiral ito sa dalawang tautomeric na anyo (ang mga tautomer ay mga isomer na nasa dinamikong ekwilibriyo).

nitrite form nitro form

Ang mga asin ng nitrous acid ay matatag. Ang nitrite anion ay nagpapakita ng isang binibigkas na redox duality. Depende sa mga kondisyon, maaari itong gumanap ng parehong function ng isang oxidizing agent at ang function ng isang reducing agent, halimbawa:

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

oxidizer

KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

ahente ng pagbabawas

Ang nitrous acid at nitrite ay madaling kapitan ng disproportionation:

3HN +3 O 2 \u003d HN +5 O 3 + 2N +2 O + H 2 O

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na +4. Nitric oxide (IV) - NO 2 - brown gas, na may matalim na hindi kanais-nais na amoy. Sobrang toxic! Sa industriya, ang NO 2 ay ginawa ng oksihenasyon ng NO. Ang pamamaraan ng laboratoryo para sa pagkuha ng NO 2 ay ang pakikipag-ugnayan ng tanso na may puro nitric acid, pati na rin ang thermal decomposition ng lead nitrate.

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

2Pb(NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2

Ang NO 2 molecule ay may isang walang paired na electron at ito ay isang stable na free radical, kaya ang nitric oxide ay madaling magdimerize.

Ang proseso ng dimerization ay nababaligtad at napakasensitibo sa temperatura:

paramagnetic, diamagnetic,

kayumanggi walang kulay

Ang nitrogen dioxide ay isang acidic oxide na tumutugon sa tubig upang bumuo ng pinaghalong nitric at nitrous acid (mixed anhydride).

2NO 2 + H 2 O \u003d HNO 2 + HNO 3; 2NO 2 + 2NaOH \u003d NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

Mga compound na may estado ng oksihenasyon na +5. Nitric oxide (V) - N 2 O 5 - puting mala-kristal na substansiya. Nakuha sa pamamagitan ng dehydration ng nitric acid o oxidation ng nitric oxide (IV) na may ozone:

2HNO 3 + P 2 O 5 \u003d N 2 O 5 + 2HPO 3; 2NO 2 + O 3 \u003d N 2 O 5 + O 2

Sa mala-kristal na estado, ang N 2 O 5 ay may istrakturang tulad ng asin - + -, sa singaw (t. vozg. 33 ° C) - molekular.

N 2 O 5 - acid oxide - nitric acid anhydride:

N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3

Nitric acid- HNO 3 - isang walang kulay na likido na may kumukulo na 84.1 ° C, nabubulok kapag pinainit at nasa liwanag.

4HNO 3 \u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

Ang mga impurities ng nitrogen dioxide ay nagbibigay ng puro nitric acid ng kulay dilaw-kayumanggi. Ang nitric acid ay nahahalo sa tubig sa anumang ratio at isa sa pinakamalakas na mineral acid; ito ay ganap na naghihiwalay sa solusyon.

Ang istraktura ng molekula ng nitric acid ay inilalarawan ng mga sumusunod na pormula ng istruktura:

Ang mga kahirapan sa pagsulat ng structural formula ng HNO 3 ay sanhi ng katotohanan na, na ipinapakita sa tambalang ito ang estado ng oksihenasyon +5, nitrogen, bilang isang elemento ng ikalawang yugto, ay maaari lamang bumuo ng apat na covalent bond.

Ang nitric acid ay isa sa pinakamalakas na oxidizing agent. Ang lalim ng pagbawi nito ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan: konsentrasyon, temperatura, pagbabawas ng ahente. Karaniwan, kapag na-oxidize sa nitric acid, nabuo ang isang halo ng mga produktong pagbabawas:

HN +5 O 3 ® N +4 O 2 ® N +2 O ® N +1 2 O ® N 0 2 ® +

Ang pangunahing produkto ng oksihenasyon ng mga di-metal at hindi aktibong mga metal na may puro nitric acid ay nitric oxide (IV):

I 2 + 10HNO 3 (conc) = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O;

Pb + 4HNO 3 (conc) = Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Ang konsentradong nitric acid ay nagpapasa ng bakal at aluminyo. Ang aluminyo ay na-passivated kahit na may dilute na nitric acid. Ang nitric acid ng anumang konsentrasyon ay hindi nakakaapekto sa ginto, platinum, tantalum, rhodium at iridium. Ang ginto at platinum ay natunaw sa aqua regia - isang halo ng puro nitric at hydrochloric acid sa isang ratio na 1: 3.

Au + HNO 3 + 4HCl \u003d H + NO + 2H 2 O

Ang malakas na oxidizing effect ng aqua regia ay dahil sa pagbuo ng atomic chlorine sa panahon ng decomposition ng nitrosyl chloride, isang produkto ng pakikipag-ugnayan ng nitric acid sa hydrogen chloride.

HNO 3 + 3HCl \u003d Cl 2 + NOCl + 2H 2 O;

NOCl = HINDI + Cl×

Ang isang epektibong solvent para sa mga mababang-aktibong metal ay isang pinaghalong puro nitric at hydrofluoric acid.

3Ta + 5HNO 3 + 21HF = 3H 2 + 5NO + 10H 2 O

Ang diluted na nitric acid, kapag nakikipag-ugnayan sa mga di-metal at mababang-aktibong mga metal, ay nababawasan pangunahin sa nitric oxide (II), halimbawa:

3P + 5HNO 3 (razb) + 2H 2 O \u003d 3H 3 PO 4 + 5NO;

3Pb + 8HNO 3 (razb) \u003d 3Pb (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Binabawasan ng mga aktibong metal ang dilute na nitric acid sa N 2 O, N 2 o NH 4 NO 3, halimbawa,

4Zn + 10HNO 3 (razb) \u003d 4Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

Ang bulk ng nitric acid ay napupunta sa paggawa ng mga pataba at pampasabog.

Ang nitric acid ay ginawa sa industriya sa pamamagitan ng contact o arc method, na naiiba sa unang yugto - ang produksyon ng nitric oxide (II). Ang pamamaraan ng arko ay batay sa paggawa ng NO sa pamamagitan ng pagpasa ng hangin sa pamamagitan ng isang electric arc. Sa proseso ng pakikipag-ugnay, ang NO ay ginawa sa pamamagitan ng oksihenasyon ng ammonia na may oxygen sa isang platinum catalyst. Susunod, ang nitric oxide (II) ay na-oxidize sa nitric oxide (IV) ng atmospheric oxygen. Sa pamamagitan ng dissolving NO 2 sa tubig sa pagkakaroon ng oxygen, ang nitric acid ay nakuha na may konsentrasyon na 60-65%.

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

Kung kinakailangan, ang nitric acid ay puro sa pamamagitan ng distillation na may puro sulfuric acid. Sa laboratoryo, ang 100% nitric acid ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkilos ng concentrated sulfuric acid sa crystalline sodium nitrate kapag pinainit.

NaNO 3 (cr) + H 2 SO 4 (conc) = HNO 3 + NaHSO 4

Mga asin ng nitric acid- nitrates - lubos na natutunaw sa tubig, thermally unstable. Ang agnas ng mga nitrates ng mga aktibong metal (hindi kasama ang lithium), na nasa serye ng mga karaniwang potensyal na elektrod sa kaliwa ng magnesium, ay humahantong sa pagbuo ng mga nitrite. Halimbawa:

2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2

Sa panahon ng agnas ng lithium at magnesium nitrates, pati na rin ang mga metal nitrates na matatagpuan sa serye ng mga karaniwang potensyal na elektrod sa kanan ng magnesium, hanggang sa tanso, isang halo ng nitric oxide (IV) at oxygen ay inilabas. Halimbawa:

2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2

Ang mga nitrates ng mga metal na matatagpuan sa dulo ng serye ng aktibidad ay nabubulok sa libreng metal:

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2

Ang sodium, potassium at ammonium nitrates ay malawakang ginagamit para sa paggawa ng pulbura at pampasabog, pati na rin ang mga nitrogen fertilizers (saltpeter). Ammonium sulfate, ammonia water at carbamide (urea) - ang buong carbonic acid amide ay ginagamit din bilang mga pataba:

Hydrogen azide(dinitridonitrate) - HN 3 (HNN 2) - isang walang kulay na pabagu-bago ng isip na likido (mp -80 ° C, bp 37 ° C) na may masangsang na amoy. Ang gitnang nitrogen atom ay nasa sp hybridization, ang estado ng oksihenasyon ay +5, ang mga atom na katabi nito ay may isang estado ng oksihenasyon na -3. Istraktura ng Molecule:

Ang isang may tubig na solusyon ng HN 3 - hydronitrous acid ay malapit sa lakas sa acetic acid, K a \u003d 2.6 × 10 -5. Matatag sa mga dilute na solusyon. Ito ay nakuha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng hydrazine at nitrous acid:

N 2 H 4 + HNO 2 \u003d HN 3 + 2H 2 O

Sa mga tuntunin ng mga katangian ng oxidizing, ang HN 3 (HN +5 N 2) ay kahawig ng nitric acid. Kaya, kung ang pakikipag-ugnayan ng isang metal na may nitric acid ay gumagawa ng nitric oxide (II) at tubig, pagkatapos ay may hydrazoic acid - nitrogen at ammonia. Halimbawa,

Cu + 3HN +5 N 2 = Cu(N 3) 2 + N 2 0 + NH 3

Ang pinaghalong HN 3 at HCl ay kumikilos tulad ng aqua regia. Mga asin ng hydronirous acid - azides. Tanging ang alkali metal azides ay medyo matatag; sa temperatura na higit sa 300 °C sila ay nawasak nang walang pagsabog. Ang natitira ay naghiwa-hiwalay sa isang pagsabog sa epekto o pag-init. Ang lead azide ay ginagamit sa paggawa ng mga detonator:

Pb(N 3) 2 = Pb + 3N 2 0

Ang panimulang produkto para sa paggawa ng azides ay NaN 3, na nabuo bilang isang resulta ng reaksyon ng sodium amide at nitric oxide (I):

NaNH 2 + N 2 O \u003d NaN 3 + H 2 O

4.2 Posporus

Ang posporus ay kinakatawan sa kalikasan ng isang isotope - 31 P, ang clarke ng posporus ay 0.05 mol.%. Ito ay nangyayari sa anyo ng mga mineral na pospeyt: Ca 3 (PO 4) 2 - phosphorite, Ca 5 (PO 4) 3 X (X \u003d F, Cl, OH) - apatite. Ito ay bahagi ng mga buto at ngipin ng mga hayop at tao, pati na rin ang komposisyon ng mga nucleic acid (DNA at RNA) at adenosine phosphoric acid (ATP, ADP at AMP).

Ang posporus ay nakuha sa pamamagitan ng pagbawas ng phosphorite na may coke sa pagkakaroon ng silikon dioxide.

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO

Ang isang simpleng sangkap - posporus - ay bumubuo ng ilang mga allotropic na pagbabago, kung saan ang mga pangunahing ay puti, pula at itim na posporus. Ang puting posporus ay nabuo sa panahon ng paghalay ng singaw ng posporus at isang puting wax-like substance (mp 44 ° C), hindi matutunaw sa tubig, natutunaw sa ilang mga organikong solvent. Ang puting posporus ay may istrukturang molekular at binubuo ng mga molekulang tetrahedral P 4 .

Ang lakas ng bono (valence angle P-P-P ay 60 ° lamang) ay tumutukoy sa mataas na reaktibiti at toxicity ng white phosphorus (nakamamatay na dosis ay humigit-kumulang 0.1 g). Dahil ang puting posporus ay lubos na natutunaw sa taba, ang gatas ay hindi maaaring gamitin bilang panlaban sa pagkalason. Sa hangin, ang puting phosphorus ay kusang nag-aapoy, kaya ito ay nakaimbak sa isang hermetically sealed na lalagyan ng kemikal sa ilalim ng isang layer ng tubig.

Ang pulang posporus ay may istrukturang polimer. Nakukuha ito sa pamamagitan ng pagpainit ng puting posporus o pag-iilaw nito ng liwanag. Hindi tulad ng puting posporus, ito ay bahagyang reaktibo at hindi nakakalason. Gayunpaman, ang natitirang halaga ng puting posporus ay maaaring gumawa ng pulang posporus na nakakalason!

Ang itim na posporus ay nakuha sa pamamagitan ng pagpainit ng puting posporus sa ilalim ng presyon ng 120 libong atm. Ito ay may isang polymer na istraktura, may mga katangian ng semiconductor, ay chemically stable at hindi nakakalason.

Mga katangian ng kemikal. Ang puting phosphorus ay kusang na-oxidize ng atmospheric oxygen sa temperatura ng silid (ang oksihenasyon ng pula at itim na phosphorus ay nangyayari kapag pinainit). Ang reaksyon ay nagpapatuloy sa dalawang yugto at sinamahan ng luminescence (chemiluminescence).

2P + 3O 2 \u003d 2P 2 O 3; P 2 O 3 + O 2 \u003d P 2 O 5

Ang posporus ay tumutugon din nang sunud-sunod sa asupre at mga halogens.

2P + 3Cl 2 \u003d 2PCl 3; PCl 3 + Cl 2 = PCl 5

Kapag nakikipag-ugnayan sa mga aktibong metal, ang posporus ay kumikilos bilang isang ahente ng oxidizing, na bumubuo ng mga phosphides - mga compound ng posporus sa -3 na estado ng oksihenasyon.

3Ca + 2P = Ca 3 P 2

Ang mga oxidizing acid (nitric at concentrated sulfuric acid) ay nag-oxidize ng phosphorus sa phosphoric acid.

P + 5HNO 3 (conc) = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O

Kapag kumukulo na may mga solusyon sa alkali, ang puting posporus ay hindi katimbang:

4P 0 + 3KOH + 3H 2 O = P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2

phosphine potassium hypophosphite

Ang nitrogen ay marahil ang pinakakaraniwang elemento ng kemikal sa buong solar system. Upang maging mas tiyak, ang nitrogen ay ang ika-4 na pinaka-sagana. Ang nitrogen sa kalikasan ay isang inert gas.

Ang gas na ito ay walang kulay at walang amoy at napakahirap matunaw sa tubig. Gayunpaman, ang mga nitrate salt ay may posibilidad na tumugon nang napakahusay sa tubig. Ang nitrogen ay may mababang density.

Ang nitrogen ay isang kamangha-manghang elemento. May isang palagay na nakuha nito ang pangalan nito mula sa sinaunang wikang Griyego, na nangangahulugang "walang buhay, sira" sa pagsasalin mula dito. Bakit ganoong negatibong saloobin sa nitrogen? Pagkatapos ng lahat, alam natin na ito ay bahagi ng mga protina, at ang paghinga nang wala ito ay halos imposible. Ang nitrogen ay may mahalagang papel sa kalikasan. Ngunit sa kapaligiran ang gas na ito ay hindi gumagalaw. Kung ito ay kinuha ayon sa orihinal nitong anyo, kung gayon maraming epekto ang posible. Maaaring mamatay pa ang biktima dahil sa inis. Pagkatapos ng lahat, ang nitrogen ay tinatawag na walang buhay dahil hindi nito sinusuportahan ang pagkasunog o paghinga.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang naturang gas ay tumutugon lamang sa lithium, na bumubuo ng isang tambalan tulad ng lithium nitride Li3N. Tulad ng nakikita natin, ang estado ng oksihenasyon ng nitrogen sa naturang tambalan ay -3. Sa iba pang mga metal, at siyempre, tumutugon din ito, ngunit kapag pinainit lamang o kapag gumagamit ng iba't ibang mga catalyst. Sa pamamagitan ng paraan, -3 ay ang pinakamababang estado ng oksihenasyon ng nitrogen, dahil 3 electron lamang ang kailangan upang ganap na punan ang antas ng panlabas na enerhiya.

Ang tagapagpahiwatig na ito ay may iba't ibang kahulugan. Ang bawat estado ng oksihenasyon ng nitrogen ay may sariling tambalan. Mas mabuting tandaan na lamang ang mga ganitong koneksyon.

5 - ang pinakamataas na antas ng oksihenasyon ng nitrogen. Nangyayari sa at sa lahat ng nitrate salts.