Şwesiýaly himik Karl Şele we Şotlandiýanyň botanigi Daniel Ruterford 1772-nji ýylda azoty aýratyn tapdylar. Abraýly Kawendiş we Lavoisier hem bir wagtyň özünde azot aldylar. Azot ilkinji gezek Lavoisier tarapyndan "jansyz" manysyna "azo" diýip at beren element hökmünde ykrar edildi. Çaptal azot elementini 1790-njy ýylda atlandyrdy. Bu at grek sözünden "nitre" (nitratda azot saklaýan nitrat) sözünden gelip çykypdyr.
Azot öndürijiler - Hytaý azot öndürýän zawod we üpjün edijiler (xinfatools.com)
Azotyň çeşmeleri
Azot Earther ýüzünde iň köp 30-njy elementdir. Azotyň atmosfera göwrüminiň 4/5 bölegini ýa-da 78% -den gowragyny emele getirýändigini göz öňünde tutsak, azotyň elýeterli mukdary bar. Azot, şeýle hem Çili duzlaýjy (natriý nitrat), duzlaýjy ýa-da nitre (kaliý nitraty) we ammiak duzlaryny öz içine alýan minerallar ýaly dürli minerallarda nitratlar görnüşinde bar. Azot köp çylşyrymly organiki molekulalarda, şol sanda ähli janly-jandarlarda bar bolan beloklary we aminokislotalary öz içine alýar
Fiziki aýratynlyklary
Azot N2 otag temperaturasynda reňksiz, tagamsyz we yssyz gaz bolup, adatça zäherli däl. Adaty şertlerde gazyň dykyzlygy 1,25g / L. Azot umumy atmosferanyň (ses fraksiýasynyň) 78,12% -ini emele getirýär we howanyň esasy düzüm bölegi bolup durýar. Atmosferada takmynan 400 trillion tonna gaz bar.
Adaty atmosfera basyşy astynda -195,8 to sowadylanda reňksiz suwuklyga öwrülýär. -209.86 to sowadylanda suwuk azot gar ýaly gaty bolýar.
Azot ýangyjy däl we asfiksiasiýa gazy hasaplanýar (ýagny arassa azotdan dem almak adam bedenini kisloroddan mahrum edýär). Azotyň suwda gaty az erginliligi bar. 283K-da bir göwrümli suw, takmynan 0,02 tom N2 eräp biler.
Himiki aýratynlyklary
Azot örän durnukly himiki aýratynlyklara eýedir. Otag temperaturasynda beýleki maddalar bilen reaksiýa bermek kyn, ýöne ýokary temperaturada we ýokary energiýa şertlerinde käbir maddalar bilen himiki üýtgemeleri başdan geçirip biler we adamlar üçin peýdaly täze maddalary öndürmek üçin ulanylyp bilner.
Azot molekulalarynyň molekulýar orbital formulasy KK σs2 σs * 2 σp2 σp * 2 πp2. Üç jübüt elektron birleşmäge goşant goşýar, ýagny iki π baglanyşyk we bir σ baglanyşyk emele gelýär. Baglamaga goşant ýok, baglanyşyk we anti-baglanyşyk energiýalary takmynan ýapylýar we olar ýeke elektron jübütlerine deňdir. N2 molekulasynda N≡N üç baglanyşyk barlygy sebäpli, N2 molekulasy uly durnuklylyga eýe bolup, atomlara bölünmek üçin 941,69 kJ / mol energiýa gerek. N2 molekulasy belli diatomiki molekulalaryň iň durnuklysy we azotyň otnositel molekulýar massasy 28-den ybaratdyr. Mundan başga-da, azot ýakmak aňsat däl we ýanmagy goldamaýar.
Synag usuly
Burninganýan Mg baryny azot bilen doldurylan gaz ýygnaýan çüýşe salyň, Mg bar bolsa ýanmagyny dowam etdirer. Galan kül (biraz sary poroşok Mg3N2) çykaryň, az mukdarda suw goşuň we çygly gyzyl litmus kagyzy gök öwüsýän gaz (ammiak) öndüriň. Reaksiýa deňlemesi: 3Mg + N2 = otlamak = Mg3N2 (magniý nitrid); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3 ↑
Azotyň baglanyşyk aýratynlyklary we walent baglanyşyk gurluşy
Adaty şertlerde N2 ýeke maddanyň aşa durnuklydygy sebäpli adamlar köplenç azotyň himiki taýdan hereketsiz elementdigine ýalňyş düşünýärler. Aslynda, tersine, elementar azot ýokary himiki işjeňlige eýe. N (3.04) elektronegatiwligi F we O-dan soň ikinji bolup, beýleki elementler bilen berk baglanyşyk döredip biljekdigini görkezýär. Mundan başga-da, N2 molekulasynyň ýeke-täk maddasynyň durnuklylygy diňe N atomynyň işjeňligini görkezýär. Mesele, adamlar otag temperaturasynda we basyşda N2 molekulalaryny işjeňleşdirmek üçin iň amatly şertleri tapmadylar. Natureöne tebigatda ösümlik düwünlerindäki käbir bakteriýalar adaty temperaturada we basyşda pes energiýa şertlerinde howadaky N2-ni azot birleşmelerine öwrüp, ekinleriň ösmegi üçin dökün hökmünde ulanyp biler.
Şonuň üçin azotyň kesgitlenişini öwrenmek hemişe möhüm ylmy gözleg mowzugy boldy. Şonuň üçin azotyň baglanyşyk aýratynlyklaryna we walent baglanyşyk gurluşyna jikme-jik düşünmelidiris.
Obýektiň görnüşi
N atomynyň walent elektron gatlagynyň gurluşy 2s2p3, ýagny 3 sany elektron we bir jübüt elektron jübüti bar. Şundan ugur alyp, birleşmeler emele gelende aşakdaky üç baglanyşyk görnüşi döredilip bilner:
1. Ion baglanyşyklaryny emele getirmek 2. Kowalent baglanyşyklary emele getirmek 3. Koordinasiýa baglanyşyklaryny emele getirmek
1. Ion baglanyşyklaryny emele getirmek
N atomlarynyň ýokary elektronegatiwligi bar (3.04). Li (elektronegatiwlik 0.98), Ca (elektronegatiwlik 1.00) we Mg (elektronegatiwlik 1.31) ýaly pes elektronegatiwligi bolan metallar bilen ikili nitridleri emele getirenlerinde, 3 elektron alyp, N3 ionlaryny emele getirip bilerler. N2 + 6 Li == 2 Li3N N2 + 3 Ca == Ca3N2 N2 + 3 Mg = ot ýakmak = Mg3N2 N3 ionlary has ýokary otrisatel zarýad we radiusy has uly (171 agşam). Suw molekulalaryna duş gelende güýçli gidroliz ediler. Şonuň üçin ion birleşmeleri diňe gury ýagdaýda bolup biler we N3- gidratly ionlary bolmaz.
2. Kovalent baglanyşyklaryň emele gelmegi
N atomlary has ýokary elektronegatiwligi bolan metal däl birleşmeler emele gelende, aşakdaky kowalent baglanyşyklar emele gelýär:
⑴N atomlary sp3 gibridizasiýa ýagdaýyny alýar, üç kowalent baglanyşyk emele getirýär, bir jübüt elektron jübütini saklaýar we molekulýar konfigurasiýa NH3, NF3, NCl3 we ş.m. ýaly trigonal piramidal bolup, dört kowalent ýeke baglanyşyk emele gelse, molekulýar konfigurasiýa NH4 + ionlary ýaly yzygiderli tetraedron.
⑵N atomlary sp2 gibridizasiýa ýagdaýyny alýar, iki kowalent baglanyşyk we bir baglanyşyk emele getirýär we bir jübüt elektron jübütini saklaýar we molekulýar konfigurasiýa Cl - N = O ýaly burçly. . NO3- ion. Azot kislotasynyň molekulasynda N atomy degişlilikde üç O atom bilen üç σ baglanyşyk emele getirýär we orbitalda bir jübüt elektron we iki O atomynyň ýeke π elektronlary üç merkezli dört elektronly delokalizirlenen π baglanyşygy emele getirýär. Nitrat ionynda üç O atom bilen merkezi N atomynyň arasynda dört merkezli alty elektronly delokalizirlenen uly π baglanyşyk emele gelýär. Bu gurluş azot kislotasyndaky N atomynyň görnüp duran okislenme sanyny +5 edýär. Uly π baglanyşyklaryň bolmagy sebäpli, nitrat adaty şertlerde ýeterlik derejede durnuklydyr. ⑶N atom kowalent üç baglanyşyk döretmek üçin sp gibridizasiýany kabul edýär we bir jübüt elektron jübütini saklaýar. Molekulýar konfigurasiýa, N2 molekulasyndaky N atomynyň gurluşy we CN- ýaly çyzykly.
3. Utgaşdyryjy baglanyşyklaryň emele gelmegi
Azot atomlary ýönekeý maddalary ýa-da birleşmeleri emele getirende, köplenç ýeke elektron jübütlerini saklaýarlar, şonuň üçin şeýle ýönekeý maddalar ýa-da birleşmeler metal ionlaryny utgaşdyrmak üçin elektron jübüt donorlary bolup biler. Mysal üçin, [Cu (NH3) 4] 2+ ýa-da [Tu (NH2) 5] 7 we ş.m.
Okislenme ýagdaýy-Gibbs erkin energiýa diagrammasy
Oksidlenme ýagdaýy-Gibbs azotyň erkin energiýa diagrammasyndan hem görmek bolýar, NH4 ionlaryndan başga, 0 okislenme mukdary bolan N2 molekulasy diagrammada egriniň iň pes nokadyndadyr, bu bolsa N2-iň termodinamikdigini görkezýär; beýleki okislenme sanlary bilen azot birleşmelerine görä durnukly.
0 bilen +5 aralygyndaky okislenme sanlary bolan dürli azot birleşmeleriniň bahalary, HNO3 we N2 iki nokady birleşdirýän çyzygyň üstünde (diagrammadaky punktir çyzyk), şonuň üçin bu birleşmeler termodinamiki taýdan durnuksyz we deňsizlik reaksiýalaryna ýykgyn edýär. Diagrammadaky N2 molekulasyndan has pes bahasy bolan NH4 + ion. [1] Azotyň okislenme ýagdaýy-Gibbs erkin energiýa diagrammasyndan we N2 molekulasynyň gurluşyndan, elementar N2-iň hereketsizdigini görmek bolýar. Diňe ýokary temperaturada, ýokary basyşda we katalizatoryň bolmagynda azot wodorod bilen ammiak emele getirip biler: Zyňyndy şertlerinde azot kislorod bilen birleşip azot oksidini emele getirip biler: N2 + O2 = akym = 2NO Azot oksidi kislorod bilen çalt birleşýär azot dioksidini emele getiriň 2NO + O2 = 2NO2 Azot dioksidi suwda eräp, azot kislotasyny, azot oksidi 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NOOK Ösen gidroelektrikli ýurtlarda bu reaksiýa azot kislotasyny öndürmek üçin ulanylýar. Ammiak öndürmek üçin N2 wodorod bilen reaksiýa berýär: N2 + 3H2 === (tersine alamat) 2NH3 N2 pes ionlaşma potensialy bolan we nitridleri ion nitridleri emele getirmek üçin ýokary berkitme güýji bolan metallar bilen reaksiýa berýär. Mysal üçin: N2 otag temperaturasynda göni metal litiý bilen reaksiýa berip biler: 6 Li + N2 === 2 Li3N N2, aşgar temperaturada Mg, Ca, Sr, Ba aşgar toprak metallary bilen reaksiýa berýär: 3 Ca + N2 === Ca3N2 N2 diňe akýan temperaturada bor we alýumin bilen reaksiýa beriň: 2 B + N2 === 2 BN (makromolekula birleşmesi) N2, adatça 1473K-dan ýokary temperaturada kremniý we beýleki topar elementleri bilen reaksiýa berýär.
Azot molekulasy birleşmäge üç jübüt elektron goşýar, ýagny iki π baglanyşyk we bir σ baglanyşyk emele getirýär. Baglamaga goşant goşmaýar we baglanyşyk we anti-baglanyşyk energiýalary takmynan ýapylýar we olar ýeke elektron jübütlerine deňdir. N2 molekulasynda N≡N üç baglanyşyk barlygy sebäpli, N2 molekulasy uly durnuklylyga eýe bolup, atomlara bölünmek üçin 941,69kJ / mol energiýa gerek. N2 molekulasy belli diatomiki molekulalaryň iň durnuklysy we azotyň otnositel molekulýar massasy 28-den ybaratdyr. Mundan başga-da, azot ýakmak aňsat däl we ýanmagy goldamaýar.
Iş wagty: Iýul-23-2024
