Compostos de azoto.

nascido é o nitrato - como traduzido do latim nitrogênio.Este óxido nome - um elemento químico de número atômico 7, dirigindo o grupo 15 na versão longa da tabela periódica.Sob a forma de uma substância simples distribuído na composição do reservatório de ar da Terra - atmosfera.Vários compostos de nitrogênio encontrado na crosta terrestre e os organismos vivos são amplamente utilizados em indústrias, militar, agricultura e medicina.

Por nitrogênio chamado de "asfixia" e "sem vida»

Como sugerido pelos historiadores da química, recebeu o primeiro é uma simples questão de Henry Cavendish (1777).Passagem de ar científica sobre brasas, para absorver os produtos de reacção usando alcalino.Como resultado da experiência do pesquisador descobriu a incolor, inodoro, carvão não reagido.Cavendish denominou-o "ar sufocante" para a incapacidade de manter a respiração e combustão.

químico moderno poderia explicar que o oxigênio reage com carbono formado dióxido de carbono.O resto da "sufocante" do ar consistia principalmente de moléculas N2.Cavendish e outros cientistas no tempo da substância não sabia, embora os compostos de azoto e, em seguida, o nitrato é amplamente utilizado na economia.O cientista disse sobre o gás incomum a um colega para realizar experimentos semelhantes - Joseph Priestley.

Simultaneamente Karl Scheele chamou a atenção para a parte integral desconhecido do ar, mas não conseguiu explicar adequadamente a sua origem.Apenas Daniel Rutherford em 1772 entendido que as experiências atuais como "sufocante" "estragado" gás - nitrogênio.O que os cientistas consideram que é um pioneiro - isso ainda é debater os historiadores da ciência.

15 anos após os experimentos de Rutherford, o famoso químico Antoine Lavoisier propôs a substituição do termo "estragado" refere-se ao nitrogênio do ar, por outro - nitrogênio.No momento em que foi provado que esta substância não estiver iluminado, não suporta a respiração.Em seguida, houve o russo nome "azoto" é interpretado de maneiras diferentes.Na maioria das vezes, eles dizem que o termo significa "morto".Estudos posteriores refutou a crença popular sobre as propriedades das substâncias.Compostos de azoto - proteínas - os principais macromoléculas compostas por organismos vivos.Para construir as plantas absorvem a partir dos elementos necessários solo de nutrição mineral - íons NO32- e NH4 +.

nitrogênio - um elemento químico

entender a estrutura atômica e propriedades torna o sistema periódica (PS).A posição do elemento químico na tabela periódica pode determinar a carga do núcleo, o número de prótons e nêutrons (número de massa).É necessário chamar a atenção para o valor da massa atómica - é uma das principais características do elemento.Período número corresponde ao número de níveis de energia.A versão curta do número periódica grupo tabela corresponde ao número de elétrons no nível energaticheskom exterior.Resumir todos os dados nas características gerais de nitrogênio pela sua posição no sistema periódico:

Este é um elemento não metálico está no topo direito da SS.
símbolo químico: N.
Número: 7.
Relativa massa atômica: 14,0067.
Fórmula compostos de hidrogênio voláteis: NH3 (amônia).
Forms mais elevada de óxido de N2O5, que é igual à valência de V. azoto estrutura

de azoto:

carga do núcleo 7.Número
de prótons: 7;o número de nêutrons: 7.
número de níveis de energia: 2.
número total de elétrons: 7;e a fórmula: 1s22s22p3.

isótopos estáveis estudados em detalhe o número do item 7, e seus números de massa - 14 e 15. O conteúdo dos átomos mais fáceis é 99,64%.Os núcleos são de curta duração isótopo radioativo como 7 prótons e nêutrons número varia muito: 4, 5, 6, 9, 10.

nitrogênio

naturalmente uma parte do envelope de ar da Terra moléculas presentes da substância simples, cuja fórmula - N2.O teor de azoto gasoso na atmosfera é de cerca de 78,1% em volume.Compostos inorgânicos do elemento químico em crosta terrestre - vários sais e nitrato de amónio (salitre).As fórmulas dos compostos e os nomes de algumas das substâncias mais importantes:

NH3, amônia.
NO2, dióxido de azoto.
NaNO3, nitrato de sódio.
(NH4) 2SO4, sulfato de amónio.

valência de compostos de nitrogênio nos dois últimos - IV.Carvão, organismos do solo também contêm átomos de N na forma ligada.O azoto é um componente de macromoléculas de aminoácidos, nucleótidos, RNA e DNA, hormonas e hemoglobina.O teor total de elementos químicos no corpo humano até 2,5%.

substância simples

nitrogênio na forma de moléculas diatômicas - o maior em volume e peso da atmosfera ar.Substância, cuja fórmula é N2, inodoro, incolor e insípido.Este gás é mais de 2/3 do saco de ar da Terra.O nitrogénio líquido é uma substância incolor, assemelhando-se água.Ferve a -195,8 ° C.H (N2) = 28 g / mol.Coisas simples um pouco mais fácil de oxigênio nitrogênio, a densidade do ar perto de 1. átomos

na molécula está firmemente ligado compartilhado 3 pares de elétrons.O composto apresenta uma elevada resistência a produtos químicos, o que o distingue de oxigénio e outros gases.A fim de dividir a molécula de azoto nos seus átomos constituintes necessários para passar energia 942,9 kJ / mol.Comunicação dos três pares de electrões é muito forte, começa a romper-se quando aquecido a mais de 2000 ° C.

Sob condições normais, a dissociação das moléculas em átomos praticamente não ocorre.Inércia química também é causada por azoto completa ausência de polaridade na sua molécula.Eles interagem muito fracamente com os outros do que devido a um estado gasoso da matéria, à pressão normal e a uma temperatura próxima da temperatura ambiente.Baixa azoto molecular reactividade é usada para diversos processos e dispositivos em que é necessário para criar um ambiente inerte.

dissociação das moléculas de N2 pode ocorrer sob a influência de radiação solar na atmosfera superior.Nitrogênio atômico é formado, que em condições normais reage com determinados metais e não-metais (fósforo, enxofre, arsénico).O resultado é a síntese de substâncias que, em condições terrestres, a maneira indireta.Azoto

Valence

camada eletrônica externa do átomo formar a 2 s, e 3 p, elétron.Estes azoto negativo pode dar partículas ao interagir com outros elementos que correspondem às suas propriedades redutoras.Somando-se o octeto faltando 3 elétrons, os átomos apresentam capacidade oxidativa.Eletronegatividade nitrogênio abaixo suas propriedades metálicas são menos pronunciadas do que a de flúor, oxigênio e cloro.A interação desses elementos nitrogênio químico perde elétrons (oxidação).Redução de iões negativos seguido por reacção com outros metais e não-metais.

valência típica do nitrogênio - III.Neste caso, a ligação química formada pela atração de p-elétrons externos e criar um comuns (obrigatório) pares.O azoto é capaz de formar uma ligação dador-aceitador pelo seu par de electrões, como é o ião de amónio, NH4 +.

obtidos no laboratório e na indústria

Um método laboratorial é baseado nas propriedades de oxidação de óxido de cobre.A conexão de nitrogênio e hidrogênio - amoníaco NH3.Este cheiro desagradável vzaimoddeystvuet gás com pó preto óxido de cobre.A reacção resultante produz azoto e aparece cobre metálico (pó vermelho).Depositado sobre as paredes do tubo waterdrops - um outro produto da reacção.

Outro método de laboratório que usa um composto de nitrogênio - metais azida, por exemplo NaN3.Obter gás, que não precisa de ser limpa de impurezas.

O laboratório realizou a decomposição do nitrito de amónio de nitrogênio e água.Para iniciar a reacção, o aquecimento é necessário, então o processo prossegue com a libertação de calor (exotérmica).O azoto é contaminado com impurezas, pelo que foi purificado e seco.

Preparação indústria nitrogênio:

destilação fracionada do ar líquido - um método, que usa as propriedades físicas de nitrogênio e oxigênio (diferente ponto de ebulição);
reação química do ar com um carvão quente;
adsorção de separação de gás.Interação

com metais e hidrogênio - propriedades oxidantes

Inércia moléculas fortes não pode produzir alguns compostos nitrogenados por síntese directa.Para activar os átomos precisa forte aquecimento ou irradiação da substância.O azoto pode reagir com o lítio, à temperatura ambiente, com o magnésio, de cálcio e de sódio, a reacção realiza-se apenas por aquecimento.Nitretos formados dos respectivos metais.Reacção

de azoto e hidrogénio ocorre a alta temperatura e pressão.Além disso, este processo requer o catalisador.Acontece amónia - um dos produtos mais importantes da síntese química.Nitrogênio como oxidante em seus compostos apresentam três estados de oxidação negativos:

-3 (hidrogênio, amônia e outros compostos nitrogenados - nitretos);
-2 (Hidrazina N2H4);
-1 (hidroxilamina NH2OH).

mais importante nitreto - amônia - em grandes quantidades produzidas na indústria.Um grande problema para um longo período de tempo manteve-se a inércia química do azoto.Suas fontes de matérias-primas foram nitrato de amónio, mas os estoques de minerais começou a declinar rapidamente com o crescimento da produção.

grande conquista da ciência e da química prática foi a criação de nitrogênio amoniacal técnica de fixação em escala industrial.Em colunas especiais é por síntese directa - um processo reversível entre o azoto obtido a partir do ar e do hidrogénio.Ao criar condições óptimas, esta desloca o equilíbrio para a reacção de o rendimento do produto de amoníaco utilizando um catalisador alcança 97%.

reação com o oxigênio - propriedades reduzindo

A fim de iniciar a reacção de nitrogênio e oxigênio, necessita de aquecimento forte.Energia suficiente para ter um arco elétrico e uma descarga do relâmpago na atmosfera.Composto inorgânico importante em que o azoto está em seus estados de oxidação positivos: +1

(óxido de azoto (I) N2O);
2 (monóxido de azoto, NO);
+3 (óxido de nitrogênio (III) N2O3, ácido nitroso, HNO2, sais de nitrito dos mesmos);
4 (dióxido de azoto (IV) NO2);
5 (pent óxido de azoto (V) N2O5, ácido nítrico HNO3, nitratos).Valor

na natureza

plantas absorver os iões de amónio e nitrato de aniões a partir do solo, é utilizado para a síntese de reacções químicas de moléculas orgânicas em células são constantemente viajar.Azoto atmosférico pode assimilar bactérias do nódulo - criaturas microscópicas que formam nódulos nas raízes das leguminosas.Como resultado, este grupo de plantas recebe um elemento necessário do poder, enriquece o solo eles.

durante tempestades tropicais ocorrem oxidação do nitrogênio atmosférico.Os óxidos são dissolvidos para formar ácidos, estes compostos de azoto na água que entra no solo.Graças ciclo de elementos da natureza são constantemente reabastecidos suas reservas na crosta da terra, do ar.Moléculas orgânicas complexas que contêm nitrogênio em sua composição, as bactérias decompõem em componentes inorgânicos.

Uso prático

compostos de azoto mais importantes para a agricultura - um sal altamente solúvel.Absorvida por plantas nitrato de ureia (sódio, potássio, cálcio), compostos de amónio (água de amónia, cloreto, sulfato, nitrato de amónio).
propriedades inerte de azoto, a incapacidade de plantas para absorver o ar de cada eléctrodo ano para a necessidade de fazer doses elevadas de nitratos.Partes de planta do organismo são capazes de armazenar elemento macro alimentos "em armazém", o que degrada a qualidade dos produtos.Excesso de nitratos em vegetais e frutas pode causar intoxicação em seres humanos, o crescimento de tumores malignos.Além da agricultura, os compostos de nitrogênio são usadas em outras indústrias:

para medicamentos;
para a síntese química de compostos de elevado peso molecular;
no fabrico de explosivos trinitrotolueno (TNT);
para a produção de corantes.Óxido

NO é utilizada em cirurgia, a substância tem um efeito analgésico.Perda de sensibilidade na inalação desse gás sequer notaram os primeiros exploradores propriedades químicas de nitrogênio.Então, houve um nome comum "gás do riso".

problema de nitratos nos produtos agrícolas

os sais de ácido nítrico - nitratos - encontrados isoladamente cobrado ânion NO3-.Até agora, usou o nome antigo desse grupo de substâncias - nitrato de amónio.Nitratos são usados para fertilizar os campos, em estufas, jardins.Trazê-los no início da primavera antes do plantio, no verão - na forma de alimentos líquidos.Por si só, a substância não representa um grande perigo para os seres humanos, mas no corpo são convertidos em nitritos e, em seguida, em nitrosaminas.Nitrito de iões NO2- - partículas tóxicas, provocam a oxidação de ferro ferroso em que as moléculas de hemoglobina dos iões trivalentes.Neste estado, o principal ingrediente do sangue humano e os animais não são capazes de transportar oxigênio e remover o dióxido de carbono dos tecidos.

A contaminação perigosa nitrato de alimentos para a saúde humana:

tumores malignos que surgem na conversão de nitratos em nitrosaminas cancerígenas ();Desenvolvimento
da colite ulcerosa,
;
insuficiência cardíaca;
distúrbios
lesões do fígado, o pâncreas, o desenvolvimento de diabetes de sangramento;
;Anemia
, perturbações da memória, atenção e inteligência.

utilização simultânea de diferentes produtos com grandes doses de nitratos leva a intoxicação aguda.As fontes podem ser plantas, garrafas de água, pratos de carne prontas.Imersão em água pura e cozido pode ser reduzido teor nutricional de nitratos.Os pesquisadores descobriram que doses mais elevadas de compostos perigosos observado na produção imatura e estufa vegetal.

Fósforo - elemento do subgrupo

átomos de nitrogênio de elementos químicos que estão em uma única coluna vertical do sistema periódico, mostrando as propriedades gerais.O fósforo é no terceiro período, ele refere-se a um grupo de 15, bem como o azoto.A estrutura dos átomos de elementos semelhantes, mas existem diferenças nas propriedades.Nitrogênio e fósforo exibem negativo valência e estado de oxidação III em seus compostos com metais e hidrogênio.

Muitas reações são fósforo a temperaturas normais, um elemento quimicamente ativa.Reage com o oxigénio para formar um óxido de P2O5 superior.Uma solução aquosa deste material possui propriedades de ácido metafosfórico ().Durante o aquecimento o ácido ortofosfórico é obtido.Ela define uma pluralidade de tipos de sais, muitos dos quais são os fertilizantes químicos, por exemplo superfosfatos.Compostos de nitrogênio e fósforo formam uma parte importante do ciclo da matéria e da energia no planeta, são usados em esferas industriais, agrícolas e outras.