Из чего состоит азот. Азот из чего состоит

азот - это... Что такое азот?

АЗО́Т -а; м. [франц. azote от греч. an- - не-, без- и zōtikos - дающий жизнь]. Химический элемент (N), газ без цвета и запаха, не поддерживающий дыхания и горения (составляет основную по объёму и массе часть воздуха, является одним из главных элементов питания растений).

◁ Азо́тный, -ая, -ое. А-ая кислота. А-ые удобрения. Азо́тистый, -ая, -ое. А-ая кислота.

АЗО́Т (лат. Nitrogenium — рождающий селитры), N (читается «эн»), химический элемент второго периода VA группы периодической системы, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. В свободном виде — газ без цвета, запаха и вкуса, плохо растворим в воде. Состоит из двухатомных молекул N2, обладающих высокой прочностью. Относится к неметаллам. Природный азот состоит из стабильных нуклидов (см. НУКЛИД) 14N (содержание в смеси 99,635% по массе) и 15N. Конфигурация внешнего электронного слоя 2s22р3. Радиус нейтрального атома азота 0,074 нм, радиус ионов: N3- — 0,132 , N3+ — 0,030 и N5+ — 0,027 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома азота равны, соответственно, 14,53, 29,60, 47,45, 77,47 и 97,89 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность азота 3,05. История открытия Открыт в 1772 шотландским ученым Д. Резерфордом в составе продуктов сжигания угля, серы и фосфора как газ, непригодный для дыхания и горения («удушливый воздух») и в отличие от CO2 не поглощаемый раствором щелочи. Вскоре французский химик А. Л. Лавуазье (см. ЛАВУАЗЬЕ Антуан Лоран) пришел к выводу, что «удушливый» газ входит в состав атмосферного воздуха, и предложил для него название «azote» (от греч. azoos — безжизненный). В 1784 английский физик и химик Г. Кавендиш (см. КАВЕНДИШ Генри) установил присутствие азота в селитре (отсюда латинское название азота, предложенное в 1790 французским химиком Ж. Шанталем). Нахождение в природе В природе свободный (молекулярный) азот входит в состав атмосферного воздуха (в воздухе 78,09% по объему и 75,6% по массе азота), а в связанном виде — в состав двух селитр: натриевой NaNO3 (встречается в Чили, отсюда название чилийская селитра (см. ЧИЛИЙСКАЯ СЕЛИТРА)) и калиевой KNO3 (встречается в Индии, отсюда название индийская селитра) — и ряда других соединений. По распространенности в земной коре азот занимает 17-е место, на его долю приходится 0,0019% земной коры по массе. Несмотря на свое название, азот присутствует во всех живых организмах (1—3% на сухую массу), являясь важнейшим биогенным элементом (см. БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ). Он входит в состав молекул белков, нуклеиновых кислот, коферментов, гемоглобина, хлорофилла и многих других биологически активных веществ. Некоторые, так называемые азотфиксирующие, микроорганизмы способны усваивать молекулярный азот воздуха, переводя его в соединения, доступные для использования другими организмами (см. Азотфиксация (см. АЗОТФИКСАЦИЯ)). Превращения соединений азота в живых клетках — важнейшая часть обмена веществ у всех организмов. Получение В промышленности азот получают из воздуха. Для этого воздух сначала охлаждают, сжижают, а жидкий воздух подвергают перегонке (дистилляции). Температура кипения азота немного ниже (-195,8 °C), чем другого компонента воздуха — кислорода (-182,9 °C), поэтому при осторожном нагревании жидкого воздуха азот испаряется первым. Потребителям газообразный азот поставляют в сжатом виде (150 атм. или 15 МПа) в черных баллонах, имеющих желтую надпись «азот». Хранят жидкий азот в сосудах Дьюара (см. ДЬЮАРА СОСУД). В лаборатории чистый («химический») азот получают, добавляя при нагревании насыщенный раствор хлорида аммония Nh5Cl к твердому нитриту натрия NaNO2: NaNO2 + Nh5Cl = NaCl + N2 + 2h3O. Можно также нагревать твердый нитрит аммония: Nh5NO2 = N2 + 2h3O. Физические и химические свойства Плотность газообразного азота при 0 °C 1,25046 г/дм3, жидкого азота (при температуре кипения) — 0,808 кг/дм3. Газообразный азот при нормальном давлении при температуре –195,8 °C переходит в бесцветную жидкость, а при температуре –210,0 °C — в белое твердое вещество. В твердом состоянии существует в виде двух полиморфных модификаций: ниже –237,54 °C устойчива форма с кубической решеткой, выше — с гексагональной. Критическая температура азота –146,95 °C, критическое давление 3,9МПа, тройная точка лежит при температуре –210,0 °C и давлении 125,03 гПа, из чего следует, что азот при комнатной температуре ни при каком, даже очень высоком давлении, нельзя превратить в жидкость. Теплота испарения жидкого азота 199,3 кДж/кг (при температуре кипения), теплота плавления азота 25,5 кДж/кг (при температуре –210 °C). Энергия связи атомов в молекуле N2 очень велика и составляет 941,6 кДж/моль. Расстояние между центрами атомов в молекуле 0,110 нм. Это свидетельствует о том, что связь между атомами азота тройная. Высокая прочность молекулы N2 может быть объяснена в рамках метода молекулярных орбиталей. Энергетическая схема заполнения молекулярных орбиталей в молекуле N2 показывает, что электронами в ней заполнены только связывающие s- и p-орбитали. Молекула азота немагнитна (диамагнитна). Из-за высокой прочности молекулы N2процессы разложения различных соединений азота (в том числе и печально знаменитого взрывчатого вещества гексогена (см. ГЕКСОГЕН)) при нагревании, ударах и т. д. приводят к образованию молекул N2. Так как объем образовавшегося газа значительно больше, чем объем исходного взрывчатого вещества, гремит взрыв. Химически азот довольно инертен и при комнатной температуре реагирует только с металлом литием (см. ЛИТИЙ) с образованием твердого нитрида лития Li3N. В соединениях проявляет различные степени окисления (от –3 до +5). С водородом образует аммиак (см. АММИАК) Nh4. Косвенным путем (не из простых веществ) получают гидразин (см. ГИДРАЗИН) N2h5 и азотистоводородную кислоту HN3. Соли этой кислоты — азиды (см. АЗИДЫ). Азид свинца Pb(N3)2 разлагается при ударе, поэтому его используют как детонатор, например, в капсюлях патронов. Известно несколько оксидов азота (см. АЗОТА ОКСИДЫ). С галогенами азот непосредственно не реагирует, косвенными путями получены NF3, NCl3, NBr3 и NI3, а также несколько оксигалогенидов (соединений, в состав которых, кроме азота, входят атомы и галогена, и кислорода, например, NOF3). Галогениды азота неустойчивы и легко разлагаются при нагревании (некоторые — при хранении) на простые вещества. Так, NI3 выпадает в осадок при сливании водных растворов аммиака и иодной настойки. Уже при легком сотрясении сухой NI3 взрывается: 2NI3 = N2 + 3I2. Азот не реагирует с серой, углеродом, фосфором, кремнием и некоторыми другими неметаллами. При нагревании азот реагирует с магнием и щелочноземельными металлами, при этом возникают солеобразные нитриды общей формулы М3N2, которые разлагаются водой с образованием соответствующих гидроксидов и аммиака, например: Са3N2 + 6h3O = 3Ca(OH)2 + 2Nh4. Аналогично ведут себя и нитриды щелочных металлов. Взаимодействие азота с переходными металлами приводит к образованию твердых металлоподобных нитридов различного состава. Например, при взаимодействии железа и азота образуются нитриды железа состава Fe2N и Fe4N. При нагревании азота с ацетиленом C2h3 может быть получен цианистый водород HCN. Из сложных неорганических соединений азота наибольшее значение имеют азотная кислота (см. АЗОТНАЯ КИСЛОТА) HNO3, ее соли нитраты (см. НИТРАТЫ), а также азотистая кислота HNO2 и ее соли нитриты (см. НИТРИТЫ). Применение В промышленности газ азот используют главным образом для получения аммиака (см. АММИАК). Как химически инертный газ азот применяют для обеспечения инертной среды в различных химических и металлургических процессах, при перекачке горючих жидкостей. Жидкий азот широко используют как хладагент (см. ХЛАДАГЕНТ), его применяют в медицине, особенно в косметологии. Важное значение в поддержании плодородия почв имеют азотные минеральные удобрения (см. МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ).

en.academic.ru

Из чего состоит азот

Азот – неметалл, расположен в VA группе второго периода периодической таблицы. Порядковый номер – 7. Относительная атомная масса – 14. Это позволяет ответить на вопрос «из чего состоит азот». Итак, заряд ядра атома любого химического элемента совпадает с его порядковым номером и имеет знак «+». Значит заряд ядра атома азота равен +7. Кроме того, зная порядковый номер элемента можно определить число протонов и электронов в нем, их по 7. Количество нейтронов в ядре атома азота равняется разности между относительной атомной массой и порядковым номером, т.е. 14 – 7 = 7. Тот факт, что азот элемент второго периода говорит о том, что в его атоме имеется два энергетических уровня (оболочки). Номер группы свидетельствует о высшей валентности – V, а также количестве электронов на внешнем энергетическом уровне (валентные электроны).Электронная конфигурация основного состояния азота имеет вид:

$1s^{2}2s^{2}2p^{3}.$

Электронная формула внешнего энергетического уровня атома азота выглядит следующим образом:

$[He]2s^{2}2p^{3}.$

Обычной устойчивой модификацией азота является двухатомный азот N_2 , при обычных условиях давления и температуры – бесцветный газ, не обладающий запахом и вкусом, который способен конденсироваться в бесцветную жидкость при температуре $- 210^{0}C$ .

ru.solverbook.com

Из чего состоит молекула азота

Электронная конфигурация молекулы азота N_2 $\sigma_{s}^{2}\sigma_{s}^{*2}\pi_{x,y}^{4}\sigma_{z}^{2}$ , что отвечает тройной связи между атомами азота: $N \equiv N$ ( $d_{NN} = 0,1095 nm$ ). Вследствие этого молекула азота исключительно прочна: $N_{2} \Leftrightarrow 2N$ ; $\Delta H_{298}^{0} = 945kJ$ . Даже при 3000^0C степень диссоциации молекулярного азота на атомы достигает всего лишь 0,1% (ответ на вопрос «из чего состоит молекула азота»).Вследствие прочности молекулы N_2 многие соединения азота эндотермичны. Кроме того, энтропия их образования отрицательна (азот – газ). Отсюда молекулярный азот химически малоактивен, а соединения азота термически малоустойчивы и относительно легко разлагаются при нагревании. Поэтому азот на Земле находится главным образом в свободном состоянии.Молекула азота N_2 слабо поляризуется. Силы взаимодействия между молекулами N_2 очень слабые и не могут препятствовать беспорядочному движению молекул (энтальпийный фактор проявляется значительно слабее, чем энтропийный). Поэтому в обычных условиях молекулярный азот – газ. Температуры плавления -210^0С и кипения -195,8^0С азота очень низкие; он плохо растворяется в воде и других растворителях.В промышленных масштабах азот получают непосредственно из воздуха, содержание его в котором составляет 78% (об.). В лабораториях обычно пользуются азотом, поставляемым в баллонах под повышенным давлением или в сосудах Дьюара. Можно получать азот разложением некоторых его соединений, например нитрита аммония NH_4NO_3 , который разлагается с выделением азота при сравнительно небольшом нагревании: NH_4NO_2 = N_2 + 2H_2O .