Оксиды и гидроксиды
Азот и его кислородные соединения рассматриваются отдельно, в силу целого ряда отличий.
P2O3(P4O6) кислотный оксид |
As2O3 кислотный оксид с признаками амфотерности |
Sb2O3 амфотерный оксид |
Bi2O3 основной оксид |
HPO2(H3PO3) слабая кислота |
HAsO2(H3AsO3) слабая кислота |
Sb(OH)3 амфотерный гидроксид |
Bi(OH)3 основание |
P2O5(P4O10) кислотный оксид |
As2O5 кислотный оксид |
Sb2O5 кислотный оксид |
Bi2O5 амфотерный непрочный |
HPO3(H3PO4) слабая кислота |
H3AsO4 слабая кислота |
H[Sb(OH)6] слабая кислота |
— |
Кислотные свойства ослабевают
Основные свойства усиливаются
Соединения с водородом эн3
Элементы главной подгруппы V группы образуют летучие соединения с водородом, представляющие собой ядовитые газы с характерными запахами. Являются сильными восстановителями. В отличие от водородных соединений неметаллов VII и VI групп, в водных растворах не образуют ионов Н+, т.е. не проявляют кислотных свойств.
NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3
аммиак фосфин арсин стибин не получен
Прочность молекул ↓
Восстановительная способность ↑
Растворимость в воде ↓
Азот
Большая часть азота находится в природе в свободном состоянии. Свободный азот является главной составной частью воздуха, который содержит 78,2% (об.) азота. Неорганические соединения азота не встречаются в природе в больших количествах, если не считать натриевую селитру NaNO3, образующие мощные пласты на побережье Тихого океана в Чили. Почва содержит незначительные количества азота, преимущественно в виде солей азотной кислоты. Но в виде сложных органических соединений – белков – азот входит в состав всех живых организмов. Превращения, которым подвергаются белки в клетках растений и животных, составляют основу всех жизненных процессов. Без белка нет жизни, а так как азот является обязательной составной частью белка, то понятно, какую важную роль играет этот элемент в живой природе.
Природный азот состоит из двух устойчивых изотопов: 14N (99,64%) и 15N (0,36%). Содержание его на Земле составляет 0,03% (мол. доли).
Азот 1s22s22p3 – типичный неметаллический элемент, по электроотрицательности (3,0) уступает лишь фтору и кислороду. Степень окисления азота в соединениях –3, -1, +1, +3, +5, а также -2, +2, и +4.
Важнейшие азотсодержащие неорганические вещества
N-3 |
N0 |
N+1 |
N+2 |
N+3 |
N+4 |
N+5 |
NH3 аммиак |
N2 cвободный молекулярный азот |
N2O NO низшие оксиды, несолеобразующие
|
N2O3 непрочный
NO NO2 |
NO2↔N2O4 кислотный оксид |
N2O5 непрочный
NO2 O2 |
|
NH4Ac соли аммония MexNy нитриды |
|
|
HNO2 азотистая кислота Me(NO2)x нитриты |
|
HNO3 азотная кислота Me(NO3)x нитраты |
|
В молекуле азота N2 атомы связаны тройной связью N≡N. Энергия диссоциации этой молекулы очень велика (945 кдж/моль), поэтому термическая диссоциация азота делается заметной лишь при очень сильном нагревании. Даже при 30000С степень диссоциации молекулярного азота на атомы достигает всего лишь 0,1%.
Вследствие прочности молекулы N2 многие соединения азота эндотермичны. Кроме того, энтропия их образования отрицательна (N2 – газ). Поэтому малая активность азота объясняется большой прочностью его молекул, обусловливающей высокую энергию активации реакций, протекающих с участием азота. Поэтому азот на Земле находится главным образом в свободном состоянии.
Молекула азота N2 слабо поляризуется. Силы взаимодействия между молекулами N2 очень слабые и не могут препятствовать беспорядочному движению молекул (энтальпийный фактор проявляется значительно слабее, чем энтропийный). Поэтому в обычных условиях азот – газ.