АзотӨнгөгүй, хоргүй, үнэргүй, амтгүй. Азот нь байгальд шатдаггүй хий хэлбэрээр байдаг хэвийн температурболон дарамт. Энэ хий (азот) агаараас арай хөнгөн тул түүний концентраци нь өндөрт нэмэгддэг. Буцлах температурт хөргөхөд азот нь өнгөгүй шингэн болж хувирдаг бөгөөд энэ нь тодорхой даралт, температурт өнгөгүй хатуу болдог. талст бодис. Азот нь ус болон бусад ихэнх шингэнд бага зэрэг уусдаг бөгөөд цахилгаан, дулааныг муу дамжуулдаг.
Азотын ихэнх хэрэглээ нь түүний идэвхгүй шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч хэзээ өндөр даралтба температур азотЛити, магни зэрэг зарим идэвхтэй металлуудтай урвалд орж нитрид, мөн хүчилтөрөгч, устөрөгч зэрэг зарим хийтэй урвалд ордог.
Азотын талаархи үндсэн баримтууд: нээлтийн түүх ба үндсэн шинж чанарууд
Азот (N2)- Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисуудын нэг. Энэ нь манай гаригийн агаар мандлын 75% -ийг бүрдүүлдэг бол хүчилтөрөгчийн эзлэх хувь ердөө 22% байдаг.
Хачирхалтай нь, эрдэмтэд удаан хугацаагаарэнэ хий байгаа талаар мэдэхгүй байсан. Зөвхөн 1772 он хүртэл Английн химич Даниел Рутерфорд үүнийг "муудсан агаар" гэж тодорхойлж, шаталтыг тэсвэрлэх чадваргүй, шүлтлэгт урвалд ордоггүй, амьсгалахад тохиромжгүй байдаг. гэдэг үг өөрөө" азот"(Грек хэлнээс - "амьгүй") 15 жилийн дараа Антуан Лавуазье санал болгосон.
At хэвийн нөхцөлЭнэ нь өнгөгүй, үнэргүй, амтгүй, агаараас хүнд, бараг идэвхгүй хий юм. -195.8 ° C температурт энэ нь шингэн төлөвт шилждэг; -209.9 хэмд - цас шиг талсждаг.
Азотын хэрэглээ
Одоогоор, азотхүний үйл ажиллагааны бүхий л салбарт өргөн хэрэглээг олсон.
Тэгэхээр, газрын тос, байгалийн хийн үйлдвэрҮүнийг газрын тосны цооног дахь түвшин, даралтыг зохицуулах, хадгалах савнаас хүчилтөрөгчийг зайлуулах зорилгоор ашигладаг. байгалийн хий, шугам хоолойг цэвэрлэх, турших. Химийн үйлдвэрбордоо, аммиакийн нийлэгжилт, металлургийн үйлдвэрлэлд шаардлагатай байдаг технологийн процессууд. Үүний ачаар азот нь хүчилтөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлдэг, гэхдээ шаталтыг дэмждэггүй, гал унтраахад ашигладаг. IN хүнсний үйлдвэрАзотын агаар мандалд бүтээгдэхүүнийг савлах нь хадгалалтын хэрэглээг орлуулж, өөх тосыг исэлдүүлэх, бичил биетнийг хөгжүүлэхээс сэргийлдэг. Нэмж дурдахад, энэ бодисыг эмийн санд янз бүрийн эм олж авах, лабораторийн оношлогоонд ашигладаг - олон тооны шинжилгээ хийдэг.
Шингэн азотмөсөн талст үүсэхгүйгээр хэдхэн секундын дотор юуг ч хөлдөөх чадвартай.Тиймээс эмч нар үүнийг үхсэн эсийг арилгах крио эмчилгээнд хэрэглэхээс гадна эр бэлгийн эс, өндөг, эдийн дээжийг крио хадгалахад ашигладаг.
Сонирхолтой нь:
- Шингэн азотоор хийсэн агшин зуурын зайрмагийг 1998 онд биологич Курт Жонс гал тогооны өрөөнд найзуудтайгаа зугаалж байхдаа зохион бүтээжээ. Улмаар Америкийн амттангуудын дунд эрэлттэй байгаа энэхүү амттанг үйлдвэрлэдэг компанийг байгуулжээ.
- Дэлхийн аж үйлдвэр жилд 1 сая тонн хийг дэлхийн агаар мандлаас авдаг.
- Шингэн азотын шилэнд 1-2 секундын турш дүрсэн хүний гар нь шингэн нь арьсанд хүрэх цэгүүдэд буцалгах үед үүсдэг хийн бөмбөлөгний "бээлий"-ийн ачаар гэмтэлгүй байх болно.
АЗОТ, N (лат. Nitrogenium * а. азот; н. Stickstoff; е. азот, азот; i. nitrogeno), - V бүлгийн химийн элемент. үечилсэн хүснэгтМенделеев, атомын дугаар 7, атомын масс 14.0067. 1772 онд Английн судлаач Д.Резерфорд нээсэн.
Азотын шинж чанар
Хэвийн нөхцөлд азот нь өнгөгүй, үнэргүй хий юм. Байгалийн азот нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ тогтвортой изотопууд: 14 N (99.635%) ба 15 N (0.365%). Азотын молекул нь хоёр атомт; атомууд нь ковалент гурвалсан холбоо NN-ээр холбогддог. Азотын молекулын диаметрийг тодорхойлсон янз бүрийн аргаар, 3.15-3.53 A. Азотын молекул маш тогтвортой - диссоциацийн энерги 942.9 кЖ/моль.
Молекул азот
Молекулын азотын тогтмолууд: f хайлах - 209.86 ° C, f буцалгах - 195.8 ° C; нягтрал азотын хий 1.25 кг / м3, шингэн - 808 кг / м3.
Азотын шинж чанар
IN хатуу төлөвАзот нь хоёр өөрчлөлттэй байдаг: куб а хэлбэртэй 1026.5 кг/м 3 нягттай, 879.2 кг/м 3 нягттай зургаан өнцөгт b хэлбэртэй. Хайлуулах дулаан 25.5 кЖ/кг, ууршилтын дулаан 200 кЖ/кг. Гадаргуугийн хурцадмал байдалагаартай харьцах шингэн азот 8.5.10 -3 Н/м; нэвтрүүлэх чадвар 1.000538. Усанд азотын уусах чадвар (100 мл H 2 O тутамд см 3): 2.33 (0 ° C), 1.42 (25 ° C) ба 1.32 (60 ° C). Гадаад электрон бүрхүүлАзотын атом нь 5 электроноос бүрдэнэ. Азотын исэлдэлтийн төлөв нь 5-аас (N 2 O 5-д) -3 (NH 3-д) хооронд хэлбэлздэг.
Азотын нэгдэл
Хэвийн нөхцөлд азот нь шилжилтийн металлын нэгдлүүд (Ti, V, Mo гэх мэт) -тэй урвалд орж, нэгдэл үүсгэж, аммиак, гидразин үүсгэдэг. Азот нь харьцангуй бага температурт халаах зэрэг идэвхтэй металлуудтай урвалд ордог. Азот нь бусад ихэнх элементүүдтэй өндөр температурт, катализаторын оролцоотойгоор урвалд ордог. N 2 O, NO, N 2 O 5 агуулсан азотын нэгдлүүдийг сайн судалсан. Азот нь зөвхөн өндөр температурт, катализаторын дэргэд C-тэй нийлдэг; энэ нь аммиак NH 3 үүсгэдэг. Азот нь галогентэй шууд харьцдаггүй; Тиймээс бүх азотын галогенийг зөвхөн шууд бус аргаар, жишээлбэл, азотын фтор NF 3 - аммиактай харилцан үйлчлэлцэх замаар олж авдаг. Азот нь хүхэртэй шууд нийлдэггүй. Халуун ус азоттой урвалд ороход цианоген (CN) 2 үүсдэг. Энгийн азотыг цахилгаан гүйдэлд өртөх, түүнчлэн агаарт цахилгаан цэнэг алдах үед идэвхтэй азот үүсч болох бөгөөд энэ нь азотын молекул ба атомуудын холимог энергийн нөөц ихтэй байдаг. Идэвхтэй азот нь хүчилтөрөгч, устөрөгч, уур, зарим металлуудтай маш эрч хүчтэй харилцан үйлчилдэг.
Азот бол дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг бөгөөд түүний дийлэнх хэсэг (ойролцоогоор 4.10 15 тонн) чөлөөт төлөвт төвлөрдөг. Жил бүр цагт галт уулын үйл ажиллагаа 2.10 Агаар мандалд 6 тонн азот ялгардаг. Азотын багахан хэсэг нь төвлөрдөг (литосфер дахь дундаж агууламж 1.9.10 -3%). Байгалийн азотын нэгдлүүд - аммонийн хлорид ба төрөл бүрийн нитратууд(хужир). Азотын нитрид нь зөвхөн үед үүсдэг өндөр температурба даралтууд нь дэлхийн хөгжлийн хамгийн эхний үе шатанд тохиолдсон бололтой. Их хэмжээний давсны хуримтлал нь зөвхөн хуурай цөлийн уур амьсгалд байдаг (гэх мэт). Бага хэмжээний тогтмол азот нь (1-2.5%) ба (0.02-1.5%), түүнчлэн гол мөрөн, далай, далай тэнгисийн усанд байдаг. Азот нь хөрсөнд (0.1%), амьд организмд (0.3%) хуримтлагддаг. Азот нь уургийн молекулуудын нэг хэсэг бөгөөд олон байгалийн гаралтай органик нэгдлүүд.
Байгаль дахь азотын эргэлт
Байгальд азотын мөчлөг байдаг бөгөөд үүнд биосфер дахь молекулын атмосферийн азотын эргэлт, агаар мандалд химийн бодисоор холбогдсон азотын эргэлт, булшлагдсан цикл зэрэг орно. органик бодислитосфер дахь гадаргуугийн азот нь агаар мандалд буцаж ирдэг. Аж үйлдвэрийн азотыг өмнө нь байгалийн давсны ордуудаас бүрэн гаргаж авдаг байсан бөгөөд тэдгээрийн тоо дэлхийд маш хязгаарлагдмал байдаг. Натрийн нитрат хэлбэрээр азотын томоохон ордууд Чилид байдаг; давсны үйлдвэрлэл зарим жилүүдэд 3 сая гаруй тонн байсан.
Азотын химийн шинж чанар
Хүчтэй гурвалсан холбоо байдаг тул молекул азот идэвхгүй, азотын нэгдлүүд нь дулааны хувьд тогтворгүй бөгөөд халаахад харьцангуй амархан задарч, чөлөөт азот үүсгэдэг.
Металлуудтай харилцах
Хэвийн нөхцөлд молекул азот нь зөвхөн лити зэрэг хүчтэй бууруулагч бодисуудтай урвалд ордог.
6Li + N 2 = 2Li 3 N.
-аас магнийн нитрид үүсгэх энгийн бодисууд 300 ° C хүртэл халаах шаардлагатай:
3Mg + N2 = Mg3N2.
Нитридүүд идэвхтэй металлуудтөлөөлөх ионы нэгдлүүд, тэдгээр нь усаар гидролиз болж аммиак үүсгэдэг.
Хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэх
Зөвхөн цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор азот нь хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог.
O 2 + N 2 = 2NO.
Устөрөгчтэй харилцан үйлчлэх
Устөрөгчтэй урвал нь 400 ° C-ийн температурт, 200 атм даралттай катализатор - металл төмөр байдаг.
3H 2 + N 2 = 2NH 3.
Бусад металл бустай харилцан үйлчлэл
Өндөр температурт энэ нь бусад металл бус, жишээлбэл, бортой урвалд ордог.
Азот нь галоген ба хүхэртэй шууд урвалд ордоггүй боловч галогенид ба сульфидыг шууд бусаар үүсгэж болно. Азот нь ус, хүчил, шүлттэй харилцан үйлчилдэггүй.
Нитридүүд- цахилгаан сөрөг элемент багатай азотын нэгдлүүд, жишээлбэл, металл (AlN; TiN x; Na 3 N; Ca 3 N 2; Zn 3 N 2; гэх мэт) болон олон тооны металл бус (NH3, BN, Si3N4) бүхий азотын нэгдлүүд. ).
Бүтэц.
Атомуудын хоорондох химийн бондын төрлөөс хамааран нитридүүд нь ион, ковалент болон ион-ковалент-металл гэж хуваагддаг. цахим тохиргоо s 2 p 6 эсвэл тогтвортой тохиргоог бий болгохын тулд түншдээ электрон хандивлах sp 3
Баримт
Ионы төрлийн нитридыг 700-1200 ° C температурт азоттой металлын харилцан үйлчлэлээр олж авдаг. Бусад нитридыг азот эсвэл аммиактай металлыг урвалд оруулах эсвэл металлын исэл ба хлоридыг нүүрстөрөгчтэй азот эсвэл аммиакийн өндөр температурт бууруулах замаар олж авч болно. Нитридүүд нь нуман, өндөр давтамжийн болон богино долгионы плазмын бамбар дахь сийвэн дэх мөн үүсдэг. IN сүүлчийн тохиолдолнитридүүд нь 10-100 нм ширхэгийн хэмжээтэй хэт нарийн ширхэгтэй нунтаг хэлбэрээр үүсдэг.
Химийн шинж чанар
Ионы төрлийн нитридүүд нь ус, хүчилд амархан задардаг бөгөөд дараах үндсэн шинж чанаруудыг харуулдаг.
V, VI ба элементүүдийн нитридыг халаах VIII бүлэгазот, бага нитрид болон ялгарах замаар тэдгээрийн задралд хүргэдэг хатуу шийдэлметалл дахь азот. Бор, цахиур, хөнгөн цагаан, индий, галли, IV бүлгийн шилжилтийн металлын нитридүүд вакуумд халаахад задардаггүй.
Нитридыг хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэх нь метал ба азотын исэл үүсэхэд хүргэдэг. Нитридын нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх нь карбид ба карбонитрид хүргэдэг.
14.Аммиак ба түүний деривативын химийн шинж чанарын талаар та юу мэдэх вэ? Аммиакийн катализаторын исэлдэлтийн үйл явцын мөн чанар юу вэ?
Ганцаараа байгаа учраас электрон хосолон урвалын үед аммиак нь Бронстед суурь буюу цогцолбор үүсгэгч ("нуклеофил" ба "Бронстед суурь" гэсэн ойлголтыг андуурч болохгүй. Нуклеофиль чанарыг эерэг цэнэгтэй бөөмийн хамаарлаар тодорхойлно. Суурь нь протонтой адил төстэй байдаг. "Суурь" гэсэн ойлголт нь "нуклеофиль" гэсэн ойлголтын онцгой тохиолдол юм). Тиймээс протон нэмж аммонийн ион үүсгэдэг:
Усан уусмаламмиак (" аммиак") процессын улмаас бага зэрэг шүлтлэг урвалтай:
K o =1.8·10 −5
Хүчилтэй харилцан үйлчилж, энэ нь өгдөг холбогдох давсаммони:
Аммиак нь бас маш их байдаг сул хүчил(Уснаас 10,000,000,000 дахин сул) нь металл - амидуудтай давс үүсгэх чадвартай. NH 2 − ион агуулсан нэгдлүүдийг амид, N 3 − ионыг нитрид гэнэ. Амидууд шүлтлэг металлуудаммиакаар эмчлэх замаар олж авсан:
Халах үед аммиак задарч, илэрдэг нөхөн сэргээх шинж чанар. Тиймээс хүчилтөрөгчийн орчинд шатаж, ус, азот үүсгэдэг. Платин катализатор дээр аммиакийг агаартай исэлдүүлэх нь азотын ислийг үүсгэдэг бөгөөд үүнийг үйлдвэрт үйлдвэрлэхэд ашигладаг. азотын хүчил:
(урвал буцах боломжтой)
(катализаторгүй, өндөр температурт)
(катализатор байгаа үед, өндөр температурт)
Асаалттай нөхөн сэргээх чадвар NH 3 нь гагнуурын үед метал гадаргууг исэлээс цэвэрлэхийн тулд аммиак NH 4 Cl ашиглахад суурилдаг.
Аммиакийг натрийн гипохлоритоор желатинтай хамт исэлдүүлснээр гидразиныг олж авна.
· Галоген (хлор, иод) нь аммиактай аюултай тэсрэх бодис үүсгэдэг - азотын галогенид (азотын хлорид, азотын иодид).
Аммиак нь галогенжүүлсэн алкануудтай нуклеофилийн нэмэлтээр урвалд орж, орлуулсан аммонийн ион (амин үйлдвэрлэх арга) үүсгэдэг.
(метил аммонийн гидрохлорид)
· ХАМТ карбоксилын хүчил, тэдгээрийн ангидрид, хүчил галоген, эфир болон бусад деривативууд нь амидуудыг өгдөг. Альдегид ба кетонуудтай - Шиффийн суурь, тэдгээрийг харгалзах амин болгон бууруулж болно (бууруулах аминжуулалт).
· 1000°С-т аммиак нь нүүрстэй урвалд орж, гидроциан хүчил HCN үүсгэж, хэсэгчлэн задарснаар азот, устөрөгч. Энэ нь метантай урвалд орж, ижил гидроцианы хүчил үүсгэдэг.
Аммиакийн деривативууд;. Аминууд нь агуулагдах аммиакийн үлдэгдлүүдийн тоогоор нэг атомт эсвэл нэг атомт, хоёр атомт, хоёр атомт, олон атомт эсвэл полиаминд хуваагддаг; тиймээс, жишээ нь, C 2 H 5 NH 2, C 2 H 4 (NH 2) 2, CH (C 6 H 4 NH 2) 3 гэх мэт аммиакийн тоосонцор руу орж буй радикалуудын тоогоор тодорхойлогддог Сүүлчийн атомын хувьд аминуудыг 1) анхдагч гэж хуваадаг бөгөөд үүнд нэг атомын аммиакийн үлдэгдэл (NH 2) үргэлж байдаг. метиламин CH 3 NH 2, фениламин, эсвэл анилин, C 6 H 5 NH 2 гэх мэт. 2) аммиак дахь устөрөгчийн 2 атомыг хоёр нэг атомт радикал эсвэл нэг хоёр атомт (сүүлийн тохиолдолд аминуудыг имин гэж нэрлэдэг) орлуулах замаар үүсдэг хоёрдогч, Үүнийг дараа нь үзнэ үү) ба тэдгээр нь жишээлбэл, хоёр атомын үлдэгдэл (NH) -ээр тодорхойлогддог. диметиламин NH (CH 3) 2, метилэтиламин NH (CH 3) (C 2 H 5), метиланилин NH (C 6 H 5) (CH 3); пиперидин, эсвэл пентаметиленимин, C 5 H 10 =NH гэх мэт. 3) гуравдагч, аммиак дахь устөрөгчийн бүх гурван атомыг гурван нэг атомт радикалаар, эсвэл хоёр атомт ба нэг атомт эсвэл нэг гурван атомт орлуулах замаар үүсдэг. trimethylamineN(CH3)3, dimethylaniline C6H5N(CH3)2, propylpiperidine C5H10N(C3H7), пиридин C5H5N гэх мэт. Бүх аминууд аммиактай маш төстэй; Тэд хүчлийн элементүүдийг нэмж, жишээлбэл аммонийн давс болгон хувиргах чадвартай. (CH 3)NH 3 Cl, C 5 H 5 NHCl гэх мэт; Тэдгээрийн хамгийн энгийн нь метил- ба диметиламинууд нь үнэр болон бусад физик шинж чанараараа аммиактай төстэй байдаг.
Аммиакийн каталитик исэлдэлт нь азотын хүчил үйлдвэрлэх гол арга юм.
Энэ арга нь азотын ислийг үйлдвэрлэх, тэдгээрийг азотын хүчил болгон боловсруулахтай холбоотой. Аргын мөн чанар: молекул азотын каталитик исэлдэлтийн процесс нь үүссэн азотын ислийг усаар шингээх үе шаттай ижил даралтын дор явагддаг бөгөөд молекул азотын катализаторын исэлдэлтийн эндотермик процессын энергийг усаар хангадаг. урвалын бүсэд шууд хийн урсгал. Молекулын азотын катализаторын исэлдэлтийн процессыг 1000 oС-аас доош температурт, катализаторын өмнөх хийн фаз дахь исэлдүүлэгчийн агууламж HNO 3 + NO x уурын 10 боть% -иас бага байх үед хийгдэнэ. систем нь 25 атм хүртэл. Молекулын азотыг исэлдүүлэх катализаторууд нь цагаан алтны бүлгийн металлуудтай цагаан алтны хайлш эсвэл төмөр, кобальт, хром, хөнгөн цагааны исэлд суурилсан галд тэсвэртэй металлын нэмэлт бодис бүхий катализаторыг ашигладаг. Исэлдүүлэгчтэй хийн урсгалыг бий болгохын тулд зөвхөн атмосферийн агаарыг төдийгүй бас ашиглаж болно хийн хольц, үйлдвэрлэлийн хүчлийг хөрс хуулалтаар олж авсан. Техникийн үр дүн нь эрчим хүч, хөрөнгийн зардлыг бууруулж, азотын хүчил үйлдвэрлэх технологийн схемийг хялбаршуулсан явдал юм.
15.Таны мэддэг хүмүүсийнхээ талаар яриач аллотроп хэлбэрүүднүүрстөрөгч. Фуллеренийг нээсэн түүхийн талаар та юу мэдэх вэ?
Алмаз нь нүүрстөрөгчийн хамгийн алдартай аллотропуудын нэг бөгөөд хатуулаг, гэрлийн өндөр тархалт нь үүнийг ашиглахад тусалдаг. аж үйлдвэрийн хэрэглээмөн үнэт эдлэлд. Алмаз бол байгалийн хамгийн хатуу ашигт малтмал бөгөөд энэ нь маш сайн зүлгүүр бөгөөд нунтаглах, өнгөлөхөд ашиглаж болно. IN байгалийн орчинбайхгүй мэдэгдэж байгаа бодис, алмазын хамгийн жижиг хэлтэрхийг ч маажих чадвартай.
Аж үйлдвэрийн зэрэглэлийн алмаазын зах зээл нь бусад үнэт чулууны зах зээлээс арай өөр бөгөөд үйлдвэрлэлийн алмаз нь үндсэндээ хатуулаг, дулаан дамжуулалтаараа үнэлэгддэг бөгөөд энэ нь алмазын бусад эрдэнийн шинж чанар, түүний дотор тунгалаг байдал, өнгө зэргийг илүүд үздэг.
Алмазан дахь нүүрстөрөгчийн атом бүр нь тетраэдр дэх бусад дөрвөн нүүрстөрөгчийн атомтай ковалент байдаг. Эдгээр тетраэдрүүд хамтдаа зургаан гишүүнтэй атомын цагиргуудын давхаргын гурван хэмжээст сүлжээг бүрдүүлдэг. Ковалентын бондын энэхүү тогтвортой сүлжээ, бондын гурван хэмжээст тархалт нь алмазыг ийм хатуу болгодог шалтгаан юм.
Графит
Графит (1789 онд Абрахам Готлоб Вернер нэрлэсэн, (Грек хэлнээс графен - “татах/бичих”, харандаанд хэрэглэдэг) нь нүүрстөрөгчийн хамгийн түгээмэл аллотропуудын нэг юм. Зургаан өнцөгт давхаргат бүтэцтэй. Байгальд тохиолддог. Хатуулаг Mohs масштаб нь 1. Нягт нь 2.3, энэ нь ойролцоогоор 700 ° C-д хүчилтөрөгчөөр шатаж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэдэг Энэ нь алмазаас илүү химийн идэвхжилтэй байдаг графит дахь нүүрстөрөгчийн атомын зургаан өнцөгт давхаргын хоорондох урвалжууд Энэ нь ердийн уусгагч, хүчил эсвэл хайлсан бодисуудтай урвалд ордоггүй. хромын хүчилхүртэл исэлдүүлдэг нүүрстөрөгчийн давхар исэл.Давирхай ба коксын холимогийг 2800 0С-т халааж гаргаж авсан; хийн нүүрсустөрөгчөөс 1400-1500 ° C температурт бага даралттай, дараа нь үүссэн пирокарбоныг 2500-3000 ° C-т халааж, 50 МПа даралтаар пирографит үүсэх замаар. Алмазаас ялгаатай нь бал чулуу нь цахилгаан дамжуулах чадвартай бөгөөд цахилгаан инженерчлэлд өргөн хэрэглэгддэг. Графит бол стандарт нөхцөлд нүүрстөрөгчийн хамгийн тогтвортой хэлбэр юм
Нүүрстөрөгчийн атом бүрийн гаднах дөрвөн электрон бүгд атомуудын хооронд "байршсан" алмазаас ялгаатай. ковалент холбоо, бал чулуунд атом бүр 4-ийн 3-тай нь л ковалентаар холбогддог гадаад электронууд. Тиймээс нүүрстөрөгчийн атом бүр нэг электроныг электронуудын задралын системд оруулдаг. Эдгээр электронууд нь дамжуулах зурваст байдаг. Гэсэн хэдий ч бал чулууны цахилгаан дамжуулах чанар нь давхаргын гадаргуугийн дагуу чиглэгддэг. Иймээс бал чулуу нь нүүрстөрөгчийн атомын давхаргын хавтгайн дагуу цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг боловч цахилгааныг хавтгайд тэгш өнцөгт чиглүүлдэггүй.
16. Та юу мэдэх вэ физик, химийн шинж чанарнүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO 2) ? Байгальд тохиолддог үйл явц дахь нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба карбонатын үүрэг ролийн талаар бидэнд хэлээрэй
Азот нь химийн элемент юм атомын дугаар 7. Энэ нь үнэргүй, амтгүй, өнгөгүй хий юм.
Тиймээс хүн азотын агууламжийг мэдэрдэггүй дэлхийн агаар мандал, харин энэ бодисын 78 хувийг бүрдүүлдэг. Азот бол манай гараг дээрх хамгийн түгээмэл бодисуудын нэг юм. Азотгүй бол хоол хүнс байхгүй гэж та олонтаа сонсож болно, энэ нь үнэн юм. Эцсийн эцэст, бүх амьд биетийг бүрдүүлдэг уургийн нэгдлүүд нь азотыг заавал агуулдаг.
Байгаль дахь азот
Азот нь агаар мандалд хоёр атомаас бүрдэх молекул хэлбэрээр байдаг. Агаар мандлаас гадна азот нь дэлхийн манти болон хөрсний ялзмагт давхаргад байдаг. Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн азотын гол эх үүсвэр нь ашигт малтмал юм.
Гэсэн хэдий ч, онд сүүлийн хэдэн арван жил, ашигт малтмалын нөөц шавхагдаж эхлэх үед азотыг агаараас ялгах зайлшгүй шаардлага аж үйлдвэрийн хэмжээнд тулгарсан. Одоо энэ асуудал шийдэгдэж, үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд зориулж асар их хэмжээний азотыг агаар мандлаас гаргаж авсан.
Биологи дахь азотын үүрэг, азотын эргэлт
Дэлхий дээр азот нь биотик (амьдралтай холбоотой) болон абиотик хүчин зүйлүүд. Азот нь агаар мандал, хөрсөөс ургамал руу шууд биш, харин бичил биетээр дамжин ордог. Азотыг тогтоогч бактери нь азотыг хадгалж, боловсруулж, ургамалд амархан шингэдэг хэлбэрт шилжүүлдэг. Ургамлын биед азот нь хувирдаг нарийн төвөгтэй нэгдлүүд, ялангуяа уураг.
By хүнсний сүлжээЭдгээр бодисууд өвсөн тэжээлтний биед орж, дараа нь махчин амьтдын биед ордог. Бүх амьд биетүүд үхсэний дараа азот нь хөрсөнд буцаж ирж, задралд ордог (аммонификация ба денитрификация). Азот нь хөрс, эрдэс бодис, усанд тогтсон, агаар мандалд орж, тойрог давтагддаг.
Азотын хэрэглээ
Азотыг нээсний дараа (энэ нь 18-р зуунд болсон) бодисын шинж чанар, түүний нэгдлүүд, фермд ашиглах боломжийг сайтар судалжээ. Манай гараг дээрх азотын нөөц асар их учраас энэ элементмаш идэвхтэй ашиглаж эхэлсэн. 
Цэвэр азотыг шингэн эсвэл хий хэлбэрээр ашигладаг. Шингэн азот нь хасах 196 хэмийн температуртай бөгөөд дараах газруудад ашиглагддаг.
— анагаах ухаанд.Шингэн азот нь крио эмчилгээний процедурт хөргөгч бодис, өөрөөр хэлбэл хүйтэн эмчилгээ юм. Флэш хөлдөөх нь янз бүрийн хавдрыг арилгахад ашиглагддаг. Эд эсийн дээж, амьд эсүүд (ялангуяа эр бэлгийн эс, өндөг) шингэн азотод хадгалагддаг. Бага температурБиоматериалыг удаан хугацаагаар хадгалах, дараа нь гэсгээх, ашиглах боломжийг танд олгоно.
Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчид амьд организмыг бүхэлд нь шингэн азотод хадгалах, шаардлагатай бол ямар ч хор хөнөөлгүйгээр гэсгээх боломжийг илэрхийлсэн. Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр энэ технологийг эзэмших боломжгүй байна;
— хүнсний үйлдвэртШингэн азотыг шингэнийг савлах үед саванд идэвхгүй орчин бүрдүүлэхэд ашигладаг.
Ер нь азотыг шаардлагатай газруудад ашигладаг хийн орчинхүчилтөрөгчгүй, жишээлбэл,
— гал түймэртэй тэмцэхэд. Азот нь хүчилтөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлдэг бөгөөд үүнгүйгээр шаталтын процессыг дэмждэггүй бөгөөд гал унтардаг.
Азотын хий нь дараах үйлдвэрүүдэд хэрэглэгдэж байна.
— хүнсний үйлдвэрлэл. Савласан бүтээгдэхүүний шинэлэг байдлыг хадгалахын тулд азотыг идэвхгүй хийн орчин болгон ашигладаг;
— газрын тосны үйлдвэр, уул уурхайн. Дамжуулах хоолой, танкийг азотоор цэвэрлэж, босоо ам руу шахаж, дэлбэрэлтээс хамгаалдаг. хийн орчин;
— нисэх онгоцны үйлдвэрлэлдЯвах эд ангийн дугуйнууд нь азотоор дүүрсэн байдаг.
Дээрх бүх зүйл нь цэвэр азотыг ашиглахад хамаатай боловч энэ элемент нь янз бүрийн нэгдлүүдийн массыг үйлдвэрлэх эхлэлийн материал гэдгийг мартаж болохгүй.
- аммиак. Азот агуулсан маш эрэлттэй бодис. Аммиакийг бордоо, полимер, сод, азотын хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ нь өөрөө анагаах ухаанд, хөргөлтийн тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг;
- азотын бордоо;
- тэсрэх бодис;
- будагч бодис гэх мэт. 
Азот бол хамгийн түгээмэл зүйлүүдийн нэг биш юм химийн элементүүд, гэхдээ бас хүний үйл ажиллагааны олон салбарт хэрэглэгддэг маш чухал бүрэлдэхүүн хэсэг.
Азотыг (Англи азот, Францын Азот, Германы Stickstoff) хэд хэдэн судлаач бараг нэгэн зэрэг нээсэн. Кавендиш азотыг агаараас (1772) халуун нүүрсээр, дараа нь шүлтийн уусмалаар дамжуулан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээх замаар гаргаж авсан. Кавендиш өгөөгүй тусгай нэршинэ хий, үүнийг мефит агаар гэж нэрлэдэг (Латин - мефит - дэлхийн амьсгал боогдох эсвэл хортой ууршилт). Албан ёсоор азотыг нээсэн нь ихэвчлэн Рутерфордтой холбоотой бөгөөд 1772 онд "Засдаг агаар, өөрөөр хэлбэл амьсгал боогдох гэж нэрлэдэг" диссертацийг хэвлүүлсэн. химийн шинж чанаразот. Эдгээр жилүүдэд Шееле азотыг гаргаж авсан атмосферийн агаарКавендиштэй адилхан. Тэрээр шинэ хийг муудсан агаар гэж нэрлэсэн (Verdorbene Luft). Пристли (1775) азотын флогистик агаар гэж нэрлэдэг. 1776-1777 онд Лавуазье агаар мандлын агаарын найрлагыг нарийвчлан судалж, түүний эзлэхүүний 4/5 нь амьсгал боогдох хий (Air mofette) -ээс бүрддэг болохыг тогтоожээ.
Лавуазье "а" гэсэн сөрөг грек угтвараас "азот" гэж нэрлэхийг санал болгож, амьсгалыг дэмжих чадваргүй болохыг онцлон тэмдэглэв. 1790 онд азотыг "азот" (азот - "хужир үүсгэгч") гэж нэрлэхийг санал болгосон бөгөөд энэ нь цаашдын үндэсЭлементийн олон улсын нэр (Nitrogenium) ба азотын тэмдэг - Н.
Байгальд байх, хүлээн авах:
Азот нь байгальд ихэвчлэн чөлөөт төлөвт байдаг. Агаарт эзлэхүүний хэсэгэнэ нь 78.09%, мөн массын хэсэг- 75.6%. Азотын нэгдлүүд Үгүй их хэмжээгээрхөрсөнд олддог. Азот нь уураг ба олон байгалийн органик нэгдлүүдийн нэг хэсэг юм. Ерөнхий агуулгадахь азот дэлхийн царцдас 0,01%.
Агаар мандалд 4 квадриллион (4 10 15) тонн, далай тэнгист 20 их наяд (20 10 12) тонн орчим азот агуулагддаг. Энэ хэмжээний багахан хэсэг буюу 100 орчим тэрбум тонн нь жил бүр амьд организмд холбогдож, нэгддэг. Эдгээр 100 тэрбум тонн тогтмол азотын ердөө 4 тэрбум тонн нь ургамал, амьтны эд эсээс олддог бөгөөд үлдсэн хэсэг нь задрах бичил биетүүдэд хуримтлагдаж, эцэст нь агаар мандалд буцаж ирдэг.
Технологийн хувьд азотыг агаараас гаргаж авдаг. Азотыг авахын тулд агаарыг шингэн төлөвт шилжүүлж, дараа нь ууршуулах замаар азотыг бага дэгдэмхий хүчилтөрөгчөөс ялгаж авдаг (t боодол N 2 = -195.8 ° C, t боодол O 2 = -183 ° C)
IN лабораторийн нөхцөлЦэвэр азотыг аммонийн нитритийг задлах эсвэл халаахад аммонийн хлорид, натрийн нитритийн уусмалыг холих замаар гаргаж авч болно.
NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O; NH 4 Cl + NaNO 2 NaCl + N 2 + 2H 2 O.
Физик шинж чанарууд:
Байгалийн азот нь 14 Н, 15 Н гэсэн хоёр изотопоос тогтдог. Хэвийн нөхцөлд азот нь өнгөгүй, үнэргүй, амтгүй, агаараас арай хөнгөн, усанд муу уусдаг хий (15.4 мл азот 1 литр усанд уусдаг, 31 мл) юм. хүчилтөрөгч). -195.8°С температурт азот өнгөгүй шингэн болж, -210.0°C температурт цагаан шингэн болж хувирдаг. хатуу. Хатуу төлөвт энэ нь хоёр полиморф өөрчлөлтийн хэлбэрээр оршдог: -237.54 хэмээс доош шоо тортой хэлбэр тогтвортой, дээр нь зургаан өнцөгт тортой.
Азотын молекул дахь атомуудын холболтын энерги маш өндөр бөгөөд 941.6 кЖ/моль байна. Молекул дахь атомуудын төвүүдийн хоорондох зай 0.110 нм байна. N 2 молекул нь диамагнит шинж чанартай. Энэ нь азотын атомуудын хоорондын холбоо гурав дахин байгааг харуулж байна.
0°С дахь азотын хийн нягт 1.25046 г/дм 3
Химийн шинж чанар:
Хэвийн нөхцөлд азот нь хүчтэй ковалент холбоо учраас химийн идэвхгүй бодис юм. Ердийн нөхцөлд энэ нь зөвхөн лититэй урвалд орж, нитрид үүсгэдэг: 6Li + N 2 = 2Li 3 N
Температур нэмэгдэхийн хэрээр молекул азотын идэвхжил нэмэгдэж, энэ нь исэлдүүлэгч бодис (устөрөгч, металлын хамт) ба бууруулагч (хүчилтөрөгч, фторын хамт) хоёулаа байж болно. Халах үед, цусны даралт ихсэхба катализаторын дэргэд азот нь устөрөгчтэй урвалд орж аммиак үүсгэдэг: N 2 + 3H 2 = 2NH 3
Азот нь зөвхөн хүчилтөрөгчтэй нэгддэг цахилгаан нумазотын исэл (II) үүсэх үед: N 2 + O 2 = 2NO
IN цахилгаан цэнэггүйдэлфтортой урвал бас боломжтой: N 2 + 3F 2 = 2NF 3
Хамгийн чухал холболтууд:
Азот нь үүсэх чадвартай химийн нэгдлүүд, +5-аас -3 хүртэлх бүх исэлдэлтийн төлөвт байна. Холболтууд эерэг зэрэгисэлдэлт, азот нь фтор, хүчилтөрөгчтэй хамт үүсдэг ба +3-аас дээш исэлдэлтийн төлөвт азотыг зөвхөн хүчилтөрөгчтэй нэгдлээс олж болно.
Аммиак, NH 3 нь усанд уусдаг хурц үнэртэй өнгөгүй хий (“аммиак”). Аммиак нь үндсэн шинж чанартай бөгөөд ус, галоген устөрөгч, хүчилтэй харилцан үйлчилдэг.
NH 3 + H 2 O NH 3 *H 2 O NH 4 + + OH -; NH 3 + HCl = NH 4 Cl
Нийлмэл нэгдлүүдийн ердийн лигандын нэг нь: Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 (viol., r-Rom)
Бууруулах бодис: 2NH 3 + 3CuO 3Cu + N 2 + 3H 2 O.
Гидразин- N 2 H 4 (устөрөгчийн пернитрид), ...
Гидроксиламин- NH 2 OH, ...
Азотын исэл (I), N 2 O (азотын исэл, инээх хий). ...
Азотын исэл (II), NO нь өнгөгүй, үнэргүй, усанд бага зэрэг уусдаг, давс үүсгэдэггүй хий юм. Лабораторид тэдгээрийг зэс ба шингэрүүлсэн азотын хүчлийг урвалд оруулах замаар олж авдаг.
3Cu + 8HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Аж үйлдвэрт үүнийг азотын хүчил үүсгэхийн тулд аммиакийг катализатороор исэлдүүлэх замаар олж авдаг.
4NH 3 + 5O 2 4NO + 6 H 2 O
Азотын исэл (IV) болж амархан исэлдэг: 2NO + O 2 = 2NO 2
Азотын исэл (III), ??? ...
...
Азотын хүчил, ??? ...
...
Нитритүүд, ??? ...
...
Азотын исэл (IV), NO 2 - хортой хийбор өнгөтэй, өвөрмөц үнэртэй, усанд сайн уусдаг, азот, азот гэсэн хоёр хүчил өгдөг: H 2 O + NO 2 = HNO 2 + HNO 3
Хөргөх үед энэ нь өнгөгүй димер болж хувирдаг: 2NO 2 N 2 O 4
Азотын исэл(V), ??? ...
...
Азотын хүчил, HNO 3 нь өнгөгүй, хурц үнэртэй шингэн, буцлах цэг = 83 ° C. Хүчтэй хүчил, давс - нитрат. Хүчлийн үлдэгдэлд азотын атом агуулагддагтай холбоотой хамгийн хүчтэй исэлдүүлэгч бодисуудын нэг. хамгийн дээд зэрэгисэлдэлт N +5. Азотын хүчил металлтай урвалд ороход гол бүтээгдэхүүн нь устөрөгч биш харин ялгардаг төрөл бүрийн бүтээгдэхүүннитратын ионы бууралт:
Cu + 4HNO 3 (conc) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;
4Mg + 10HNO 3 (их шингэрүүлсэн) = 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 5H 2 O.
Нитратууд, ??? ...
...
Хэрэглээ:
Инерцийн орчинг бий болгоход өргөн хэрэглэгддэг - цахилгаан улайсдаг чийдэнг дүүргэх, мөнгөн усны термометр дэх чөлөөт зай, шингэнийг шахах үед, хүнсний үйлдвэрт савлагааны хий болгон ашигладаг. Энэ нь ган бүтээгдэхүүний гадаргууг нитрид болгоход хэрэглэгддэг, төмрийн нитрид нь гадаргуугийн давхаргад үүсдэг бөгөөд энэ нь ган илүү хатуулаг өгдөг. Шингэн азотыг ихэвчлэн янз бүрийн бодисыг гүн хөргөхөд ашигладаг.
Азот нь уургийн нэг хэсэг учраас ургамал, амьтны амьдралд чухал үүрэгтэй. Аммиак үйлдвэрлэхэд их хэмжээний азотыг ашигладаг. Азотын нэгдлүүдийг үйлдвэрлэлд ашигладаг эрдэс бордоо, тэсрэх бодисмөн олон салбарт .
Л.В. Черкашина
Тюмений улсын их сургууль, гр. 542(I)
Эх сурвалжууд:
- Г.П. Хомченко. Их дээд сургуульд элсэгчдэд зориулсан химийн гарын авлага. М., Шинэ давалгаа, 2002.
- А.С. Егоров, Хими. Их, дээд сургуульд элсэн орж буй хүмүүст зориулсан сургалтын тусламж. Ростов-на-Дону, Финикс, 2003 он.
- Элементүүдийн нээлт, тэдгээрийн нэрийн гарал үүсэл/
