Азот. Причины инертности молекулярного азота. Аммиак – строение молекулы, способы получения, свойства. Соли аммония, их свойства. Нитриды.

Азот — двухатомный газ без цвета, вкуса и запаха. Один из самых распространённых элементов на Земле. Химически весьма инертен, однако реагирует с комплексными соединениями переходных металлов. Основной компонент воздуха (78,09 % объёма), разделением которого получают промышленный азот, (более ¾ идёт на синтез аммиака). Применяется как инертная среда для множества технологических процессов; жидкий азот — хладагент

Получение азота из атмосферы - это один из самых экономичных способов, в ходе которого очищенный воздух последовательно сжижают путем охлаждения и расширения. Полученный жидкий воздух перегоняют через фракции, медленно поднимая при этом температуру. При этом процессе сначала выделяются благородные газы, а затем азот. Остается только жидкий кислород.

Химические свойства азота - инертность, т.е. минимальная химическая активность. Атом азота может образовывать связь с другим атомом азота, что достаточно необычно для химических элементов (исключение составляют лишь кремний и углерод).

Причина инертности молекулярного азота – крайне прочная ковалентная неполярная связь. Два атома в молекуле удерживаются одной σ - связью и двумя π- связями. Т.е. связи в молекуле азота неравноценны. На разрушение молекулы азота на атомы затрачивается довольно большое количество энергии:

N₂ = 2N ∆H⁰ = 946 кДж/моль

Аммиа́к - химическое соединение с формулой NH₃, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта и мочи).

Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине.

В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями.

Способ получения аммиака основан на прямом взаимодействии водорода и азота: + 91,84 кДж

Для получения аммиака в лаборатории используют действие сильных щелочей на соли аммония:

Все соли аммония хорошо растворимы в воде и полностью диссоциируют в водном растворе. Соли аммония проявляют общие свойства солей. При действии на них щёлочи выделяется газообразный аммиак. Все соли аммония при нагревании разлагаются.

Химические свойства:

1. Сильные электролиты (диссоциируют в водных растворах).

2. Разложение при нагревании

3. С кислотами (реакция обмена).

4. C солями (реакция обмена).

5. Соли аммония подвергаются гидролизу — среда кислая.

6. При нагревании со щелочами выделяют аммиак.

Нитриды — соединения азота с менее электроотрицательными элементами, напри-мер, с металлами (AlN;TiN_x;Na₃N;Ca₃N₂;Zn₃N₂) и с рядом неметаллов (NH₃, BN, Si₃N₄).

Нитриды ионного типа получаются при взаимодействии металлов с азотом при температурах 700—1200 °C. Другие нитриды можно получить взаимодействием металла с азотом или аммиаком или восстановлением оксидов, хлоридов металла углеродом в присутствии азота или аммиака при высоких температурах.

Нитриды ионного типа легко разлагаются водой и кислотами, проявляя основные свойства.

Нагревание нитридов элементов V, VI и VIII групп приводит к их разложению с выделением азота, низших нитридов и твердых растворов азота в металлах.

Окисление нитридов кислородом приводит к образованию оксидов металлов и азота.