Учебники Рудзитис / 9

электронов. Поэтому для элементов подгруппы азота характерны высшая положительная степень окисления +5, отрицательная степень окисления

+5 –2

–3, оксиды с общей формулой R2O5 и водородные соединения с общей

–3 +1

формулой RH3. Высший оксид фосфора образуется при горении фос-

фора; высший оксид азота можно получить только косвенным путём. Строение молекулы азота. Молекула азота состоит из двух атомов:

В атоме азота три неспаренных электрона, поэтому связь между атомами в молекуле азота осуществляется посредством трёх общих электронных пар.

Нахождение в природе. Азот находится в воздухе в свободном виде (приблизительно 78 % по объёму). В небольших количествах азот в виде

нитратов содержится в почве. Он является составной частью белков. Получение. Для технических целей азот выделяют из сжиженного

воздуха. При испарении жидкого воздуха азот улетучивается первым (tкип азота равна –196 C, а tкип кислорода равна –183 C). Чистый азот

получают при разложении некоторых его соединений.

Физические свойства. Азот — газ без цвета и запаха, немного легче воздуха. Растворимость его в воде незначительна (меньше, чем у кислорода). Азот в твёрдом состоянии имеет молекулярную кристаллическую

решётку, поэтому у него низкие температуры плавления и кипения. Химические свойства. При обычных условиях азот малоактивен. Это

объясняется прочностью химических связей в его молекуле. При высоких температурах связи между атомами ослабевают и азот становится реакционно-способным. Так, например, при температуре электрической дуги азот реагирует с кислородом:

2000 C

N2 + O2 2NO – Q

Такая же реакция происходит и при электрических разрядах в атмо-

сфере во время грозы. Образующийся оксид азота(II) относят к несолеобразующим оксидам, так как он не реагирует ни с кислотами, ни со

щелочами.

При определённых условиях азот реагирует с водородом (см. § 24):

–3 +1

N2 + 3H2 2NH3

81

пользуют для создания инертной среды при проведении химических процессов, а также в охладительных системах.

Азот. Фосфор. Нитриды. Несолеобразующие оксиды

1.На основе представлений о строении атомов поясните: а) в чём проявляется сходство элементов азота и фосфора; б) чем эти элементы отличаются один от другого.

2.В одном цилиндре находится азот, в другом — кислород, а в третьем — углекислый газ. Как различить эти газы?

3.К 300 г раствора, содержащего 0,1 массовой доли гидроксида калия, прилили азотную кислоту. Сколько граммов соли образовалось?

Прочитайте рассказ об азоте в книге М. М. Колтуна «Мир химии» из серии «Твой кругозор» (М.: Просвещение, 2011).

Ямогу объяснить причину химической инертности азота.

Яумею составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства азота, и разъяснять их с точки зрения представлений об окисли- тельно-восстановительных процессах.

82

"Какие виды химической связи вам известны?

"Как образуется ковалентная химическая связь?

"Наличие каких ионов обусловливает щелочную среду раствора?

Строение молекулы. Химическая формула аммиака NH3. Так как азот более электроотрицательный элемент, чем водород, то химическая связь в молекуле аммиака ковалентная полярная.

Физические свойства. Аммиак — бесцветный газ с характерным резким запахом, почти в 2 раза легче воздуха, очень хорошо растворим в воде. При обычных условиях в одном объёме воды растворяется около 700 объёмов аммиака (рис. 19).

При повышенном давлении аммиак сжижается. Жидкий аммиак имеет большую теплоту испарения, поэтому его применяют в холодильных

устройствах.

Химические свойства. Аммиак — химически активное вещество (табл. 14).

83

а ион водорода — её акцептором; так по донорно-акцепторному механизму образуется четвёртая ковалентная связь между азотом и водородом:

Так как в ионе аммония четвёртая ковалентная связь не отличается от остальных трёх, то их изображают одинаково.

Ваммиаке и в ионе аммония степень окисления азота одинакова

иравна –3. Однако валентность азота в молекуле аммиака равна трём,

а в ионе аммония — четырём.

84

Рис. 21. Применение аммиака

1.Напишите уравнения четырёх химических реакций, в результате которых образуется аммиак.

2.При пропускании аммиака через трубку с накалённым оксидом меди(II) образуется медь. Напишите уравнение этой реакции, укажите окислитель и восстановитель. Покажите переход электронов.

3.Поясните, какие химические свойства аммиака используют при получении продуктов, указанных на рисунке 21.

1.Аммиак не вступает в химическую реакцию

Я умею составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства аммиака.

86

Получение аммиака и изучение его свойств

"Вспомните правила техники безопасности при работе в химическом кабинете

1. Получение аммиака и растворение его в воде

1)В фарфоровой ступке хорошо перемешайте приблизительно равные

объёмы кристаллического хлорида аммония NH4Cl и порошка гидроксида кальция Са(ОН)2 (опыт удаётся лучше, если известь слегка влажная). Приготовленную смесь насыпьте в пробирку на 1/3 её объёма. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опущен в другую сухую пробирку, закреплённую в штативе открытым концом вниз (рис. 22). Нагрейте смесь в пробирке.

2)Как только почувствуете острый запах (нюхать осторожно!), пробирку с газом, не переворачивая, закройте пробкой, погрузите её в сосуд

сводой и откройте пробку.

3)После заполнения пробирки водой закройте её отверстие пробкой и выньте пробирку из воды. Половину полученного раствора перелейте в другую пробирку. В одну пробирку поместите красную лакмусовую бумагу. В другую пробирку добавьте несколько капель раствора фенол-

Рис. 22. Получение аммиака

87

аможно лишь приближать к ней?

4.Отчёт о работе оформите в виде таблицы (см. § 16).

Яумею получать аммиак и растворять его в воде.

88

"Повторите общие свойства солей.

"Какие соли называют кислыми?

СОЛИ АММОНИЯ — это сложные вещества, в состав которых входят ионы аммония NH+4, соединённые с кислотными остатками.

Примеры средних и кислых солей аммония:

+1 –1 +1 –2 +1 –2

Физические свойства. Все соли аммония — твёрдые кристаллические вещества и, подобно солям щелочных металлов, хорошо раствори-

мы в воде.

Химические свойства солей аммония приведены в таблице 15.

89