Химические св-ва

Т.к. азот-неметалл. Проявляет окислительные св-ва:

Ввиду своей значительной инертности азот при обычных условиях реагирует только с литием:

При нагревании он реагирует с некоторыми другими металлами и неметаллами, также образуя нитриды:

Наибольшее практическое значение имеет нитрид водорода (аммиак) NH3, получаемый взаимодействием водорода с азотом.

N₂+3H₂=Mg₃N₂

Восстановительные

N₂+F₂=2NF_{3 (эл.разряд)}

N₂+O₂=2NO₍₂₀₀₀ ^оC_{,эл.разряд)}

Нитриды

Нитриды — соединения азота с менее электроотрицательными элементами, например, с металлами (AlN;TiNx;Na3N;Ca3N2;Zn3N2; и т. д.) и с рядом неметаллов (NH3, BN, Si3N4).

Физические св-ва:

Соединения азота с металлами чаще всего являются тугоплавкими и устойчивыми при высоких температурах веществами, например, эльбор. Нитридные покрытия придают изделиям твёрдость, коррозионную стойкость; находят применение в энергетике, космической технике.

Химические св-ва:

По типу хим. связи нитриды делят на ионные, ковалентные и металлоподобные (ионно-ковалентно-металлические). Атомы азота в нитридах могут принимать электроны партнера (образуется стабильная электронная конфигурация s2p6)или отдавать электрон партнеру (стабильная конфигурация sp3). В первом случае соед. обладают четко выраженной ионной связью, во втором-типично металлич., причем в обоих случаях им сопутствует определенная доля ковалентной составляющей. Ковалентная связь является основной в соединениях азота с бором и кремнием.

Нитриды с преим. ионной связью образуют металлы I и II гр. периодич. системы, атомы которых имеют внешние s-электроны. Эти нитриды имеют составы, отвечающие обычным валентным соотношениям, что обусловливает их ионный характер (они подвергаются гидролизу с выделением NH3, обладают высоким электрич. сопротивлением, проявляют полупроводниковые св-ва).

Li₃N + 3H₂O = 3LiOH + NH₃

К ковалентным нитридам относят нитрид бора, нитрид кремния, а также нитрид алюминия, нитриды галлияи индия. Ковалентные нитриды-диэлектрики; полупроводники.

Нитриды с преим. металлической связью образуют переходные металлы. Эти соединения характеризуются высокой электрич. проводимостью и ее положительным температурным коэф., высокими т-рами плавления, твердостью, высокой энтальпией образования.

Мех. св-ва нитридов зависят от прочности хим. связи, степени ее ковалентности, а также от структуры (величины зерен, состояния границ зерен, степени дефектности кристаллич. решетки). Большинство нитридов очень твердые и хрупкие в-ва, их пластич. деформация возможна только при высоких т-рах и напряжениях.

При нагр. на воздухе и в среде О2 нитриды разрушаются с образованием оксидов и выделением в осн. N2.

2Li₃N = 6Li + N₂

Нитриды бора, Si, Al, In, Ga и переходных металлов IV гр. устойчивы при нагр. в вакууме, нитриды элементов V, VI и VIII гр. разлагаются с выделением N2 и последоват. образованием низших нитридов и твердых р-ров азота в металлах.

P₃N₅ = 3PN + N₂

Нитриды металлов I и II гр. легко гидролизуются, разлагаются минер. к-тами и р-рами щелочей.

Li₃N + 3H₂O = 3LiOH + NH₃

Нитриды переходных металлов, Al, In, Ga, а также В и Si устойчивы к действию большинства к-т и щелочей, не взаимод. с водой.

Получают нитриды, из элементов при высоких т-рах в атмосфере N2

3Ca+N₂=Ca₃N₂

или NH3,

3Zn + 2NH_3(г) = Zn₃N₂ + 3H₂ или

а также восстановлением оксидов и галогенидов металлов в присут. азота.

Восстановление оксидов в присут. азота с образованием нитридов происходит по схеме:

М'-металл-восстановитель, Х-неметаллич. восстановитель (углерод, кремний, бор и т.д.).

Аммиак N^-3

NH₃

Физические св-ва:

Бесцветный газ с резким запахом, очень хорошо растворим в воде. Т. кипения: -33^оС. Ядовит. 10% р-р аммиака в воде-нашатырный спирт (Применяется как лекарственное средство и для бытовых нужд).

Строение молекулы:

Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является не поделённой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+. Благодаря тому, что не связывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.

Дата добавления: 2015-10-31