Azot nedir? Kütle azot. nitrojen molekülü

15. grup [Va] Periyodik Tablosunun olmayan metalik element - azot atomu 2, bir molekül oluşturmak üzere bir araya - dünya atmosferinin büyük bir kısmını oluşturan renksiz, kokusuz ve tatsız gaz olan ve tüm canlı bir parçasıdır.

keşif Tarihçesi

Nitrojen gazı yaklaşık 4/5 dünya atmosferinin olduğunu. Erken Hava Research izole edilmiştir. 1772 yılında, İsveç Himik Karl Wilhelm Scheele böyle bir azot olduğunu göstermek için. Ona göre, hava o "ateş havası" denilen biri iki gazlardan oluşan bir karışım olması ve bu yanma desteklemektir ve diğer - .. "Saf olmayan hava" o tüketilen ilk sonra kaldığından. Bu oksijen ve azot edildi. Aynı zamanda azot çevresinde ilk bulgularını yayınladı İskoç botanikçi Daniel Rutherford, yanı sıra İngiliz kimyager Henry Cavendish ve oksijen keşif Scheele önceliğine paylaşıldı İngiliz din adamı ve bilim adamı Dzhozefom Pristli, izole edilmiştir. Daha ileri çalışmalar, yeni gaz azot ilk Lavoisier kimyasal elementlerin atfedilen 1790 Fransız kimyager Chaptal tarafından ( "doğum güherçileyi vermek") uygun olarak, bir azot seçildi _(KNO3) nitrat veya potasyum nitrat parçasıdır _ve olduğunu göstermiştir XVIII yüzyılda popüler - yanma oksijen rolü kimin açıklama phlogiston teorisini çürüttü. yanlış anlama yanma. hayat (Yunanca ζωή) desteklemek için bu kimyasal elementin yetersizlik Lavoisier azot gazı adında nedeni oldu.

çıkması ve yayılması

Azot nedir? Kimyasal elementlerin bolluğu göre, o altıncı sırada yer aldı. hacimsel olarak ağırlık ve 78,09% tarafından 75,51% ile Dünya atmosferi elemanının oluşur ve sanayi için önemli bir kaynaktır. Atmosfer de küçük bir amonyak ve amonyum tuzları miktarının yanı sıra, azot oksitler ve şunları içerir nitrik asit, fırtına sırasında ve içten yanmalı motorlarda meydana. Ücretsiz azot meteorlarla, volkanik ve maden gaz ve bazı mineral kaynaklarından, güneş, yıldızlar ve bulutsular bulunur.

Azot aynı zamanda potasyum ve sodyum nitrat maden yatakları bulunan, ancak yeterli insan ihtiyaçlarını karşılamak için. Bu elemanda zengin bir başka malzeme mağaralarda bulunabilir martı gübresi olduğunu, nerede yarasalar bir sürü veya kuşların uğrak kuru yerlerde. Aynı zamanda, azot, amonyak ve amonyum tuzları şeklinde yağmur ve toprakta bulunan ve amonyum iyonları şeklinde deniz suyu _(NH4 ^+), nitrit (no ₂ ^-) ve nitrat (NO ₃ ^-). Ortalama protein gibi kompleks organik bileşiklerin yaklaşık% 16, bütün canlı organizmalarda bulunan olmasıdır. Silikon atomu başına 3 ila 7 atomu - yer kabuğunda doğal içerik boşluğunda 1000. Yaygınlık 0.3 parçadır.

XXI yüzyılın başında (amonyak gibi) azot büyük üretici ülkeler, Hindistan, Rusya, Amerika Birleşik Devletleri, Trinidad ve Tobago, Ukrayna idi.

Ticari üretim ve kullanım

azot sanayi üretimi sıvılaştırılmış hava fraksiyonel damıtma dayanır. Bu kaynama sıcaklığı şekilde ayrılan bir oksijen daha 13 ° C daha düşük -195,8 ° C, eşittir. Azot da karbon veya hidrokarbonlar havada ve artık azottan elde edilen karbon dioksit ve su ayrılması yanması ile büyük ölçekte üretilebilir. Küçük bir skala üzerinde saf azot baryum azid Ba ısıtılması _{(N3) 2} ile _üretilir. Laboratuar Reaksiyon amonyum nitrit ihtiva eden bir çözelti ısıtmak ve _(NH4 NO _2), sulu bir bromin çözeltisi ile ya da ısıtıldı amonyak oksidasyonu bakır oksit :

• _NH4 ⁺ _NO2 ^- → _N2 + 2H ₂ O
• 8NH ₃ + 3Br _{2N 2} + 6NH ₄ ⁺ 6BR → ^-.
• 2NH ₃ + 3CuO → _N2 + 3H ₂ O + 3Cu.

Element azot, oksijen ve nemin hariç tutulması gerektiren tepkimeler için, inert bir atmosfer olarak kullanılabilir. kullanılan sıvı azottur. Hidrojen, metan, karbon monoksit, oksijen, florin, ve - bir azot kaynama noktası zaman katı kristal halde değil, sadece madde.

Kimya endüstrisinde, bu kimyasal element, oksidasyon ya da başka bir bozulmayı önlemek için bir atıl seyreltici olarak, bir reaktif gaz, ısı veya kimyasal maddeler, aynı zamanda, bir yangın veya patlama önleyici kaldırmak için kullanılır. Gıda endüstrisinde, azot gazı bozulmasını önlemek için kullanılır ve sıvı - dondurarak kurutma ve soğutma sistemleri için. Elektrik sanayi gaz oksidasyon ve diğer kimyasal reaksiyonlara engel olarak, kablo kılıfı basınçlandıran ve motorları korur. metalürji olarak, azot oksidasyonu, karbonlama ve dekarbürizasyonunu önlenmesi, kaynak ve pirinç olarak kullanılır. gözenekli kauçuk, plastik ve elastomerlerin üretiminde kullanılan inaktif gaz olarak, aerosol kutuları bir sevk maddesi olarak hizmet eder ve aynı zamanda, sıvı yakıt jeti bir basınç meydana getirir. Tıpta, sıvı azot ile hızlı dondurma kan, kemik iliği, doku, bakteri ve sperm depolamak için kullanılır. O kriyojenik araştırmalarda uygulama alanı bulmuştur.

bağlantıları

nitrojen çoğu kimyasal bileşiklerin üretiminde kullanılan. elemanın atomları arasındaki üçlü bağı (226 moleküler hidrojenin göre iki kez daha molü kcal) çok güçlü, bu azot molekülü pek başka bileşikler girmektedir olup.

Ana sanayi yöntem sabitleme elemanı olan bağımlılığı azaltmak için Dünya Savaşı, Almanya'nın sırasında geliştirilen amonyak sentezi için Haber-Bosch süreçtir Şili nitrat. gibi keskin bir tahriş edici kokusu ile renksiz bir gaz - - Bu _NH3 doğrudan sentezini kapsamaktadır doğrudan elementlerinden.

Amonyağın büyük bir kısmı nitrik asit _{(HNO3) ve} nitrat dönüştürülür - tuzları ve nitrik asit, soda külü esterleri _{(Na2 CO3),} hidrazin _{(N2 H4)} - bir sevk maddesi olarak kullanıldığı renksiz sıvı ve bir çok endüstriyel olarak süreçler.

Nitrik asit elemanının diğer önemli ticari kimyasal bileşiktir. Renksiz, yüksek derecede aşındırıcı sıvı gübreler, boyalar, uyuşturucu ve patlayıcı üretiminde kullanılır. Amonyum nitrat _(NH4 NO ₃₎ -, amonyak ve nitrik asit tuzu - en yaygın azotlu gübre bileşenidir.

Oksijen artı azot

Cı-oksijen, azot oksitler, r., H., azotlu oksit _(N2 O) bir dizi oluşturur, burada bu +1 oksit (NO) (+2), karbon dioksit valans değerine eşittir (NO ₂₎ (4). Azot oksitlerin çoğu son derece kırılgandır; onlar atmosferde kirliliğinin başlıca kaynaklarıdır. Ayrıca gülme gazı olarak da bilinen, azotlu oksit, bazen bir anestezik olarak kullanılır. Solunum yoluyla alındığında, hafif histeri neden olur. Nitrik oksit kahverengi dioksit ara ürünü oluşturmak üzere oksijen ile hızlı bir şekilde reaksiyona Nitrik asit üretim ve kimyasal işlemler ve itici gaz içinde güçlü bir oksidan.

Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda bir azot bileşiği ile metal ile oluşturulan bir nitrür ilave edilmektedir. bor, titan, zirkonyum ve tantalum nitrürler özel uygulamaya sahiptir. bor nitrür (BN) bir kristal biçimi, örneğin, sertlik elmas aşağı değildir ve kötü bu nedenle yüksek aşındırıcı kullanılan oksitlenen.

İnorganik siyanürler CN grubu içeren ^-. Hidrojen siyanür ya da hidrosiyanik asit HCN, fümigasyon için kullanılan çok uçucu ve çok zehirli bir gaz, diğer endüstriyel işlemlerde cevher konsantrasyonudur. Siyanojen (CN) _2, bir kimyasal ara madde ve için fümigasyon olarak kullanılır.

Azidler üç nitrojen atomu _-N3 bir grubunu içeren _{bileşiklerdir.} Bunların çoğu kararsız ve şoklara karşı çok duyarlıdır. kurşun azit gibi bazıları, Pb _{(N3) 2,} kapsül ve primerler kullanılır. Azitler, halojen gibi, hali hazırda bir bileşik birden fazla oluşturmak üzere diğer maddeler ile etkileşime girer.

Azot organik bileşiklerin birkaç bin bir parçasıdır. Bunların çoğu, amonyak, hidrojen siyanür, siyanojen, nitro ya da nitrik asit elde edilir. Aminler, amino asitler, amitler, örneğin, amonyaktan elde edilen ya da bir yakından ilişkili. Nitrogliserin ve nitroselüloz - nitrik esterleri. Nitrit nitröz asit (HNO _{2) hazırlandı.} Pürin ve alkaloidler nitrojen, bir ya da daha fazla karbon atomunun yerini alır ki heterosiklik bileşiklerdir.

Özellikleri ve reaksiyonları

Azot nedir? Bu -195,8 ° C, renksiz, düşük viskoziteli sıvının yoğunlaşır, renksiz, kokusuz bir gazdır. Eleman şeklinde temsil edilen _N2 moleküller formunda var N ::: N:, ki burada (mol başına 256 kilokalori) sadece karbon monoksit ikinci molü başına 226 Kcal eşit bağ enerjisi,. Bu nedenle, moleküler nitrojen aktivasyon enerjisi çok yüksek, yani, normal koşullarda eleman nispeten atıldır. Aynı zamanda, son derece stabil bir azot bir molekülün çok sayıda azot bileşiklerinin termodinamik dengesizlik, katkıda bulunan bağlantı bile yeterince güçlü, fakat eğer aşağı ilişkiler moleküler azot içinde.

Nispeten yakın ve beklenmedik bir şekilde keşfedilmiştir azot molekülleri yeteneği kompleks bileşikleri için ligand görevi görür. rutenyum komplekslerinin bazı çözümler atmosferik azotu emebilir gözlem, yakında bu maddeyi düzeltmek için daha kolay ve daha iyi bir yol bulunabilir ne yol açtı.

Aktif azot, yüksek voltajlı elektrik deşarjı yoluyla düşük basınçlı gazı geçirilerek elde edilebilir. Ürün sarı renkte ve çok daha kolayca molekül, atom, hidrojen, kükürt, fosfor ve çeşitli metaller daha reaksiyona girer ve aynı zamanda, _N2 ve _O2 NO ayrıştırma özelliğine _sahiptir.

ne azot daha net anlaşılması yüzünden formu 1s 2s ^{2 2 3} 2p sahip elektronik bir yapıya sahip olabilir. Beş dış elektron kabuğu biraz etkin çekirdek sorumlu sonuçlanan yükü ekran kovalent yarıçapın bölgesinde hissedilir. Azot atomları nispeten küçüktür ve karbon ve oksijen arasındaki bulunan bir yüksek elektronegatiflik sahiptir. E konfigürasyonu üç kovalent bağlar oluşturmak üzere sağlayan üç dış yarı-orbitalleri içerir. Bu nedenle, bir nitrojen atomu, diğer eleman büyük ölçüde önemli bir polarite bağlantıları veren farklı elektronegatiflik olduğu, özellikle de sabit bir ikili bileşiklerin diğer elementlerin en oluşturan, son derece yüksek bir reaktiviteye sahip olması gerekir. başka bir unsur koordinasyon bağları katılma paylaşılmamış elektron serbest bırakır kısmi negatif yük, azot atomuna bağlı düşük kutupsal elektronegatiflik zaman. Başka bir elemanı ile elektronegatif nitrojenin kısmi pozitif yükü esas molekülün verici özelliklerini kısıtlar zaman. nedeniyle nedeniyle elektronegatiflik düşük polariteli az bir başka unsur, çok sayıda iletişim tek hakim eşittir. Atomik boyut uyuşmazlığı, bir tekli bağ, nispeten zayıf olması muhtemeldir oluşturan birden çok bağların oluşumunu engeller ve varsa bağlantı kararsızdır.

analitik kimya

Genellikle, gaz karışımında nitrojen yüzdesi, kimyasal reaktifler diğer bileşenlerin emme sonra hacminin ölçülmesi ile tespit edilebilir. civa nitrat varlığında sülfirik asit ayrışma bir gaz olarak ölçülebilir nitrik oksit, serbest bırakır. Azot bir bakır oksit üzerinde yandığı zaman, organik bileşiklerden serbest bırakılır, ve serbest nitrojen diğer yanma ürünlerinin emildikten sonra bir gaz olarak ölçülebilir. (Gerekirse içeren cıva ya da oksit, hem de çeşitli tuzları) iyi bilinen bir Kjeldahl yöntemi organik bileşiklerde madde söz konusu olan içeriği, konsantre sülfürik asit ayrışma bir bileşik olup, tespit etmek. Bu nedenle, azot amonyum sülfata dönüştürülür. Geleneksel asit ile toplanmakta, sodyum hidroksit serbest bırakır amonyak, eklenmesi; reaksiyona girmemiş asit kalıntı miktarı, titrasyon ile tespit edilir.

Biyolojik ve fizyolojik önemi

canlı maddelerin azot rolü organik bileşiklerin fizyolojik aktivitesini teyit etmektedir. Birçok canlı organizma kendi bileşiklere erişimi olmalıdır bu kimyasal element kendisi kullanamaz. Bu nedenle, azot tespiti gereklidir. Doğada, bu iki temel işlemlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar. bu azot ve oksijen molekülleri ayırmak böylece bir serbest atomuna NO oluşturmak ve _NO2 sağlayan atmosfere elektrik enerjisi _etkisidir. Dioksit daha sonra su ile reaksiyona girmektedir: 3NO ₂ + _H2O NA + ₃ 2HNO →.

_HNO3 çözündürüldü ve zayıf likör şeklinde yağmur yeryüzüne gelir. Sonunda asit Nitrat ve nitratlar, oluşturmak için nötralize edilir birleştirilmiş toprak azot parçası haline gelir. ekili topraklarda N içeriği genellikle döllenme içeren nitrat ve amonyum tuzları ile geri kazanılır. hayvanlar ve bitkiler Spin ve ayrışma hava ve toprak içine, bir azot bileşiği verir.

Bir diğer önemli doğal sabitleme işlemi baklagiller hayati bir faaliyettir. bakterileri ile simbiyotik nedeniyle, bu kültürler kendi bileşikleri doğrudan atmosfer azot dönüştürme yeteneğine sahiptir. Böyle Azotobakter chroococcum ve Clostridium pasteurianum gibi bazı mikroorganizmalar, kendi N. düzeltmek edebiliyoruz

baskı altında nefes ve daha yüksek konsantrasyonlarda kan ve diğer vücut sıvıları içinde eritildi dışında, zararsız, inert olan gazın kendisi,. Bu ilaç etkisine neden olur ve basınç çok hızlı bir şekilde azaltıldığında, aşırı azot vücudun farklı konumlarda gaz kabarcıkları olarak salınır. Bu kas ve eklemlerde, bayılma, kısmi felç ve hatta ölümle ağrısına neden olabilir. Bu belirtiler dekompresyon hastalığı denir. Bu nedenle, bu tür durumlarda solumak zorunda olanlar kabarcıkların oluşumu olmadan akciğerler yoluyla dışarı fazla azot normal basınç azaltmak için çok yavaş olmalıdır. Daha iyi bir alternatif oksijen ve helyum hava alabilir bir karışımının kullanılmasıdır. Helyum vücut sıvılarında çok daha az çözünür olan, ve riski azalmaktadır.

izotoplar

Azot iki kararlı izotop formunda bulunur: ¹⁴ N (% 99.63) ve ¹⁵ N (% 0.37). Kimyasal değişim veya termal difüzyon ile ayrılabilirler. Yapay radyoaktif izotoplar şeklinde azot kütlesi 10-13 ve 16-24 aralığındadır. En kararlı yarılanma ömrü 10 dakikadır. İlk yapay olarak indüklenen nükleer dönüşüm 1919'da alfa parçacıklarıyla azot-14'ü bombardıman eden oksijen-17 çekirdeği ve protonu elde eden İngiliz fizikçi Ernest Rutherford tarafından yapıldı.

özellikleri

Son olarak azotun ana özelliklerini sıralayacağız:

• Atom numarası: 7.
• Atom ağırlığı azotu: 14.0067.
• Erime noktası: -209.86 ° C.
• Kaynama noktası: -195.8 ° C
• Yoğunluk (1 atm, 0 ° C): litre başına 1.2506 g nitrojen.
• Normal oksidasyon halleri -3, +3 ve +5'tir.
• Elektron konfigürasyonu: 1s ² 2s ² 2p ³ .