Rojen je nitrat - kot prevedena iz latinske besede Nitrogenium.To ime oksid - kemijski element z atomskim številom 7, številka 15. skupino v dolgi verziji periodnega sistema.V obliki preprostega snovi porazdeljene v sestavi zraka lupine zemlje - atmosferi.Najdemo različne dušikove spojine v zemeljski skorji in živi organizmi se pogosto uporabljajo v industriji, vojski, kmetijstvu in medicini.
Zakaj je dušik imenuje "davljenje" in "brez življenja"
Kot zgodovinarji kemije predlagal, prejeli prvi je preprosta stvar Henry Cavendish (1777).Znanstveni podaja zrak nad vročimi žerjavico, da absorbira reakcijskih produktov uporabo lugom.Kot posledica izkušenj raziskovalca odkrila barve, vonja plin, nezreagirano premoga.Cavendish poimenovali "duši zrak" za nezmožnost za ohranitev dihanje in gorenje.
sodoben kemik bi pojasnila, da je kisik reagira z ogljikovim oblikovali ogljikovega dioksida.Preostanek "duši" zraka sestavljena predvsem iz molekul N2.Cavendish in drugi znanstveniki v času snovi niso poznali, čeprav spojin dušika in potem se nitrat pogosto uporablja v gospodarstvu.Znanstvenik povedal o nenavadnem plina kolega izvajanje podobnih poskusov - Joseph Priestley.
Hkrati Karl Scheele opozoril na neznani sestavni del v zraku, vendar ni pravilno razložiti njen izvor.Le Daniel Rutherford leta 1772 Razume se, da sedanji poskusi "duši" "pokvaril" Gas - dušik.Kaj znanstveniki je pionir razmisli - to je še vedno razpravljajo zgodovinarji znanosti.
15 let po tem, ko poskusi Rutherford, slavni kemik Antoine Lavoisier predlagala, da se izraz "pokvaril" letalski nanaša na dušik, na drugi strani - Nitrogenium.Do takrat, ko je bilo dokazano, da se ta snov ne sveti, ne podpira dihanje.Potem je bilo rusko ime "dušik" razlagajo na različne načine.Najbolj pogosto, pravijo, da izraz pomeni "mrtva".Kasnejše študije so ovrgli popularno prepričanje o lastnostih snovi.Dušikove spojine - beljakovine - glavni makromolekul živih organizmov.Da bi sestavili rastline absorbirajo iz tal potrebnih elementov mineralne prehrane - NO32- ionov in NH4 +.
Dušik - kemijski element
razumeti atomske strukture in lastnosti naredi periodnega sistema (PS).Položaj kemijskega elementa v periodnem lahko določimo naboj jedra, število protonov in nevtronov (masa število).Treba je opozoriti na vrednost atomsko maso - je ena od glavnih značilnosti elementa.Število obdobje ustreza številu energijskih nivojev.Kratka verzijo periodičnega števila miza skupine ustreza številu elektronov v zunanji stopnji energaticheskom.Povzame vse podatke v splošnih značilnostih dušika s svojo lego v periodnem sistemu:
- To je nekovinski element je v zgornjem desnem kotu SS.
- kemijski simbol: N.
- Število: 7.
- Relativna atomska masa: 14,0067.
- Formula hlapne vodikove spojine: NH3 (amoniak).
- Forms najvišja oksid N2O5, ki je enaka valence V. dušik
strukturi dušika:
- naboj jedra +7.
- število protonov: 7;število nevtronov: 7.
- število ravni energije: 2.
- skupno število elektronov: 7;e formula: 1s22s22p3.
stabilni izotopi študirali v detajl postavka številko 7, ter njihovo maso številke - 14 in 15. Vsebina atomov lažjimi je 99,64%.Jedra so kratkotrajna radioaktivni izotop kot 7 protoni in nevtroni število močno razlikuje: 4, 5, 6, 9, 10.
Dušik
seveda del ovojnice zraka Earth prisotne molekule preprostega snovi, katere formule - N2.Vsebnost dušika plina v atmosferi je približno 78,1 vol%.Anorganske spojine kemijskega elementa v zemeljski skorji - razne soli in amonijevega nitrata (Salitra).Formule spojin in imena nekaterih najpomembnejših snovi:
- NH3, amoniak.
- NO2, dušikovega dioksida.
- NaNO3, natrijev nitrat.
- (NH4) 2SO4, amonijevega sulfata.
valence dušikovih spojin v zadnjih dveh - IV.Premog, talni organizmi vsebujejo tudi N atomov v vezani obliki.Dušik je sestavni del makromolekul aminokislin, nukleotidov, DNA in RNA, hormonov in hemoglobina.Skupna vsebnost kemijskih elementov v človeškem telesu, do 2,5%.
preprosta snov
Dušik v obliki dvoatomarnih molekul - največja po obsegu in teži zraka vzdušje.Snov, katere formula je N2, brez vonja, barve in okusa.Ta plin je več kot 2/3 zračne blazine Zemlje.Tekočina dušik je brezbarvna snov, ki spominja na vodo.Zavre pri -195.8 ° C.M (N2) = 28 g / mol.Enostavno stvari malo lažje kisika dušika, gostota zraka blizu 1.
atomov v molekuli je trdno povezan 3 deliti elektronske pare.Spojina kaže visoko kemično obstojnost, ki se razlikuje od kisika in drugih plinov.Da bi se razdeli molekulo dušika v njegovih sestavnih atomov, ki so potrebni, da preživijo energija 942.9 kJ / mol.Sporočanje treh parov elektronov je zelo močna, se začne razčleniti pri segrevanju nad 2000 ° C.
Pod normalnimi pogoji, disociacija molekul v atome praktično ne pride.Kemijsko inertnost je z dušikovim popolna odsotnost polarnosti v svoji molekuli povzročil tudi.Ti medsebojno zelo šibko seboj kot posledica plinastem stanju materije pri normalnem tlaku in pri temperaturi blizu sobne temperature.Nizka reaktivnost molekularni dušik uporabljamo za različne postopke in naprave, ko je treba za ustvarjanje inertne okolje.
disociacija N2 molekul lahko pride pod vplivom sončnega sevanja v zgornji atmosferi.Atomic dušik je nastala, ki je pod običajnimi pogoji reagira z določenimi kovin in nekovin (fosfor, žveplo, arzen).Rezultat je sinteza snovi, ki v zemeljskih pogojih, posreden način.
Valence dušik
zunanja elektronska lupina atomom 2 s in 3 p, elektron.Ti negativni dušik more dati delcev v interakciji z drugimi elementi, ki ustrezajo reduktivnih lastnostih.Dodajanje manjkajoči oktetu 3 elektronov, atomov kažejo oksidativne sposobnosti.Elektronegativnost dušik pod svojimi kovinskimi lastnostmi, ki so manj izrazite kot pri fluora, kisika in klora.Interakcija teh kemijskih elementov dušika izgubi elektroni (oksidacijo).Zmanjšanje negativnih ionov sledi reakcija z drugimi kovinami in nekovin.
tipično valenca dušika - III.V tem primeru je kemijska vez, ki ga tvori privlačnost zunanjih p-elektronov in ustvarjanje skupnih (vezava) parov.Dušik je sposoben, da tvori donor-akceptor vez s strani njenega posameznega para elektronov, kot je amonijev ion, NH4 +.
pridobljeni v laboratoriju in industrija
Ena laboratorijska metoda temelji na lastnostih oksidacije bakrovega oksida.Dušika in vodika povezava - amoniak NH3.To neprijetno vonjem vzaimoddeystvuet plin prahu bakrovega oksida črno.Nastalo reakcijsko proizvaja dušik in pojavi bakra (rdeč prah).Deponira na cevnih stenah waterdrops - drugo reakcijski produkt.
Druga laboratorijska metoda, ki uporablja dušikovo spojino - kovinsko azid, na primer NaN3.Get plin, ki je ne potrebujete, da je treba očistiti nečistoč.
Laboratorijski izvedemo razkroj amonijevega nitrata za dušik in vodo.Da začetek reakcije, ki je potrebna za ogrevanje, potem se postopek nadaljuje z razvojem toplote (eksotermno).Dušik je kontaminiran z nečistotami zato je očistimo in posušimo.
Priprava dušik industrija:
- frakcionirno destilacijo tekočega zraka - metodo, ki uporablja fizikalne lastnosti dušika in kisika (drugačna vrelišče);
- kemijske reakcije zraka z vročo premoga;
- adsorptivno ločitev plina.
interakcija s kovinami in vodikovi - oksidativne lastnosti
vztrajnostni močnih molekule ne more proizvesti nekaj dušikove spojine z neposrednim sinteze.Za aktiviranje atomi potrebujejo močno segrevanje ali obsevanje snovi.Dušik lahko reagirajo z litijem pri sobni temperaturi, z magnezijem, kalcijem in natrija, reakcija poteka samo s segrevanjem.Oblikovani nitridi ustreznih kovin.
reakcijo dušika in vodika pojavi pri visoki temperaturi in tlaku.Tudi ta postopek zahteva katalizator.Izkazalo se amoniak - ena od najpomembnejših izdelkov kemijske sinteze.Dušik kot oksidant v njihovih spojin kažejo negativne tri oksidacijska stanja:
- -3 (vodik, amoniak in druge dušikove spojine - nitridi);
- -2 (Hidrazin N2H4);
- -1 (hidroksilamin dodamo NH2OH).
najpomembnejši nitrid - amoniaka - v velikih količinah, proizvedenih v industriji.Velik problem za dolgo časa ostala kemične inertnosti dušika.Njegovi surovinskih virov so amonijev nitrat, vendar zaloge mineralov začela hitro upadati z rastjo proizvodnje.
velik dosežek kemijske znanosti in prakse je bila ustanovitev dušika amoniak fiksacije v industrijskem merilu.V posebnih stolpcih je z direktno sintezo - reverzibilen proces med dušikom, pridobljenega iz zraka in vodika.Pri ustvarjanju optimalnih pogojev, to premiki ravnotežna reakcija proti vsebnosti amonijaka z uporabo katalizatorja izdelkov doseže 97%.
reakcija s kisikom - zmanjševanje lastnosti
Da bi spodbudila reakcija dušika in kisika, potrebujemo močno segrevanje.Dovolj energije, da imajo obloka in razelektritev v ozračje.Major anorganska spojina, v kateri je dušik je v svojih pozitivnih oksidacijskih stanjih: +1
- (dušikovega oksida (I) N2O);
- 2 (dušikov monoksid, NO);
- +3 (dušikov oksid (III) N2O3, dušikov kislina, HNO2, nitrit njihovih soli);
- 4 (dušikov dioksid (IV) NO2);
- 5 (dušik pentoksid (V) N2O5, HNO3 dušikova kislina, nitrati).
vrednost v naravi
rastline absorbirajo amonijevih ionov in anione nitratov iz zemlje, ki se uporablja za sintezo kemijskih reakcij organskih molekul v celicah nenehno potuje.Atmosferski dušik lahko asimilirati nodule bakterije - mikroskopski bitja, ki tvorijo gomolje na koreninah stročnic.Kot rezultat, je ta skupina rastlin dobi potreben element moči, obogati jim zemljo.
med tropske nevihte pojavijo oksidacijo atmosferskega dušika.Oksidov raztopijo, tako da tvorijo kisline, te dušikove spojine in v vodi, ki prihajajo v zemljo.Hvala Ciklus elementov v naravi se nenehno polnijo svoje rezerve v zemeljski skorji, v zraku.Kompleksne organske molekule, ki vsebujejo dušik, v svoji sestavi, bakterije razpadejo v anorganskih sestavin.
Praktična uporaba
najpomembnejše dušikove spojine za kmetijstvo - zelo topna sol.Absorbirajo rastline uree nitrata (natrij, kalij, kalcij), amonijevih spojin (amoniakalno vodo, klorid, sulfat, amonijev nitrat).
inertnih lastnosti dušika, nezmožnost rastlin, da se absorbirajo iz zraka vsako leto vodstvo na potrebo, da bi velike odmerke nitratov.Deli organizma rastlin so sposobni za shranjevanje hrane makro element "v trgovini", ki razgradi kakovost izdelkov.Presežek nitratov v zelenjavi in sadju lahko povzroči zastrupitev pri ljudeh, rast malignih novotvorb.Poleg kmetijstva so dušikove spojine uporabljajo v drugih industrijah:
- za zdravila;
- za kemično sintezo visoko molekulsko spojin;
- pri izdelavi eksplozivov trinitrotoluena (TNT);
- za proizvodnjo barvil.
oksid se NE uporablja v kirurgiji, snov ima protibolečinski učinek.Izguba občutka v vdihavanja tega plina ni niti opazil prvih raziskovalcev kemijske lastnosti dušika.Tako je bilo skupno ime "smeje plin."
problem nitratov v kmetijskih proizvodov
soli dušikove kisline - nitrati - najdeni posamično zaračunajo anion NO3-.Do sedaj, uporablja staro ime te skupine snovi - amonijevega nitrata.Nitrati se uporabljajo za gnojiti polja, v rastlinjakih, vrtove.Prinesite jih zgodaj spomladi pred sajenjem, v poletnih mesecih - v obliki tekočih krmljenja.Sami, da snov ne predstavlja veliko nevarnost za človeka, vendar v telesu se pretvori v nitrit, nato pa v nitrozaminov.Nitrit ion NO2- - strupeni delci, ki jih povzroča oksidacijo dvovalentnega železa v molekulah hemoglobina v trivalentnimi ionov.V tem stanju je glavna sestavina človeške krvi in živali niso sposobni prenašajo kisik in se odstrani ogljikov dioksid iz tkiv.
Nevaren kontaminacija nitrat hrane za človeško zdravje:
- maligni tumorji, ki nastanejo pri pretvorbi nitratov v nitrozaminov (rakotvorne snovi);
- razvoj ulcerozni kolitis,
- hipotenzijo ali hipertenzijo;
- srčno popuščanje;
- motnje strjevanja krvi
- lezij jeter, trebušne slinavke, za razvoj sladkorne bolezni;
- razvoja ledvične odpovedi;
- anemija, motnje spomina, pozornosti in obveščevalnih podatkov.
sočasna uporaba različnih proizvodov z velikimi odmerki nitratov privede do akutne zastrupitve.Viri so lahko rastline, ustekleničene vode, ready-made mesne jedi.Namakanjem v čisti vodi in kuhane mogoče zmanjšati hranilni nitratov.Raziskovalci so ugotovili, da višji odmerki nevarnih spojin opaziti v nezrelega in toplogrednih rastlinsko pridelavo.
Fosfor - element podskupini
dušikovih atomov kemijskih elementov, ki so v enem vertikalnem stolpcu periodnega sistema, ki prikazujejo splošne lastnosti.Fosfor je v tretjem obdobju, se nanaša na skupino 15, kot tudi dušika.Struktura atomov elementov podobne, vendar pa obstajajo razlike v lastnostih.Dušik in fosfor kažejo negativno Valence in oksidacijskim stanjem III v njihovih spojin s kovinami in vodika.
Veliko reakcije so fosfor pri normalnih temperaturah, kemično aktivni element.Reagira s kisikom, da se tvori oksid visokega P2O5.Vodna raztopina tega materiala ima kisle lastnosti (metafosforjeve).Med segrevanjem ortofosforne kisline dobimo.To določa množico vrst soli, od katerih so mnoge kemična gnojila, na primer superfosfate.Dušikove in fosforjeve spojine tvorijo pomemben del cikla snovi in energije na planetu, ki se uporabljajo v industrijskih, kmetijskih in drugih področjih.
