Çfarë është azot? azot masiv. molekulë azot

Elementi jo-metalik i grup 15 [Va] Tabelës Periodike - atom azot 2 prej të cilave të kombinohen për të formuar një molekulë - pa ngjyrë me gaz, pa ere dhe shije përbën një pjesë e madhe e atmosferës së tokës dhe e cila është pjesë e të gjitha gjëra të gjalla.

Historia e zbulimit

gazi Azoti është rreth 4/5 e atmosferës së tokës. Ajo ishte e izoluar në fillim të Kërkimit Air. Në 1772, Suedisht Himik Karl Wilhelm Scheele parë për të treguar se një azot të tillë. Sipas tij, ajri është një përzierje e dy gazeve, njëra prej të cilave ai e quajti "e ajrit nga zjarri", që është për të mbështetur djegies, dhe të tjera - .. "e ajrit të papastër", sepse ajo mbetet pasi i pari konsumuar. Këto ishin oksigjeni dhe azoti. Rreth të njëjtën kohë azotit ka qenë e izoluar nga botanist skocez Daniel Rutherford, i cili për herë të parë publikoi zbulimet e tij, si dhe kimisti Britanik Henry Cavendish dhe klerik britanike dhe shkencëtar Dzhozefom Pristli, i cili të përbashkët me Shile primatin e zbulimit të oksigjenit. Studimet e mëtejshme kanë treguar se gazi i ri është pjesë e nitrat ose kalium nitrat (KNO _3), dhe, në përputhje me rrethanat, ai u emërua një azotit ( "japin nitrat potasi lindjes") nga kimisti francez Chaptal në 1790 azotit u atribuohet parë për elementet kimike të Lavoisier, cilit shpjegimi i rolit të oksigjenit në djegies përgënjeshtruar teorinë flogjiston - popullore në shekullin e XVIII. keqkuptim djegies. Pamundësia e këtij elementi kimik për të mbështetur jetën (ζωή grek) ishte arsyeja që Lavoisier quajtur gaz të azotit.

Shfaqja dhe përhapja

Çfarë është azot? Sipas bollëkun e elementeve kimike, ai renditet i gjashti. Atmosfera e Tokës me 75.51% nga pesha dhe 78.09% nga vëllimi është i përbërë nga elementi dhe ajo është një burim i madh për industrinë. Atmosfera gjithashtu përmban një sasi të vogël të amoniakut dhe amonit kripërave, si dhe oksidet e azotit dhe acid nitrik, formuar gjatë stuhi dhe në të motorëve me djegie të brendshme. Pa pagesë azotit është gjetur në shumë meteorites, vullkanik dhe minave të gazit dhe disa burime minerale, dielli, yjet dhe mjegullnajave.

Azoti është gjetur edhe në depozita minerale të kaliumit dhe nitrat natriumi, por për të përmbushur nevojat njerëzore të mjaftueshme. Një material i pasur me këtë element është Guano, të cilat mund të gjenden në shpellave, ku shumë shkop, apo shketëtirë frekuentuara nga zogjtë. Gjithashtu, azoti përmbahet në shiut dhe tokës në formën e amoniakut dhe amonit kripërat dhe në ujë të detit në formën e joneve amonit (NH ₄ ^+), nitrat (NO ₂ ^-) dhe nitrat (NO ₃ ^-). Mesatar është rreth 16% e komponimeve organike komplekse të tilla si proteina, janë të pranishëm në të gjitha organizmat e gjalla. Permbajtja natyror në kores së tokës është 0.3 pjese te 1000. Prevalenca në hapësirë - nga 3 deri në 7 atome për atomin silikonit.

Vendet më të mëdha prodhimin e azotit (si amoniak) në fillim të shekullit XXI, ishin India, Rusia, Shtetet e Bashkuara, Trinidad dhe Tobago, Ukraine.

prodhimi dhe përdorimi komercial

Prodhimi industrial i azotit është i bazuar në një distilim i pjesshëm i ajrit të lëngshëm. temperatura e vlimit është e barabartë me -195.8 ° C, 13 ° C më të ulët se ajo e oksigjenit, e cila është e ndarë në këtë mënyrë. Azot mund edhe të prodhohen në një masë të madhe nga djegia e karbonit ose hidrokarbure në ajrin dhe ndarja rezulton dioksid karboni dhe ujë nga azot mbetur. Në shkallë të vogël azot i pastër është prodhuar nga ngrohje azid barium Ba (N _{3) 2.} reaksioni laboratorike përfshijnë ngrohjen e një solucion të nitrateve amonit (NH ₄ NO _2), oksidimin e amoniakut me nje solucion ujor bromine ose me ndezur oksid bakri :

• NH ₄ ^{+ +} _NO2 ^- → N ₂ + 2H ₂ O.
• 8NH ₃ + 3BR ₂ → N ₂ + 6NH ₄ ^{+ +} 6Br ^-.
• 2NH ₃ + 3CuO → N ₂ + 3H ₂ O + 3Cu.

azot thelbësor mund të përdoren si nje atmosfere inerte për reaksione kërkojnë përjashtimin e oksigjenit dhe lagështia. Është përdorur dhe azot likuid. Hidrogjen, metan, monoksidit të karbonit, oksigjen, fluor, dhe - substance e vetme e cila, kur pikën e azotit të vluar nuk është në gjendje të ngurtë kristaline.

Në industrinë kimike, ky element kimik është përdorur për të parandaluar oksidimi ose prishje të tjera, si një hollues inert, një gaz reaktive për të hequr ngrohjes apo kimikateve, si dhe një zjarri ose shpërthimi frenues. Në industrinë ushqimore, gazi azotit është përdorur për të parandaluar prishje, dhe të lëngshme - për ngrijë-tharje dhe ftohje sistemet. Në gazi industrinë elektrike parandalon oksidimi dhe reagime të tjera kimike, pressurizes mill kabllor dhe mbron motorët. Në metalurgji, azotit është përdorur në saldim dhe brazing, duke parandaluar oksidimi, carburization, dhe decarburization. Si gazit pasiv ajo është përdorur në prodhimin e gomës poroze, plastikës dhe elastomereve, ajo shërben si një shtytës në kanaçe aerosol, dhe gjithashtu krijon një presion në avionët e karburantit të lëngshme. Në mjekësi, ngrirjen e shpejtë me azot të lëngshëm është përdorur për të ruajtur të gjakut, palca e eshtrave, indeve, bakteret dhe spermës. Ai ka gjetur aplikim në kërkimin cryogenic.

lidhjet

Më e azotit përdoret në prodhimin e komponimeve kimike. Lidhja treshe midis atomeve të elementit është kaq e fortë (226 kkal per mol te dy herë lartë se ai i hidrogjenit molekulare), që molekulë azot thuajse hyn ne komponimet e tjera.

Metoda industriale Elementi kryesor fiksimi është Procesi Haber-Bosch për sintezën e amoniakut të zhvilluara gjatë Luftës së Dytë Botërore, Gjermania për të reduktuar varësinë nga nitrat kilian. Ajo përfshin sintezën e drejtpërdrejtë NH ₃ - gaz pa ngjyrë me një athët, aromë irrituese - direkt nga elementet e tij.

Shumica e amoniakut është konvertuar në acid nitrik (HNO _3), dhe nitrateve - kripera dhe estere te acidit nitrik, sodë ash (Na ₂ CO _3), hydrazine (N _{2H 4)} - likuid pa ngjyrë përdorur si një propellanti, dhe në shumë industrial proceseve.

acid nitrik është tjetër madhor komponim tregtar kimike të elementit. Pangjyrë, të lëngshme shumë korrozive është përdorur në prodhimin e plehrave kimike, ngjyra, drogës dhe eksplozivë. nitrat amoni (NH ₄ NO ₃₎ - kripa e amoniakut dhe nitrik acid - është më e zakonshme komponent pleh azot.

Oksigjen + azot

C formon nje seri të oksigjenit, azotit, r. H. azotuar oksid (N ₂ O), në të cilën është e barabartë me valencë e +1 oksidit (NO) (2) dhe dioksidit (NO ₂₎ (4). Shumë oksidet shumë avullueshme azot; ata janë burimet kryesore të ndotjes në atmosferë. oksid azotuar, i njohur gjithashtu si qesh me gaz, është përdorur ndonjëherë si një mjet anastezik. Kur thithur, ajo shkakton histeri butë. oksid nitrik reagon me shpejtësi me oksigjen te formuar nje dioksid produkt kafe e ndërmjetëm në prodhimin e acidit nitrik dhe një oksidant fortë në proceset kimike dhe shtytës.

Gjithashtu përdoret disa nitritet formuar nga metalet me një përbërës të azotit në temperatura të larta. Nitritet e bor, titan, zirkon dhe tantal kanë aplikim të veçantë. Një formë kristalore prej bor nitride (BN), për shembull, nuk është inferiore ndaj diamanti në ngurtësinë dhe oksidohet për këtë arsye e keqe përdoret si lartë-gërryes.

Cianidet inorganike të përmbajë grup CN ^-. Hidrogjen cyanide ose acid hydrocyanic HCN, është shumë e paqëndrueshme dhe gazit jashtëzakonisht toksike e cila është përdorur për përqendrime tymosje ore në proceset e tjera industriale. Cyanogen (CN) ₂ është përdorur si një kimike ndërmjetme dhe për tymosje.

Azides janë komponimet të cilat përmbajnë një grup me tre atome azoti _-N3. Shumica e tyre janë të paqëndrueshme dhe shumë të ndjeshëm ndaj goditjeve. Disa prej tyre, si azide plumbit, Pb (N _{3) 2,} përdoret në detonatorë dhe mbushësit. Azides si halogjene, lehtësisht bashkëveprojnë me substanca te tjera te formuar nje teresi komponimeve.

Azoti është një pjesë e disa mijëra të komponimeve organike. Shumica e tyre rrjedhin nga amoniaku, cianid hidrogjen, cianogene, azotuar ose acid nitrik. Amine, aminoacidet, amide, per shembull, rrjedh nga amoniak ose një lidhura ngushtë saj. Nitroglicerinës dhe nitrocellulose - nitrik estere. Nitrat është përgatitur nga acidi azotuar (HNO _2). Purines dhe alkaloide janë komponimet heterociklike në të cilën azot zëvendëson një ose më shumë atome karboni.

Prona dhe reagimet

Çfarë është azot? Kjo është një i pangjyrë, gaz pa erë që kondensohen në -195,8 ° C, pa ngjyrë, të ulët viskozitetit të lëngshme. Element ekziston ne formen e N ₂ molekula, përfaqësohen në formën N ::: N: në të cilën energjia lidhja e barabarte me 226 kcal per mole, të dytë vetëm të monoksidit të karbonit (256 kilocalories per mole). Për këtë arsye, energjia aktivizimi i azotit molekulare është shumë e lartë, kështu që në kushte normale elementi është relativisht inerte. Gjithashtu, shumë molekula të qëndrueshme azotit kontribuon në masë të madhe të paqëndrueshmërisë termodinamik të shumë komponimeve të azotit, në të cilën lidhja, edhe pse mjaft e fortë, por marrëdhëniet inferiore azotit molekulare.

Relativisht vonë, dhe aftësia e molekulave të azotit është zbuluar papritur shërbejnë si ligands për komponimet komplekse. Vëzhgimi se disa zgjidhje të komplekseve ruteniumi mund të thithin azotin atmosferik çoi në atë që së shpejti mund të gjendet një mënyrë të thjeshtë dhe më të mirë për fiksimin elementin.

azotit aktiv mund të merret duke kaluar gazit presion të ulët përmes shkarkimit të tensionit të lartë elektrik. Produkti është amber dhe shumë më të lehtë reagon se molekulare, hidrogjen atomike, squfur, fosfor dhe metalet e ndryshme, dhe gjithashtu është i aftë të dekompozuara NO me N ₂ dhe O _2.

Një kuptim të qartë nga ajo që është i nitrogjenit, mund të merret për shkak të strukturës së tij elektronik e cila ka formën e 1s 2S ^{2 2 3} 2p. Pesë predha elektron jashtme pak ekran akuzën, duke rezultuar në krye bërthamore efektive ndjerë në rajonin e rreze kovalente. atomet e azotit janë relativisht të vogla dhe kanë një Electronegativity të lartë, të vendosura në mes të karbonit dhe oksigjenit. E konfiguracion përfshin tre jashtme gjysmë orbitale, duke mundësuar që të formojnë tre lidhje kovalente. Prandaj, atomi i azotit duhet të ketë reaktivitetin jashtëzakonisht të lartë, duke formuar me shumicën e elementeve të tjera komponimet qëndrueshme binare, sidomos kur element tjetër është në thelb Electronegativity ndryshme, jep lidhje të rëndësishme polarizimit. Kur një tjetër element Electronegativity polarizimit të ulët të bashkangjitur me atomin e nitrogjenit e ngarkuar pjesshëm negativ, i cili çliron elektrone saj pandarë në pjesë në obligacioneve të bashkërendimit. Kur një tjetër element shumë elektronegativ azotit ngarkuar pjesshme pozitive të konsiderueshme kufizon vetitë e donatorëve të molekulës. Në polarizimit të ulët për shkak për shkak të Electronegativity barabartë një element tjetër, komunikimi të shumta mbizotërojnë mbi vetme. Nëse atomike madhësia mospërputhja parandalon formimin e bonove të shumta që formojnë një lidhje e vetme ka të ngjarë të jetë relativisht i dobët, dhe lidhja është e paqëndrueshme.

kimi analitike

Shpesh përqindja e azotit në përzierje gazi mund te percaktohet nga matjen volumin e saj pas të përthithjes së përbërësve të tjera të reagentëve kimike. Dekompozimi i acidit sulfurik ne prani te nitratit merkur lëshon oksid nitrik, të cilat mund të matet si gaz. Azotit është e çliruar nga komponimeve organike kur janë të djegur mbi një oksid bakri, dhe azot të lira mund te matur si gaz mbas thithjes së produkteve të tjera të djegies. Nje metode të njohur Kjeldahl për përcaktimin e substancave të marrë në konsideratë në komponimeve organike konsiston në dekompozuara komponimin me acid sulfurik i koncentruar (opsionalisht permban mërkurit ose oksidit te tij, si dhe kripërat e ndryshme). Kështu azoti është konvertuar në sulfate amonit. Duke shtuar natriumi lëshon hidroksid amoniak, e cila është e mbledhura nga acidi konvencionale; shuma e mbetur e acidit unreacted përcaktohet më pas nga titrim.

Rëndësia biologjike dhe fiziologjike

Rolin e azotit të rastit gjallë konfirmon aktivitetin fiziologjike e komponimeve organike. Shumica e organizmave të gjalla nuk mund ta përdorin këtë vetë element kimik duhet të kenë qasje në përbërësit e tij. Prandaj, fiksimit të azotit është thelbësore. Në natyrë, kjo ndodh si rezultat i dy proceseve themelore. Një është efekti i energjisë elektrike në atmosferë, në mënyrë që të azotit dhe oksigjenit molekula shkëputet, duke lejuar atomet e lirë për të formuar NO dhe _NO2. Diokside pastaj reagon me ujë 3NO ₂ + H ₂ O → 2HNO ₃ + NO.

HNO ₃ shpërbëhet dhe vjen në Tokë nga shiu në formën e pijeve të dobët. Eventualisht acid bëhet pjesë e azotit të kombinuar të tokës e cila është e neutralizuar te formuar nitratet dhe nitrate. Përmbajtja e N në tokë kultivuara zakonisht mbulohen përmes fertilizimit permbajtur nitrateve dhe kripërat e amonit. Spin kafshët dhe bimët dhe dekompozimi i tyre kthen një kompleks azotit në tokë dhe ajër.

Një proces i madh natyror fiksimin është veprimtaria jetësore e bishtajore. Për shkak të simbiozë me bakterie, këto kultura janë të aftë për konvertimin e azotit atmosferik direkt ne komponimet e tij. Disa mikroorganizmave, të tilla si Azotobacter Chroococcum dhe Clostridium pasteurianum, janë në gjendje për të rregulluar N. tyre

gazi në vetvete, duke qenë inerte, të padëmshme, përveç kur ata frymë nën presion, dhe ajo është e tretur në gjak dhe lëngjeve të tjera të trupit në përqëndrime të larta. Kjo shkakton efektin e drogës, dhe në qoftë se presioni është reduktuar shumë shpejt, azotit tepërt është lëshuar si flluska e gazit në vende të ndryshme të trupit. Kjo mund të shkaktojë dhimbje në muskuj dhe nyje, zalisur, paralizë e pjesshme dhe madje edhe vdekjen. Këto simptoma janë quajtur sëmundje decompression. Prandaj, ata që janë të detyruar për të marrë frymë e ajrit në rrethana të tilla duhet të jetë shumë i ngadaltë për të ulur presionin në një normal në tepërt azotit përmes mushkërive, pa formimin e flluska. Një alternativë të mirë është për t'u përdorur një përzierje te ajrisshme e oksigjenit dhe helium. Helium është më pak të tretshëm në lëngjet e trupit, dhe rreziku zvogëlohet.

Izotopet

Azot ekziston si dy izotope qëndrueshme ¹⁴ N (99,63%) dhe ¹⁵ N (0,37%). Ato mund të jenë të ndara nga shkëmbimi kimik ose me difuzionit termik. masë azoti në formën e izotop radioaktiv artificial është në rangun 10-13 dhe 16-24. Më të qëndrueshme gjysmë-jeta e 10 minuta. transformimi i parë induktuar artificiale nukleare është bërë në 1919 nga fizikani britanik Ernest Rutherford, që bombarding azot-14 alfa-grimcat e përftuara bërthamë-17 oksigjen dhe protone.

pronat

Së fundi lista vetitë themelore të azotit:

• numri atomik: 7.
• pesha atomike e azotit: 14,0067.
• Pika e shkrirjes: -209,86 ° C.
• Pika e vlimit: -195,8 ° C.
• Densitet (1 atm, 0 ° C): 1.2506 gram e azotit për litër.
• shtet konvencional oksidimi i -3, + 3, +5.
• Elektron konfiguracion: 1s 2S ^{2 2 3} 2P.