სწორად განთავსება ჟანგვის მდგომარეობები, თქვენ უნდა გახსოვდეთ ოთხი წესი.

1) ბ მარტივი საკითხინებისმიერი ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის 0. მაგალითები: Na 0, H 0 2, P 0 4.

2) უნდა გახსოვდეთ ის ელემენტები, რომლებიც დამახასიათებელია მუდმივი ჟანგვის მდგომარეობა. ყველა მათგანი ჩამოთვლილია ცხრილში.

3) ელემენტის უმაღლესი დაჟანგვის მდგომარეობა, როგორც წესი, ემთხვევა იმ ჯგუფის რაოდენობას, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს (მაგალითად, ფოსფორი არის V ჯგუფში, ფოსფორის ყველაზე მაღალი ს.დ. არის +5). მნიშვნელოვანი გამონაკლისები: F, O.

4) სხვა ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობის ძიება ეფუძნება მარტივი წესი:

ნეიტრალურ მოლეკულაში ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი არის ნული, ხოლო იონში - იონის მუხტი.

რამდენიმე მარტივი მაგალითი ჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად

მაგალითი 1. აუცილებელია ამიაკის ელემენტების ჟანგვის მდგომარეობების პოვნა (NH 3).

გამოსავალი. ჩვენ უკვე ვიცით (იხ. 2), რომ ხელოვნება. ᲙᲐᲠᲒᲘ. წყალბადი არის +1. რჩება აზოტის ამ მახასიათებლის პოვნა. მოდით x იყოს სასურველი დაჟანგვის მდგომარეობა. ჩვენ ვქმნით უმარტივეს განტოლებას: x + 3 (+1) = 0. ამონახსნი აშკარაა: x = -3. პასუხი: N -3 H 3 +1.

მაგალითი 2. მიუთითეთ ყველა ატომის დაჟანგვის მდგომარეობა H 2 SO 4 მოლეკულაში.

გამოსავალი. უკვე ცნობილია წყალბადისა და ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობები: H(+1) და O(-2). გოგირდის დაჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად ვქმნით განტოლებას: 2 (+1) + x + 4 (-2) = 0. ამ განტოლების ამოხსნით ვპოულობთ: x = +6. პასუხი: H +1 2 S +6 O -2 4.

მაგალითი 3. გამოთვალეთ ყველა ელემენტის დაჟანგვის მდგომარეობა Al(NO 3) 3 მოლეკულაში.

გამოსავალი. ალგორითმი უცვლელი რჩება. ალუმინის ნიტრატის „მოლეკულის“ შემადგენლობაში შედის Al-ის ერთი ატომი (+3), ჟანგბადის 9 ატომი (-2) და 3 აზოტის ატომები, რომელთა ჟანგვის მდგომარეობა უნდა გამოვთვალოთ. შესაბამისი განტოლებაა: 1 (+3) + 3x + 9 (-2) = 0. პასუხი: Al +3 (N +5 O -2 3) 3.

მაგალითი 4. განსაზღვრეთ ყველა ატომის ჟანგვის მდგომარეობა (AsO 4) 3- იონში.

გამოსავალი. ამ შემთხვევაში ჟანგვის მდგომარეობების ჯამი აღარ იქნება ნულის ტოლი, არამედ იონის მუხტის, ანუ -3. განტოლება: x + 4 (-2) = -3. პასუხი: როგორც(+5), ო(-2).

რა უნდა გააკეთოს, თუ ორი ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა უცნობია

შესაძლებელია თუ არა ერთდროულად რამდენიმე ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობის დადგენა მსგავსი განტოლების გამოყენებით? თუ გავითვალისწინებთ ამ ამოცანასმათემატიკური თვალსაზრისით, პასუხი არის არა. წრფივი განტოლებაორი ცვლადით არ შეიძლება ჰქონდეს უნიკალური გადაწყვეტა. მაგრამ ჩვენ ვხსნით არა მხოლოდ განტოლებას!

მაგალითი 5. განსაზღვრეთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა (NH 4) 2 SO 4-ში.

გამოსავალი. ცნობილია წყალბადისა და ჟანგბადის დაჟანგვის მდგომარეობა, მაგრამ გოგირდისა და აზოტის არა. ორი უცნობი პრობლემის კლასიკური მაგალითი! ჩვენ განვიხილავთ ამონიუმის სულფატს არა როგორც ერთ „მოლეკულას“, არამედ როგორც ორი იონის კომბინაციას: NH 4 + და SO 4 2-. ჩვენთვის ცნობილია იონების მუხტები; წინა ამოცანების გადაჭრისას მიღებული გამოცდილების გამოყენებით, ადვილად შეგვიძლია ვიპოვოთ აზოტისა და გოგირდის ჟანგვის მდგომარეობები. პასუხი: (N -3 H 4 +1) 2 S +6 O 4 -2.

დასკვნა: თუ მოლეკულა შეიცავს რამდენიმე ატომს უცნობი ჟანგვის მდგომარეობით, შეეცადეთ მოლეკულა "გაყოთ" რამდენიმე ნაწილად.

როგორ მოვაწყოთ ჟანგვის მდგომარეობები ორგანულ ნაერთებში

მაგალითი 6. მიუთითეთ ყველა ელემენტის ჟანგვის მდგომარეობა CH 3 CH 2 OH.

გამოსავალი. ჟანგვის მდგომარეობების პოვნა ორგანული ნაერთებიაქვს თავისი სპეციფიკა. კერძოდ, საჭიროა ცალ-ცალკე ვიპოვოთ ჟანგვის მდგომარეობები თითოეული ნახშირბადის ატომისთვის. შეგიძლიათ მსჯელობა შემდეგნაირად. განვიხილოთ, მაგალითად, ნახშირბადის ატომი მეთილის ჯგუფში. ეს C ატომი დაკავშირებულია 3 წყალბადის ატომთან და მეზობელ ნახშირბადის ატომთან. ავტორი S-N კავშირებიელექტრონის სიმკვრივე გადადის ნახშირბადის ატომისკენ (რადგან C-ის ელექტრონეგატიურობა აღემატება წყალბადის EO-ს). თუ ეს გადაადგილება სრული იქნებოდა, ნახშირბადის ატომი შეიძენს მუხტს -3.

C ატომი -CH 2 OH ჯგუფში არის დაკავშირებული ორ წყალბადის ატომთან (ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა C-მდე), ერთ ჟანგბადის ატომთან (ელექტრონის სიმკვრივის ცვლა O-მდე) და ერთ ნახშირბადის ატომთან (შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ცვლა ელექტრონის სიმკვრივეში ამ შემთხვევაში არ ხდება). ნახშირბადის ჟანგვის მდგომარეობაა -2 +1 +0 = -1.

პასუხი: C -3 H +1 3 C -1 H +1 2 O -2 H +1.

არ აურიოთ ცნებები "ვალენტობა" და "დაჟანგვის მდგომარეობა"!

ოქსიდაციის რიცხვს ხშირად ურევენ ვალენტურობას. არ დაუშვათ ეს შეცდომა. მე ჩამოვთვლი მთავარ განსხვავებებს:

• ჟანგვის მდგომარეობას აქვს ნიშანი (+ ან -), ვალენტობა არა;
• ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება იყოს ნულოვანიც კი, ნულოვანი ტოლფასი ვალენტობის შემთხვევაში, როგორც წესი, მოცემული ელემენტის ატომი არ არის დაკავშირებული სხვა ატომებთან (ჩვენ არ განვიხილავთ რაიმე სახის ინკლუზიურ ნაერთებს და სხვა „ეგზოტიკებს“; აქ);
• ჟანგვის მდგომარეობა - ფორმალური კონცეფცია, რომელიც რეალურ მნიშვნელობას იძენს მხოლოდ იონური ბმების მქონე ნაერთებში, პირიქით, "ვალენტობის" ცნება ყველაზე მოხერხებულად გამოიყენება კოვალენტურ ნაერთებთან მიმართებაში.

ჟანგვის მდგომარეობა (უფრო ზუსტად, მისი მოდული) ხშირად რიცხობრივად უდრის ვალენტობას, მაგრამ უფრო ხშირად ეს მნიშვნელობები არ ემთხვევა. მაგალითად, CO 2-ში ნახშირბადის დაჟანგვის მდგომარეობა არის +4; C-ის ვალენტობაც IV-ის ტოლია. მაგრამ მეთანოლში (CH 3 OH) ნახშირბადის ვალენტობა იგივე რჩება და C-ის დაჟანგვის მდგომარეობა -1-ის ტოლია.

მოკლე ტესტი თემაზე "ჟანგვის მდგომარეობა"

დაუთმეთ რამდენიმე წუთი ამ თემის გაგებას. თქვენ უნდა უპასუხოთ ხუთ მარტივ კითხვას. Წარმატებები!

არსებობს ქიმიური ელემენტები, რომლებიც ავლენენ სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობას, რაც მათ დროს წარმოქმნის საშუალებას იძლევა ქიმიური რეაქციები დიდი რიცხვიგარკვეული თვისებების მქონე ნაერთები. ატომის ელექტრონული სტრუქტურის ცოდნა, ჩვენ შეგვიძლია გამოვიცნოთ რა ნივთიერებები წარმოიქმნება.

აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა შეიძლება განსხვავდებოდეს -3-დან +5-მდე, რაც მიუთითებს მასზე დაფუძნებული ნაერთების მრავალფეროვნებაზე.

ელემენტის მახასიათებლები

აზოტი მიეკუთვნება ქიმიურ ელემენტებს, რომლებიც მდებარეობს მე-15 ჯგუფში, მეორე პერიოდში პერიოდული ცხრილიმენდელეევი დ.ი სერიული ნომერი 7 და შემოკლებული ასო აღნიშვნა N.B ნორმალური პირობებიშედარებით ინერტული ელემენტია, სპეციალური პირობებია საჭირო რეაქციების წარმოსაჩენად.

ბუნებაში გვხვდება, როგორც დიატომიური უფერო აირი ატმოსფერული ჰაერითან მოცულობითი ფრაქცია 75%-ზე მეტი. შეიცავს ცილის მოლეკულებს, ნუკლეინის მჟავებს და არაორგანული წარმოშობის აზოტის შემცველ ნივთიერებებს.

ატომური სტრუქტურა

ნაერთებში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობის დასადგენად აუცილებელია მისი ბირთვული სტრუქტურის ცოდნა და ელექტრონული გარსების შესწავლა.

ბუნებრივი ელემენტი წარმოდგენილია ორი სტაბილური იზოტოპით, მათი მასის ნომრით 14 ან 15. პირველი ბირთვი შეიცავს 7 ნეიტრონს და 7 პროტონის ნაწილაკს, ხოლო მეორე შეიცავს კიდევ 1 ნეიტრონის ნაწილაკს.

არსებობს ხელოვნური ჯიშებიმისი ატომები 12-13 და 16-17 მასებით, არასტაბილური ბირთვებით.

ატომური აზოტის ელექტრონული სტრუქტურის შესწავლისას ცხადია, რომ არსებობს ორი ელექტრონული გარსი (შიდა და გარე). 1s ორბიტალი შეიცავს ელექტრონების ერთ წყვილს.

მეორე გარე გარსზე არის მხოლოდ ხუთი უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკი: ორი 2s-ქვედონეზე და სამი 2p-ორბიტალში. ვალენტური ენერგიის დონეს არ აქვს თავისუფალი უჯრედები, რაც მიუთითებს მისი ელექტრონული წყვილის გამოყოფის შეუძლებლობაზე. 2p ორბიტალი ითვლება მხოლოდ ნახევრად სავსე ელექტრონებით, რაც იძლევა 3 უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების დამატების საშუალებას. ამ შემთხვევაში აზოტის ჟანგვის მდგომარეობაა -3.

ორბიტალების სტრუქტურის გათვალისწინებით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ეს ელემენტი 4 საკოორდინაციო ნომრით არის მაქსიმალურად დაკავშირებული მხოლოდ ოთხ სხვა ატომთან. სამი ბმის ფორმირებისთვის გამოიყენება გაცვლის მექანიზმი, მეორე კი ფორმირდება pre-nor-no-accept-tor მეთოდით.

აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა სხვადასხვა ნაერთებში

უარყოფითი ნაწილაკების მაქსიმალური რაოდენობა, რომელსაც მის ატომს შეუძლია მიამაგროს არის 3. ამ შემთხვევაში, მისი დაჟანგვის მდგომარეობა ტოლია -3-ის, თანდაყოლილი ნაერთებისთვის, როგორიცაა NH 3 ან ამიაკი, NH 4 + ან ამონიუმი და Me 3 N 2 ნიტრიდები. ეს უკანასკნელი ნივთიერებები წარმოიქმნება ტემპერატურის მატებასთან ერთად აზოტის მეტალის ატომებთან ურთიერთქმედებით.

უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების ყველაზე დიდი რაოდენობა, რომელიც ელემენტს შეუძლია გამოსცეს, უდრის 5-ს.

აზოტის ორ ატომს შეუძლია გაერთიანდეს ერთმანეთთან და შექმნან სტაბილური ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით -2. ასეთი ბმა შეინიშნება N 2 H 4 ან ჰიდრაზინებში, სხვადასხვა ლითონის აზიდებში ან MeN 3-ში. აზოტის ატომი ვაკანტურ ორბიტალებს ამატებს 2 ელექტრონს.

არსებობს -1 ჟანგვის მდგომარეობა, როდესაც მოცემული ელემენტი იღებს მხოლოდ 1 უარყოფით ნაწილაკს. მაგალითად, NH 2 OH ან ჰიდროქსილამინში ის უარყოფითად არის დამუხტული.

არსებობს აზოტის ჟანგვის მდგომარეობის დადებითი ნიშნები, როდესაც ელექტრონის ნაწილაკები აღებულია გარე ენერგეტიკული შრედან. ისინი მერყეობს +1-დან +5-მდე.

მუხტი 1+ იმყოფება აზოტზე N 2 O (მონოვალენტური ოქსიდი) და ნატრიუმის ჰიპონიტრიტში Na 2 N 2 O 2 ფორმულით.

NO-ში (ორვალენტიანი ოქსიდი) ელემენტი თმობს ორ ელექტრონს და ხდება დადებითად დამუხტული (+2).

არსებობს აზოტის 3-ის დაჟანგვის მდგომარეობა (ნაერთში NaNO 2 ან ნიტრიდში და ასევე სამვალენტიან ოქსიდში). ამ შემთხვევაში 3 ელექტრონი იყოფა.

მუხტი +4 ჩნდება ოქსიდში IV ვალენტობით ან მისი დიმერით (N 2 O 4).

ჟანგვის მდგომარეობის დადებითი ნიშანი (+5) ჩნდება N 2 O 5-ში ან ხუთვალენტიან ოქსიდში, აზოტის მჟავასა და მის წარმოებულ მარილებში.

აზოტისა და წყალბადის ნაერთები

ზემოთ მოცემულ ორ ელემენტზე დაფუძნებული ბუნებრივი ნივთიერებები ორგანულ ნახშირწყალბადებს წააგავს. მხოლოდ წყალბადის ნიტრატები კარგავენ სტაბილურობას ატომური აზოტის რაოდენობის გაზრდით.

წყალბადის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაერთები მოიცავს ამიაკის, ჰიდრაზინის და ჰიდრონიტრიუმის მჟავას მოლეკულებს. ისინი მიიღება წყალბადის აზოტთან ურთიერთქმედებით და ეს უკანასკნელი ნივთიერება ასევე შეიცავს ჟანგბადს.

რა არის ამიაკი

მას ასევე უწოდებენ წყალბადის ნიტრიდს და მის ქიმიური ფორმულააღინიშნება როგორც NH 3 მასით 17. პირობებში ნორმალური ტემპერატურადა წნევა, ამიაკს აქვს უფერო გაზის ფორმა ამიაკის მძაფრი სუნით. ის ჰაერზე 2-ჯერ ნაკლები სიმკვრივისაა და ადვილად იხსნება წყლის გარემომისი მოლეკულის პოლარული სტრუქტურის გამო. ეხება დაბალი საფრთხის შემცველ ნივთიერებებს.

სამრეწველო რაოდენობით, ამიაკი იწარმოება წყალბადისა და აზოტის მოლეკულებისგან კატალიზური სინთეზის გამოყენებით. არსებობს ამონიუმის მარილების და ნატრიუმის ნიტრიტის წარმოების ლაბორატორიული მეთოდები.

ამიაკის სტრუქტურა

პირამიდული მოლეკულა შეიცავს ერთ აზოტს და 3 წყალბადის ატომს. ისინი განლაგებულია ერთმანეთთან მიმართებაში 107 გრადუსიანი კუთხით. ტეტრაედრის ფორმის მოლეკულაში აზოტი მდებარეობს ცენტრში. სამი დაუწყვილებელი p-ელექტრონის გამო, იგი დაკავშირებულია კოვალენტური ბუნების პოლარული ბმებით 3 ატომურ წყალბადთან, რომელთაგან თითოეულს აქვს 1 s-ელექტრონი. ასე იქმნება ამიაკის მოლეკულა. ამ შემთხვევაში, აზოტი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას -3.

ამ ელემენტს ჯერ კიდევ აქვს ელექტრონების გაუზიარებელი წყვილი გარე დონეზე, რაც ქმნის კოვალენტურ კავშირს წყალბადის იონთან, რომელსაც აქვს დადებითი მუხტი. ერთი ელემენტი არის უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების დონორი, ხოლო მეორე არის მიმღები. ასე წარმოიქმნება ამონიუმის იონი NH 4 +.

რა არის ამონიუმი

იგი კლასიფიცირდება როგორც დადებითად დამუხტული პოლიატომური იონი ან კატიონი ქიმიკატები, რომელიც ვერ იარსებებს მოლეკულის სახით. იგი შედგება ამიაკისა და წყალბადისგან.

დადებითი მუხტის მქონე ამონიუმი უარყოფითი ნიშნის მქონე სხვადასხვა ანიონის არსებობისას შეუძლია შექმნას ამონიუმის მარილები, რომლებშიც ისინი იქცევიან როგორც ლითონები I ვალენტობით. მისი მონაწილეობით სინთეზირდება ამონიუმის ნაერთებიც.

ბევრი ამონიუმის მარილი არსებობს კრისტალური, უფერო ნივთიერებების სახით, რომლებიც ადვილად ხსნადია წყალში. თუ NH 4 + იონის ნაერთები წარმოიქმნება აქროლადი მჟავებით, მაშინ გათბობის პირობებში ისინი იშლება აირისებრი ნივთიერებების გამოყოფით. მათი შემდგომი გაგრილება იწვევს შექცევად პროცესს.

ასეთი მარილების სტაბილურობა დამოკიდებულია მჟავების სიძლიერეზე, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება. სტაბილური ამონიუმის ნაერთები შეესაბამება ძლიერ მჟავის ნარჩენი. მაგალითად, სტაბილური ამონიუმის ქლორიდი იწარმოება ჰიდროქლორინის მჟავისგან. 25 გრადუსამდე ტემპერატურაზე, ასეთი მარილი არ იშლება, რაც არ შეიძლება ითქვას ამონიუმის კარბონატზე. ამ უკანასკნელ ნაერთს ხშირად იყენებენ კულინარიაში ცომის მოსამზადებლად, რომელიც ანაცვლებს საცხობი სოდას.

კონდიტერები უბრალოდ ამონიუმის კარბონატს ამონიუმს უწოდებენ. ამ მარილს ლუდის მწარმოებლები იყენებენ ლუდის საფუარის დუღილის გასაუმჯობესებლად.

ამონიუმის იონების გამოვლენის თვისებრივი რეაქცია არის ტუტე ლითონის ჰიდროქსიდების მოქმედება მის ნაერთებზე. NH 4 + თანდასწრებით, ამიაკი გამოიყოფა.

ამონიუმის ქიმიური სტრუქტურა

მისი იონური კონფიგურაცია ჰგავს რეგულარული ტეტრაედონი, რომლის ცენტრში არის აზოტი. წყალბადის ატომები განლაგებულია ფიგურის წვეროებზე. ამონიუმში აზოტის ჟანგვის მდგომარეობის გამოსათვლელად, თქვენ უნდა გახსოვდეთ, რომ კატიონის მთლიანი მუხტი არის +1, ხოლო წყალბადის თითოეულ იონს აკლია ერთი ელექტრონი და მათგან მხოლოდ 4 არის წყალბადის მთლიანი პოტენციალი. თუ წყალბადის ყველა იონის მუხტს გამოვაკლებთ კატიონის მუხტს მივიღებთ: +1 - (+4) = -3. ეს ნიშნავს, რომ აზოტს აქვს ჟანგვის მდგომარეობა -3. ამ შემთხვევაში, ის ამატებს სამ ელექტრონს.

რა არის ნიტრიდები

აზოტს შეუძლია გაერთიანდეს მეტალის და არამეტალის ბუნების უფრო ელექტროდადებით ატომებთან. შედეგად წარმოიქმნება ჰიდრიდების და კარბიდების მსგავსი ნაერთები. ასეთ აზოტის შემცველ ნივთიერებებს ნიტრიდები ეწოდება. მეტალსა და აზოტის ატომინაერთებში განასხვავებენ კოვალენტურ, იონურ და შუალედურ ბმებს. სწორედ ეს მახასიათებელი უდევს საფუძვლად მათ კლასიფიკაციას.

კოვალენტური ნიტრიდები მოიცავს ნაერთებს, რომლებშიც ქიმიური ბმები არ გადასცემენ ელექტრონებს ატომური აზოტიდან, მაგრამ ქმნიან საერთო ელექტრონულ ღრუბელს სხვა ატომების უარყოფითად დამუხტულ ნაწილაკებთან ერთად.

ასეთი ნივთიერებების მაგალითებია წყალბადის ნიტრიდები, როგორიცაა ამიაკის და ჰიდრაზინის მოლეკულები, ასევე აზოტის ჰალოიდები, რომლებიც მოიცავს ტრიქლორიდებს, ტრიბრომიდებს და ტრიფტორიდებს. მათი საერთო ელექტრონული წყვილი თანაბრად ეკუთვნის ორ ატომს.

იონური ნიტრიდები მოიცავს ნაერთებს ქიმიური ბმა, წარმოიქმნება ელექტრონების გადასვლის შედეგად ლითონის ელემენტიდან აზოტის თავისუფალ დონეზე. ასეთი ნივთიერებების მოლეკულები ავლენენ პოლარობას. ნიტრიდებს აქვთ აზოტის ჟანგვის მდგომარეობა 3-. შესაბამისად, ლითონის ჯამური დამუხტვა იქნება 3+.

ასეთ ნაერთებს მიეკუთვნება მაგნიუმის, ლითიუმის, თუთიის ან სპილენძის ნიტრიდები, გარდა ტუტე ლითონებისა. მათ აქვთ მაღალი დნობის წერტილი.

შუალედური ბმის მქონე ნიტრიდები მოიცავს ნივთიერებებს, რომლებშიც ლითონისა და აზოტის ატომები თანაბრად არის განაწილებული და არ არის აშკარად გადაადგილებული ელექტრონული ღრუბელი. ასეთ ინერტულ ნაერთებს მიეკუთვნება რკინის, მოლიბდენის, მანგანუმის და ვოლფრამის ნიტრიდები.

სამვალენტიანი აზოტის ოქსიდის აღწერა

მას ასევე უწოდებენ აზოტის მჟავისგან მიღებულ ანჰიდრიდს HNO 2 ფორმულით. ტრიოქსიდში აზოტის (3+) და ჟანგბადის (2-) დაჟანგვის მდგომარეობების გათვალისწინებით, ელემენტის ატომების თანაფარდობა არის 2-დან 3-მდე ან N 2 O 3.

ანჰიდრიდის თხევადი და აირისებრი ფორმები ძალიან არასტაბილური ნაერთებია, ისინი ადვილად იშლება ორ განსხვავებულ ოქსიდად IV და II ვალენტობით.

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით –3.აზოტის ნაერთები -3 ჟანგვის მდგომარეობაში წარმოდგენილია ამიაკის და ლითონის ნიტრიდებით.

ამიაკი- NH 3 არის უფერო გაზი დამახასიათებელი მძაფრი სუნით. ამიაკის მოლეკულას აქვს ტრიგონალური პირამიდის გეომეტრია, მწვერვალზე აზოტის ატომით. აზოტის ატომური ორბიტალებია sp 3- ჰიბრიდული მდგომარეობა. სამი ორბიტალი მონაწილეობს აზოტ-წყალბადის ბმების ფორმირებაში, ხოლო მეოთხე ორბიტალი შეიცავს მარტოხელა ელექტრონულ წყვილს, მოლეკულას აქვს პირამიდული ფორმა. ელექტრონების მარტოხელა წყვილის მომგერიებელი მოქმედება იწვევს კავშირის კუთხის შემცირებას მოსალოდნელი 109,5°-დან 107,3°-მდე.

-33,4 °C ტემპერატურაზე ამიაკი კონდენსირდება, წარმოქმნის სითხეს აორთქლების ძალიან მაღალი სიცხით, რაც შესაძლებელს ხდის მის გამოყენებას როგორც გამაგრილებელს სამრეწველო სამაცივრო ბლოკებში.

აზოტის ატომზე მარტოხელა ელექტრონული წყვილის არსებობა საშუალებას აძლევს მას შექმნას სხვა კოვალენტური ბმა დონორ-მიმღები მექანიზმის მეშვეობით. ამგვარად, მჟავე გარემოწარმოიქმნება მოლეკულური ამონიუმის კატიონი - NH 4 +. მეოთხე კოვალენტური ბმის წარმოქმნა იწვევს კავშირის კუთხეების გასწორებას (109,5°) წყალბადის ატომების ერთგვაროვანი მოგერიების გამო.

თხევადი ამიაკი არის კარგი თვითიონიზირებელი გამხსნელი:

2NH 3 NH 4 + + NH 2 -

ამიდური ანიონი

მასში იხსნება ტუტე და დედამიწის ტუტე ლითონები და წარმოქმნიან ფერად გამტარ ხსნარებს. კატალიზატორის (FeCl 3) თანდასწრებით, გახსნილი ლითონი რეაგირებს ამიაკთან წყალბადის გასათავისუფლებლად და წარმოქმნის ამიდს, მაგალითად:

2Na + 2NH 3 = 2NaNH 2 + H 2

ნატრიუმის ამიდი

ამიაკი ძალიან ხსნადია წყალში (20 °C ტემპერატურაზე დაახლოებით 700 ტომი ამიაკი იხსნება ერთ მოცულობის წყალში). წყალხსნარებში ავლენს სუსტი ფუძის თვისებებს.

NH 3 + H 2 O ® NH 3 × H 2 O NH 4 + + OH -

= 1,85·10 -5

ჟანგბადის ატმოსფეროში, ამიაკი იწვის აზოტის წარმოქმნით პლატინის კატალიზატორზე, ამიაკი იჟანგება აზოტის ოქსიდში (II):

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O; 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

როგორც ბაზა, ამიაკი რეაგირებს მჟავებთან ამონიუმის კათიონის მარილების წარმოქმნით, მაგალითად:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

ამონიუმის მარილები წყალში ძალიან ხსნადია და ოდნავ ჰიდროლიზდება. კრისტალურ მდგომარეობაში ისინი თერმულად არასტაბილურია. თერმოლიზის პროდუქტების შემადგენლობა დამოკიდებულია მარილის წარმომქმნელი მჟავის თვისებებზე:

NH 4 Cl ® NH 3 + HCl; (NH 4) 2 SO 4 ® NH 3 + (NH 4) HSO 4

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 ® N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

როდესაც ამონიუმის მარილების წყალხსნარები გაცხელებისას ექვემდებარება ტუტეებს, გამოიყოფა ამიაკი, რაც შესაძლებელს ხდის გამოყენებას ეს რეაქციაროგორც ამონიუმის მარილებზე დაფუძნებული ხარისხიანი პროდუქტი და როგორც ამიაკის მიღების ლაბორატორიული მეთოდი.

NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O

ინდუსტრიაში ამიაკი იწარმოება პირდაპირი სინთეზით.

N 2 + 3H 2 2NH 3

ვინაიდან რეაქცია ძალზე შექცევადია, სინთეზი ხორციელდება ქ სისხლის მაღალი წნევა(100 მპა-მდე). პროცესის დასაჩქარებლად, იგი ტარდება კატალიზატორის თანდასწრებით (სპონგური რკინა ხელს უწყობს დანამატებს) და დაახლოებით 500 °C ტემპერატურაზე.

ნიტრიდებიწარმოიქმნება მრავალი ლითონისა და არამეტალის აზოტთან რეაქციის შედეგად. ნიტრიდების თვისებები ბუნებრივად იცვლება დროთა განმავლობაში. მაგალითად, მესამე პერიოდის ელემენტები:

I და II ჯგუფების s-ელემენტების ნიტრიდები არის კრისტალური მარილის მსგავსი ნივთიერებები, რომლებიც ადვილად იშლება წყალთან ერთად ამიაკის წარმოქმნით.

Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

ჰალოგენის ნიტრიდებიდან თავისუფალ მდგომარეობაში იზოლირებულია მხოლოდ Cl 3 N მჟავე ხასიათი წყალთან რეაქციაში:

Cl 3 N + 3H 2 O = 3HClO + NH 3

ნიტრიდის ურთიერთქმედება სხვადასხვა ხასიათისიწვევს შერეული ნიტრიდების წარმოქმნას:

Li 3 N + AlN = Li 3 AlN 2; 5Li 3 N + Ge 3 N 4 = 3Li 5 GeN 3

ლითიუმის ნიტრიდგერმანატი (IV) ნიტრიდეალუმინატი

ნიტრიდები BN, AlN, Si 3 N 4, Ge 3 N 4 არის მყარი პოლიმერული ნივთიერებები მაღალი ტემპერატურადნობის წერტილი (2000-3000 °C), ისინი არიან ნახევარგამტარები ან დიელექტრიკები. D-მეტალის ნიტრიდები არის ცვლადი შემადგენლობის კრისტალური ნაერთები (ბერტოლიდები), ძალიან მყარი, ცეცხლგამძლე და ქიმიურად სტაბილური, ავლენენ მეტალის თვისებებს: მეტალის ბზინვარებას, ელექტროგამტარობას.

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით –2.ჰიდრაზინი - N 2 H 4 - ყველაზე მნიშვნელოვანი არაორგანული აზოტის ნაერთი ჟანგვის მდგომარეობაში -2.

ჰიდრაზინი არის უფერო სითხე, დუღილის წერტილით 113,5 °C, რომელიც აორთქლდება ჰაერში. ჰიდრაზინის ორთქლები უკიდურესად ტოქსიკურია და ქმნის ფეთქებად ნარევებს ჰაერთან. ჰიდრაზინი მიიღება ამიაკის ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის დაჟანგვით:

2N -3 H 3 + NaCl +1 O = N 2 -2 H 4 + NaCl -1 + H 2 O

ჰიდრაზინი ერევა წყალს ნებისმიერი თანაფარდობით და ხსნარში იქცევა სუსტი დიაციდური ფუძის სახით, წარმოქმნის მარილების ორ სერიას.

N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5 + + OH -, K b = 9.3 × 10 -7;

ჰიდროზონიუმის კატიონი

N 2 H 5 + + H 2 O N 2 H 6 2 + + OH -, K b = 8.5 × 10 -15;

დიჰიდროსონიუმის კატიონი

N 2 H 4 + HCl N 2 H 5 Cl; N 2 H 5 Cl + HCl N 2 H 6 Cl 2

ჰიდროზონიუმის ქლორიდი დიჰიდროსონიუმის დიქლორიდი

ჰიდრაზინი არის ყველაზე ძლიერი შემცირების საშუალება:

4KMn +7 O 4 + 5N 2 -2 H 4 + 6H 2 SO 4 = 5N 2 0 + 4Mn +2 SO 4 + 2K 2 SO 4 + 16H 2 O

არასიმეტრიული დიმეთილჰიდრაზინი (ჰეპტილი) ფართოდ გამოიყენება სარაკეტო საწვავად.

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით –1.ჰიდროქსილამინი - NH 2 OH - არის მთავარი არაორგანული აზოტის ნაერთი ჟანგვის მდგომარეობაში -1.

ჰიდროქსილამინი მიიღება აზოტის მჟავას წყალბადით შემცირებით ელექტროლიზის დროს გათავისუფლების დროს:

HNO 3 + 6H = NH 2 OH + 2H 2 O

ეს არის უფერო კრისტალური ნივთიერება (mp 33 °C), წყალში ძალიან ხსნადი, რომელშიც ავლენს სუსტი ფუძის თვისებებს. მჟავებთან ერთად წარმოქმნის ჰიდროქსილამონიუმის მარილებს - წყალში ხსნად სტაბილურ, უფერო ნივთიერებებს.

NH 2 OH + H 2 O + + OH -, K b = 2×10 -8

ჰიდროქსილამონიუმის იონი

აზოტის ატომი NH 2 OH მოლეკულაში ავლენს შუალედურ ჟანგვის მდგომარეობას (-3-დან +5-ს შორის), ამიტომ ჰიდროქსილამინს შეუძლია იმოქმედოს როგორც შემამცირებელი, ასევე ჟანგვის აგენტის სახით:

2N -1 H 2 OH + I 2 + 2KOH = N 0 2 + 2KI + 4H 2 O;

შემცირების აგენტი

2N -1 H 2 OH + 4FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + (N -3 H 4) 2 SO 4 + 2H 2 O

ოქსიდიზატორი

NH 2 OH ადვილად იშლება გაცხელებისას, განიცდის არაპროპორციულობას:

3N -1 H 2 OH = N 0 2 + N -3 H 3 + 3H 2 O;

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +1. აზოტის ოქსიდი (I) - N 2 O (აზოტის ოქსიდი, დამცინავი გაზი). მისი მოლეკულის სტრუქტურა შეიძლება გადმოიცეს ორი ვალენტური სქემის რეზონანსით, რომლებიც აჩვენებს, რომ ეს ნაერთი მხოლოდ ფორმალურად შეიძლება ჩაითვალოს აზოტის(I) ოქსიდად, სინამდვილეში ეს არის აზოტის(V) ოქსონიტრიდი - ON +5 N -3.

N 2 O არის უფერო გაზი სუსტი სასიამოვნო სუნი. მცირე კონცენტრაციებში იწვევს აღვირახსნილი სიხარულის შეტევებს, დიდი დოზებით აქვს ზოგადი საანესთეზიო ეფექტი. აზოტის ოქსიდის (80%) და ჟანგბადის (20%) ნარევი გამოიყენებოდა მედიცინაში ანესთეზიისთვის.

IN ლაბორატორიული პირობებიაზოტის ოქსიდი (I) მიიღება ამონიუმის ნიტრატის დაშლით. ამ მეთოდით მიღებული N 2 O შეიცავს უმაღლესი აზოტის ოქსიდების მინარევებს, რომლებიც უკიდურესად ტოქსიკურია!

NH 4 NO 3 ¾® N 2 O + 2H 2 O

ქიმიური თვისებების მიხედვით, აზოტის ოქსიდი (I) არის ტიპიური არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდი, რომელიც არ რეაგირებს წყალთან, მჟავებთან და ტუტეებთან. გაცხელებისას ის იშლება და წარმოიქმნება ჟანგბადი და აზოტი. ამ მიზეზით, N 2 O შეუძლია იმოქმედოს როგორც ჟანგვის აგენტი, მაგალითად:

N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +2. აზოტის(II) ოქსიდი - NO - უფერო აირი, უკიდურესად ტოქსიკური. ჰაერში ის სწრაფად იჟანგება ჟანგბადით და წარმოიქმნება არანაკლებ ტოქსიკური აზოტის ოქსიდი (IV). მრეწველობაში NO იწარმოება ამიაკის დაჟანგვის შედეგად პლატინის კატალიზატორზე ან ჰაერის ელექტრული რკალის გავლით (3000-4000 °C).

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O; N2 + O2 = 2NO

ლაბორატორიული მეთოდიაზოტის ოქსიდის (II) წარმოება არის სპილენძის ურთიერთქმედება განზავებულ აზოტის მჟავასთან.

3Cu + 8HNO 3 (განზავებული) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

აზოტის (II) ოქსიდი არის არამარილების წარმომქმნელი ოქსიდი, ძლიერი აღმდგენი აგენტი და ადვილად რეაგირებს ჟანგბადთან და ჰალოგენებთან.

2NO + O 2 = 2NO 2; 2NO + Cl 2 = 2NOCl

ნიტროზილ ქლორიდი

ამავდროულად, ძლიერ შემამცირებელ აგენტებთან ურთიერთობისას, NO მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი:

2NO + 2H2 = N2 + 2H2O; 10NO + 4P = 5N 2 + 2P 2 O 5

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +3. აზოტის(III) ოქსიდი - N 2 O 3 - თხევადი ინტენსიური ლურჯი ფერის(ტემპერატურა -100 °C). სტაბილურია მხოლოდ თხევად და მყარ მდგომარეობებში დაბალი ტემპერატურა. როგორც ჩანს, არსებობს ორი ფორმით:

აზოტის (III) ოქსიდი მიიღება NO და NO 2 ორთქლის ერთობლივი კონდენსაციის შედეგად. იშლება სითხეებსა და ორთქლებში.

NO 2 + NO N 2 O 3

ტიპიური თვისებები მჟავა ოქსიდი. რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის აზოტმჟავას, ტუტეებთან კი მარილებს – ნიტრიტებს.

N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2; N 2 O 3 + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2 O

აზოტის მჟავა- საშუალო სიძლიერის მჟავა (Ka = 1×10 -4). IN სუფთა ფორმაარ არის იზოლირებული, არსებობს ხსნარებში ორი ტავტომერული ფორმით (ტატომერები არის იზომერები, რომლებიც დინამიურ წონასწორობაში არიან).

ნიტრიტის ფორმა ნიტრო ფორმა

აზოტის მჟავა მარილები სტაბილურია. ნიტრიტის ანიონი ავლენს გამოხატულ რედოქს ორმაგობას. პირობებიდან გამომდინარე, მას შეუძლია შეასრულოს როგორც ჟანგვის აგენტის, ასევე შემცირების აგენტის ფუნქცია, მაგალითად:

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

ოქსიდიზატორი

KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

შემცირების აგენტი

აზოტის მჟავა და ნიტრიტები არაპროპორციულია:

3HN +3 O 2 = HN +5 O 3 + 2N +2 O + H 2 O

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +4. აზოტის ოქსიდი (IV) - NO 2 - ყავისფერი აირი, ბასრი უსიამოვნო სუნი. უკიდურესად ტოქსიკური! ინდუსტრიაში, NO 2 იწარმოება NO-ს დაჟანგვით. NO 2-ის წარმოების ლაბორატორიული მეთოდია სპილენძის ურთიერთქმედება კონცენტრირებულ აზოტმჟავასთან, ასევე ტყვიის ნიტრატის თერმული დაშლა.

Cu + 4HNO 3 (კონს.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2

NO 2 მოლეკულას აქვს ერთი დაუწყვილებელი ელექტრონი და არის სტაბილური თავისუფალი რადიკალი, ამიტომ აზოტის ოქსიდი ადვილად დიმერიზდება.

დიმერიზაციის პროცესი შექცევადია და ძალიან მგრძნობიარეა ტემპერატურის მიმართ:

პარამაგნიტური, დიამაგნიტური,

ყავისფერი უფერო

აზოტის დიოქსიდი არის მჟავე ოქსიდი, რომელიც რეაგირებს წყალთან, წარმოქმნის აზოტისა და აზოტის მჟავას (შერეული ანჰიდრიდის) ნარევს.

2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3; 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

ნაერთები ჟანგვის მდგომარეობით +5. აზოტის ოქსიდი (V) - N 2 O 5 - თეთრი კრისტალური ნივთიერება. იგი მიიღება აზოტის მჟავას გაუწყლოებით ან აზოტის ოქსიდის (IV) ოზონით დაჟანგვით:

2HNO 3 + P 2 O 5 = N 2 O 5 + 2HPO 3; 2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2

კრისტალურ მდგომარეობაში, N 2 O 5 აქვს მარილის მსგავსი სტრუქტურა - + -, ორთქლებში (ამაღლებული ტემპერატურა 33 ° C) - მოლეკულური.

N 2 O 5 - მჟავა ოქსიდი - აზოტის მჟავას ანჰიდრიდი:

N2O5 + H2O = 2HNO3

აზოტის მჟავა- HNO 3 არის უფერო სითხე, დუღილის წერტილით 84,1 ° C, იშლება გაცხელებისას და სინათლის ზემოქმედებისას.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

აზოტის დიოქსიდის მინარევები კონცენტრირებულ აზოტმჟავას ყვითელ-ყავისფერ ფერს აძლევს. აზოტის მჟავა ნებისმიერი თანაფარდობით ერევა წყალს და არის ერთ-ერთი უძლიერესი მინერალური მჟავა, რომელიც მთლიანად იშლება ხსნარში.

აზოტის მჟავის მოლეკულის სტრუქტურა აღწერილია შემდეგი სტრუქტურული ფორმულებით:

წერის სირთულე სტრუქტურული ფორმულა HNO 3 გამოწვეულია იმით, რომ ამ ნაერთში +5 ჟანგვის მდგომარეობის გამოვლენისას, აზოტს, როგორც მეორე პერიოდის ელემენტს, შეუძლია შექმნას მხოლოდ ოთხი კოვალენტური ბმა.

აზოტის მჟავა ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი ჟანგვის აგენტია. მისი აღდგენის სიღრმე მრავალ ფაქტორზეა დამოკიდებული: კონცენტრაციაზე, ტემპერატურაზე, შემამცირებელ აგენტზე. როგორც წესი, აზოტის მჟავით დაჟანგვა წარმოქმნის შემცირების პროდუქტების ნარევს:

HN +5 O 3 ® N +4 O 2 ® N +2 O ® N +1 2 O ® N 0 2 ® +

არამეტალების დაჟანგვის უპირატესი პროდუქტი და არააქტიური ლითონებიარის აზოტის ოქსიდი (IV):

I 2 + 10HNO 3 (კონს.) = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O;

Pb + 4HNO 3 (კონს.) = Pb(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

კონცენტრირებული აზოტის მჟავა ააქტიურებს რკინას და ალუმინს. ალუმინი პასივირებულია განზავებული აზოტის მჟავითაც კი. ნებისმიერი კონცენტრაციის აზოტმჟავა არ მოქმედებს ოქროს, პლატინის, ტანტალის, როდიუმის და ირიდიუმზე. ოქრო და პლატინა იხსნება აკვა რეგიაში - კონცენტრირებული აზოტის და მარილმჟავების ნარევი 1: 3 თანაფარდობით.

Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O

Aqua regia-ს ძლიერი ჟანგვის ეფექტი განპირობებულია ატომური ქლორის წარმოქმნით ნიტროზილ ქლორიდის დაშლის დროს, აზოტის მჟავას წყალბადის ქლორიდთან ურთიერთქმედების პროდუქტი.

HNO 3 + 3HCl = Cl 2 + NOCl + 2H 2 O;

NOCl = NO + Cl×

დაბალაქტიური ლითონების ეფექტური გამხსნელი არის კონცენტრირებული აზოტისა და ჰიდროფთორმჟავების ნარევი.

3Ta + 5HNO3 + 21HF = 3H2 + 5NO + 10H2O

განზავებული აზოტის მჟავა, არალითონებთან და დაბალაქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას, მცირდება უპირატესად აზოტის ოქსიდამდე (II), მაგალითად:

3P + 5HNO 3 (dil) + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO;

3Pb + 8HNO 3 (dil) = 3Pb(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

აქტიური ლითონები ამცირებს განზავებულ აზოტმჟავას N 2 O, N 2 ან NH 4 NO 3, მაგალითად,

4Zn + 10HNO 3 (dil) = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

აზოტის მჟავის ძირითადი ნაწილი გამოიყენება სასუქებისა და ასაფეთქებელი ნივთიერებების წარმოებაში.

აზოტის მჟავა წარმოებულია ინდუსტრიულად კონტაქტური ან რკალის მეთოდებით, რომლებიც განსხვავდება პირველ ეტაპზე - აზოტის ოქსიდის (II) გამომუშავებით. რკალის მეთოდი ემყარება NO-ს წარმოებას ელექტრული რკალის მეშვეობით ჰაერის გავლის გზით. კონტაქტურ მეთოდში NO წარმოიქმნება პლატინის კატალიზატორზე ამიაკის ჟანგბადით დაჟანგვით. შემდეგ, აზოტის ოქსიდი (II) იჟანგება აზოტის ოქსიდამდე (IV) ატმოსფერული ჟანგბადით. ჟანგბადის თანდასწრებით წყალში NO 2 გახსნით მიიღება აზოტის მჟავა 60-65% კონცენტრაციით.

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

აუცილებლობის შემთხვევაში აზოტმჟავას კონცენტრირდება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით დისტილაციით. ლაბორატორიაში 100% აზოტმჟავას მიღება შესაძლებელია კონცენტრირებული გოგირდმჟავას მოქმედებით კრისტალურ ნატრიუმის ნიტრატზე გაცხელებისას.

NaNO 3 (cr) + H 2 SO 4 ( conc) = HNO 3 + NaHSO 4

აზოტმჟავას მარილები- ნიტრატები - წყალში ძალიან ხსნადი, თერმულად არასტაბილური. აქტიური ლითონების ნიტრატების დაშლა (ლითიუმის გარდა), რომელიც მდებარეობს მაგნიუმის მარცხნივ სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალის სერიაში, იწვევს ნიტრიტების წარმოქმნას. Მაგალითად:

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

ლითიუმის და მაგნიუმის ნიტრატების, აგრეთვე ლითონის ნიტრატების დაშლისას, რომლებიც მდებარეობს მაგნიუმის მარჯვნივ სტანდარტული ელექტროდების პოტენციალის სერიაში, სპილენძამდე, გამოიყოფა აზოტის(IV) ოქსიდისა და ჟანგბადის ნარევი. Მაგალითად:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

აქტივობის სერიის ბოლოს მდებარე მეტალების ნიტრატები იშლება თავისუფალ ლითონად:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

ნატრიუმის, კალიუმის და ამონიუმის ნიტრატები ფართოდ გამოიყენება დენთის და ფეთქებადი ნივთიერებების წარმოებისთვის, აგრეთვე აზოტოვანი სასუქების სახით (მარილი). ამონიუმის სულფატი, ამიაკის წყალი და კარბამიდი (შარდოვანა) - სრული ნახშირმჟავას ამიდი ასევე გამოიყენება სასუქებად:

წყალბადის აზიდი(დინიტრიდონიტრატი) - HN 3 (HNN 2) - უფერო აქროლადი სითხე (დნობის წერტილი –80 °C, დუღილის წერტილი 37 °C) მძაფრი სუნით. აზოტის ცენტრალური ატომი sp-ჰიბრიდიზაციაშია, ჟანგვის მდგომარეობაა +5, მის მიმდებარე ატომებს აქვთ დაჟანგვის მდგომარეობა –3. მოლეკულის სტრუქტურა:

HN 3-ის წყალხსნარი - ჰიდრონიტრიუმის მჟავა სიძლიერით ახლოს არის ძმარმჟავასთან, Ka = 2,6 × 10 -5. სტაბილურია განზავებულ ხსნარებში. იგი მიიღება ჰიდრაზინისა და აზოტის მჟავას რეაქციის შედეგად:

N 2 H 4 + HNO 2 = HN 3 + 2 H 2 O

HN 3 (HN +5 N 2) ჟანგვითი თვისებები წააგავს აზოტის მჟავას. ამრიგად, თუ ლითონის აზოტის მჟავასთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება აზოტის ოქსიდი (II) და წყალი, მაშინ აზოტის მჟავასთან ერთად წარმოიქმნება აზოტი და ამიაკი. Მაგალითად,

Cu + 3HN +5 N 2 = Cu(N 3) 2 + N 2 0 + NH 3

HN 3-ისა და HCl-ის ნარევი იქცევა აკვა რეგიავით. ჰიდრონიტრიუმის მჟავას მარილები - აზიდები. მხოლოდ ტუტე ლითონის აზიდები შედარებით სტაბილურია 300 °C ტემპერატურაზე, ისინი ანადგურებენ აფეთქების გარეშე. დანარჩენები ფეთქებად იშლება დარტყმის ან გაცხელებისას. ტყვიის აზიდი გამოიყენება დეტონატორების წარმოებაში:

Pb(N 3) 2 = Pb + 3N 2 0

აზიდების წარმოების საწყისი პროდუქტია NaN 3, რომელიც წარმოიქმნება ნატრიუმის ამიდის და აზოტის ოქსიდის (I) რეაქციის შედეგად:

NaNH 2 + N 2 O = NaN 3 + H 2 O

4.2.ფოსფორი

ფოსფორი ბუნებაში წარმოდგენილია ერთი იზოტოპით - 31 P, ფოსფორის კლარკი 0,05 მოლ.%. გვხვდება ფოსფატური მინერალების სახით: Ca 3 (PO 4) 2 - ფოსფორიტი, Ca 5 (PO 4) 3 X (X = F,Cl,OH) - აპატიტები. შედის ცხოველებისა და ადამიანების ძვლებში და კბილებში, ასევე ნუკლეინის მჟავა(დნმ და რნმ) და ადენოზინის ფოსფორის მჟავები (ATP, ADP და AMP).

ფოსფორი მიიღება ფოსფორიტის კოქსით შემცირებით სილიციუმის დიოქსიდის თანდასწრებით.

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO

მარტივი ნივთიერება - ფოსფორი - ქმნის რამდენიმე ალოტროპულ მოდიფიკაციას, რომელთაგან მთავარია თეთრი, წითელი და შავი ფოსფორი. თეთრი ფოსფორი წარმოიქმნება ფოსფორის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად და არის თეთრი ცვილისებრი ნივთიერება (mp 44 °C), წყალში უხსნადი, ზოგიერთ ორგანულ გამხსნელებში ხსნადი. თეთრ ფოსფორს აქვს მოლეკულური სტრუქტურა და შედგება ტეტრაედრული P4 მოლეკულებისგან.

ბონდის დაძაბულობა (ვალენტობა კუთხე P-P-Pარის მხოლოდ 60 °) იწვევს თეთრი ფოსფორის მაღალ რეაქტიულობას და ტოქსიკურობას (ლეტალური დოზა დაახლოებით 0,1 გ). Იმიტომ რომ თეთრი ფოსფორიის ძალიან ხსნადია ცხიმებში, არ უნდა იქნას გამოყენებული მოწამვლის საწინააღმდეგო საშუალებად. ჰაერში თეთრი ფოსფორი სპონტანურად აალდება, ამიტომ იგი ინახება ჰერმეტულად დალუქულ ქიმიურ კონტეინერებში წყლის ფენის ქვეშ.

წითელ ფოსფორს აქვს პოლიმერული სტრუქტურა. მიიღება თეთრი ფოსფორის გაცხელებით ან შუქით დასხივებით. თეთრი ფოსფორისგან განსხვავებით, ის ოდნავ რეაქტიული და არატოქსიკურია. თუმცა, თეთრი ფოსფორის ნარჩენმა რაოდენობამ შეიძლება წითელი ფოსფორი ტოქსიკური გახადოს!

შავი ფოსფორი მიიღება თეთრი ფოსფორის გაცხელებით 120 ათასი ატმ წნევით. მას აქვს პოლიმერული სტრუქტურა, აქვს ნახევარგამტარული თვისებები, არის ქიმიურად სტაბილური და არატოქსიკური.

ქიმიური თვისებები. თეთრი ფოსფორი სპონტანურად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით ოთახის ტემპერატურაზე (წითელი და შავი ფოსფორის დაჟანგვა ხდება გაცხელებისას). რეაქცია ორ ეტაპად მიმდინარეობს და თან ახლავს ლუმინესცენცია (ქიმილუმინესცენცია).

2P + 3O 2 = 2P 2 O 3; P 2 O 3 + O 2 = P 2 O 5

ფოსფორი ასევე ეტაპობრივად ურთიერთქმედებს გოგირდთან და ჰალოგენებთან.

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3; PCl 3 + Cl 2 = PCl 5

აქტიურ ლითონებთან ურთიერთობისას ფოსფორი მოქმედებს როგორც ჟანგვის აგენტი, წარმოქმნის ფოსფიდებს - ფოსფორის ნაერთებს -3 დაჟანგვის მდგომარეობაში.

3Ca + 2P = Ca 3 P 2

ჟანგვის მჟავები (აზოტოვანი და კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა) ფოსფორი იჟანგება ფოსფორის მჟავად.

P + 5HNO 3 (კონს.) = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O

ტუტე ხსნარებთან ერთად მოხარშვისას თეთრი ფოსფორი არაპროპორციულია:

4P 0 + 3KOH + 3H 2 O = P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2

ფოსფინი კალიუმის ჰიპოფოსფიტი

აზოტის ჟანგბადის ნაერთები. ჟანგბადის ნაერთებში აზოტი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +1-დან +5-მდე.

ჟანგბადის ნაერთებშიაზოტი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +1-დან +5-მდე.

N2O; არა ; N2O3; NO2; N2O4; N2O5

ოქსიდები N 2 O და NO არამარილების წარმომქმნელია, დანარჩენი კი მარილწარმომქმნელია.

აზოტის ოქსიდი (I) და აზოტის ოქსიდი (II) არის უფერო აირები, აზოტის ოქსიდი (III) არის ლურჯი სითხე, (IV) არის ყავისფერი აირი, (V) არის გამჭვირვალე უფერო კრისტალები.

N 2 O-ს გარდა, ისინი ყველა უკიდურესად შხამიანია. აზოტის ოქსიდს N 2 O აქვს ძალიან უნიკალური ფიზიოლოგიური ეფექტი, რისთვისაც მას ხშირად სიცილის გაზს უწოდებენ. ასე აღწერს ინგლისელი ქიმიკოსი ჰამფრი დეივი, რომელიც ამ გაზს იყენებდა სპეციალური სესიების მოსაწყობად, აზოტის ოქსიდის ზემოქმედებას აღწერს: „ზოგი ბატონი ხტუნავდა მაგიდებსა და სკამებზე, ზოგს ენა მოეხსნა, სხვები კი ავლენდნენ ჩხუბის უკიდურეს მიდრეკილებას“. N 2 O-ს ინჰალაცია იწვევს ტკივილის დაკარგვას და ამიტომ გამოიყენება მედიცინაში, როგორც საანესთეზიო.

MBC ვარაუდობს მოლეკულაში N2O N + და N - იონების არსებობა

sp ჰიბრიდიზაცია

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

sp-ჰიბრიდიზაციის გამო, N + იონი იძლევა 2σ კავშირს: ერთი N–თან – და მეორე ჟანგბადის ატომთან. ეს ბმები მიმართულია ერთმანეთთან 180º კუთხით და N 2 O მოლეკულა წრფივია. მოლეკულის სტრუქტურა განისაზღვრება σ ბმების მიმართულებით. N +-ის დარჩენილი ორი p-ელექტრონი ქმნის კიდევ ერთ π ბმას: ერთი N – იონთან და მეორე ჟანგბადის ატომთან. აქედან გამომდინარე, N 2 O აქვს სტრუქტურა

: N – = N + = O :

NO 2-ის დიმერიზაციის ტენდენცია არის მოლეკულაში ელექტრონების უცნაური რაოდენობის შედეგი (პარამაგნიტური).

აზოტის ოქსიდები დაკავშირებულია სერიოზულთან ეკოლოგიური პრობლემები. მათი კონცენტრაციის მატება ატმოსფეროში იწვევს აზოტის მჟავას და, შესაბამისად, მჟავა წვიმის წარმოქმნას.

N 2 O 3 ურთიერთქმედებს წყალთან, წარმოქმნის არასტაბილურ აზოტმჟავას HNO 2, რომელიც არსებობს მხოლოდ განზავებულ ხსნარებში, რადგან ის ადვილად იშლება.

2HNO2 = N2O3 + H2O.

HNO 2 შეიძლება იყოს უფრო ძლიერი შემცირების აგენტი, ვიდრე HNO 3, რაც დასტურდება ელექტროდის სტანდარტული პოტენციალით.

HNO 3 + 2 H + + 2e = HNO 2 + H 2 O E 0 = + 0,93 ვ

HNO 2 + H + + 1e = NO + H 2 O E 0 = + 1.10 ვ

HNO 2 + 1e = NO + H + E 0 = + 1,085 ვ

მისი ნიტრიტული მარილები სტაბილურია. HNO 2 არის საშუალო სიძლიერის მჟავა (K ≈ 5 10 –4). მჟავას დისოციაციასთან ერთად, დისოციაცია მცირე რაოდენობით ხდება NO + და OH – წარმოქმნით.

ნიტრიტებში აზოტის დაჟანგვის ხარისხი შუალედურია (+3), ამიტომ რეაქციებში მას შეუძლია მოიქცეს როგორც ჟანგვის აგენტად, ასევე აღმდგენი საშუალებად, ე.ი. აქვს რედოქს ორმაგობა.

ძლიერი ჟანგვის აგენტები გარდაქმნის NO 2 - NO 3 -.

5NaNO 2 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 = 5NaNO 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

ძლიერი შემცირების აგენტები ჩვეულებრივ ამცირებს HNO 2-ს NO-მდე.

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 +2NO + I 2 + K 2 SO 4 +2H 2 O

ასევე შეიძლება მოხდეს დისპროპორციულობის პროცესი, იგივე ელემენტის ატომების ჟანგვის მდგომარეობის ერთდროული მატება და შემცირება.

3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O

ნიტრიტები ტოქსიკურია: ისინი გარდაქმნიან ჰემოგლობინს მეტემოგლობინად, რომელსაც არ შეუძლია ჟანგბადის გადატანა და იწვევენ საკვებ პროდუქტებში ნიტროზამინების R 2 N-NO - კანცეროგენული ნივთიერებების წარმოქმნას.

ყველაზე მნიშვნელოვანი აზოტის ნაერთია HNO 3

აზოტის მჟავა არის ძირითადი ქიმიური მრეწველობის ყველაზე მნიშვნელოვანი პროდუქტი. გამოიყენება ასაფეთქებელი ნივთიერებების, სამკურნალო ნივთიერებების, საღებავების დასამზადებლად, პლასტმასისხელოვნური ბოჭკოები და სხვა მასალები.

HNO 3 არის უფერო სითხე მძაფრი მახრჩობელა სუნით, ჰაერში აორთქლებული. იგი წარმოიქმნება მცირე რაოდენობით ელვისებური გამონადენის დროს და იმყოფება წვიმის წყალში.

N 2 + O 2 → 2NO

2NO + O 2 → 2NO 2

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O → 4HNO 3

მაღალი კონცენტრირებული HNO 3 ჩვეულებრივ ყავისფერი ფერისაა დაშლის პროცესის გამო, რომელიც ხდება შუქზე ან გაცხელებისას.

4HNO 3 = 4NO 2 + 2H 2 O + O 2

HNO 3 ძალიან საშიში ნივთიერებაა.

Ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისება HNO 3 არის ის, რომ ის არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი და, შესაბამისად, ურთიერთქმედებს თითქმის ყველა მეტალთან, გარდა Au, Pt, Rh, Ir, Ti, Ta, ის „აქცევს“ ლითონებს Al, Fe, Co, Ni და Cr. მჟავა, ლითონის კონცენტრაციიდან და აქტივობიდან გამომდინარე, შეიძლება შემცირდეს ნაერთებად:

+4 +3 +2 +1 0 -3 -3

NO 2 → HNO 2 → NO → N 2 O → N 2 → NH 3 (NH 4 NO 3)

ასევე წარმოიქმნება აზოტის მჟავას მარილი.

როგორც წესი, როდესაც აზოტის მჟავა რეაგირებს ლითონებთან, წყალბადი არ ვითარდება. HNO 3-ის მოქმედებამ აქტიურ ლითონებზე შეიძლება წყალბადის წარმოქმნა. ამასთან, ატომურ წყალბადს გათავისუფლების დროს აქვს ძლიერი შემცირების თვისებები, ხოლო აზოტის მჟავა არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი. ამიტომ წყალბადი იჟანგება წყალში.

კონცენტრირებული და განზავებული HNO 3-ის თვისებები

1) კონცენტრირებული HNO 3-ის ეფექტი დაბალაქტიურ ლითონებზე (Cu, Hg, Ag)

Cu + 4 HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

2) განზავებული HNO 3-ის ეფექტი დაბალაქტიურ ლითონებზე

3Cu + 8 HNO 3 = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

3) მოქმედება კონცენტრირებული მჟავააქტიური ლითონებისთვის

4Ca + 10HNO3 = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O

4) განზავებული HNO 3-ის მოქმედება აქტიურ ლითონებზე

4Ca + 10 HNO 3 = 4Ca(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

ერთ-ერთი უძლიერესი მჟავა, მჟავების ყველა რეაქცია დამახასიათებელია: ის რეაგირებს ძირითად ოქსიდებთან, ფუძეებთან, ამფოტერულ ოქსიდებთან, ამფოტერულ ჰიდროქსიდებთან. სპეციფიკური თვისებაა გამოხატული ჟანგვითი ეფექტი. პირობებიდან გამომდინარე (კონცენტრაცია, შემცირების აგენტის ბუნება, ტემპერატურა), HNO 3-ს შეუძლია მიიღოს 1-დან 8 ელექტრონამდე.

N ნაერთების სერია სხვადასხვა ჟანგვის მდგომარეობით:

NH3; N2H4; NH 2 OH; N2O; არა ; N2O3; NO2; N2O5

NO 3 – + 2H + + 1e = NO 2 + H 2 O

NO 3 – + 4H + + 3e = NO + 2H 2 O

2NO 3 – +10H + + 8e = N 2 O + 5H 2 O

2NO 3 – +12H + + 10e = N 2 + 6H 2 O

NO 3 – + 10H + + 8e = NH 4 – + 3H 2 O

პროდუქტების ფორმირება დამოკიდებულია კონცენტრაციაზე, რაც უფრო მაღალია კონცენტრაცია, მით უფრო ღრმად მცირდება. რეაგირებს ყველა მეტალთან, გარდა Au, Pt, W. კონცენტრირებული HNO 3 არ რეაგირებს ნორმალური პირობები Fe, Cr, Al, რომლითაც იგი პასიურდება, მაგრამ ძალიან ძლიერი გაცხელებისას რეაგირებს ამ ლითონებთან.

არამეტალების და კომპლექსური ნივთიერებების უმეტესობა მცირდება HNO 3-ით NO-მდე (ნაკლებად ხშირად NO 2).

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO

S + HNO 3 = H 2 SO 4 + 2NO

3C + 4HNO3 = 3CO2 + 4NO + 2H2O

ZnS + 8HNO 3 k = ZnSO 4 + 8NO 2 + 4H 2 O

6HCl + 2HNO 3 k =3Cl 2 + 2NO + 4H 2 O

რედოქს რეაქციის ჩაწერა, რომელიც მოიცავს HNO 3 ჩვეულებრივ პირობითია, რადგან იქმნება აზოტის შემცველი ნაერთების ნარევი და მითითებულია შემცირების პროდუქტი, რომელიც წარმოიქმნა უფრო დიდი რაოდენობით.

ოქრო და პლატინის ლითონები იხსნება "აკვა რეგიაში" - 3 მოცულობის კონცენტრირებული მარილმჟავას და 1 მოცულობის კონცენტრირებული აზოტის მჟავის ნარევი, რომელსაც აქვს ძლიერი ჟანგვის თვისება, ხსნის "ლითონების მეფეს" - ოქროს.

Au + HNO 3 +4HCl = H + NO + 2H 2 O

HNO 3 არის ძლიერი მონობაზური მჟავა, რომელიც ქმნის მხოლოდ საშუალო მარილებს - ნიტრატებს, რომლებიც მიიღება ლითონებზე, ოქსიდებზე, ჰიდროქსიდებზე ან კარბონატებზე მისი მოქმედებით. ყველა ნიტრატი წყალში ძალიან ხსნადია. მათ ხსნარებს აქვთ უმნიშვნელო ჟანგვის თვისებები.

გაცხელებისას ნიტრატები იშლება; ტუტე ლითონის ნიტრატები გარდაიქმნება ნიტრიტებად და გამოიყოფა ჟანგბადი.

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

სხვა პროდუქტების შემადგენლობა დამოკიდებულია ლითონის პოზიციაზე RSEP-ში.

მარცხნივ Mg = MeNO 2 + O 2მაგნიუმამდე

MeNO 3 = Mg – Cu = MeO + NO 2 + O 2მაგნიუმის მარჯვნივ.

მარჯვნივ Cu = Me + NO 2 + O 2ნაკლებად აქტიური ლითონები

აზოტი ალბათ ყველაზე გავრცელებულია ქიმიური ელემენტისულ Მზის სისტემა. უფრო კონკრეტულად რომ ვთქვათ, აზოტი სიმრავლით მე-4 ადგილზეა. ბუნებაში აზოტი ინერტული აირია.

ამ გაზს არც ფერი აქვს და არც სუნი და ძალიან ძნელად იხსნება წყალში. თუმცა, ნიტრატის მარილები ძალიან კარგად რეაგირებენ წყალთან. აზოტს აქვს დაბალი სიმკვრივე.

აზოტი საოცარი ელემენტია. არსებობს ვარაუდი, რომ მან მიიღო თავისი სახელი ძველი ბერძნული ენიდან, რაც მისგან თარგმნილი ნიშნავს "უსიცოცხლო, გაფუჭებულს". Რატომ არის ეს უარყოფითი დამოკიდებულებააზოტისკენ? ყოველივე ამის შემდეგ, ჩვენ ვიცით, რომ ის ცილების ნაწილია და მის გარეშე სუნთქვა თითქმის შეუძლებელია. აზოტი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბუნებაში. მაგრამ ატმოსფეროში ეს გაზი ინერტულია. თუ მივიღებთ მას ისე, როგორც არის თავდაპირველი სახით, მაშინ ბევრი გვერდითი მოვლენები. მსხვერპლი შეიძლება მოკვდეს დახრჩობისგანაც კი. ყოველივე ამის შემდეგ, აზოტს უწოდებენ უსიცოცხლო, რადგან ის არ უწყობს ხელს არც წვას და არც სუნთქვას.

ნორმალურ პირობებში, ასეთი გაზი რეაგირებს მხოლოდ ლითიუმთან, წარმოქმნის ნაერთს, როგორიცაა ლითიუმის ნიტრიდი Li3N. როგორც ვხედავთ, ასეთ ნაერთში აზოტის დაჟანგვის მდგომარეობა არის -3. რა თქმა უნდა, ის ასევე რეაგირებს სხვა ლითონებთან, მაგრამ მხოლოდ გაცხელებისას ან სხვადასხვა კატალიზატორების გამოყენებისას. სხვათა შორის, -3 არის აზოტის ყველაზე დაბალი დაჟანგვის მდგომარეობა, რადგან მხოლოდ 3 ელექტრონია საჭირო გარე ენერგიის დონის სრულად შესავსებად.

ამ ინდიკატორს აქვს სხვადასხვა მნიშვნელობა. აზოტის თითოეულ ჟანგვის მდგომარეობას აქვს საკუთარი ნაერთი. უმჯობესია უბრალოდ გახსოვდეთ ასეთი კავშირები.

5 - უმაღლესი ხარისხიაზოტის დაჟანგვა. გვხვდება ყველა ნიტრატის მარილში.