Реферат: Главные элементы жизни: азот и фосфор
ОТЧЁТ ПО ХИМИИ
ЛЕКЦИЯ №4
ТЕМА :
ГЛАВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ЖИЗНИ:
АЗОТ И ФОСФОР
Масленниковой Инны
9 «Б» класс
Общая характеристика подгруппы азота.
Подгруппу азота составляют пять элементов: азот, фосфор, сурьма, мышьяк и висмут. Это элементы V группы периодической системы Д. И. Менделеева На внешнем энергетическом уровне их элементы имеют по пять электронов – ns2 np3 . Поэтому высшая степень окисления этих элементов равна +5, низшая -3, характерна и +3.
Свойства элементов подгруппы азота
| Свойства | N | P | As | Sb | Bi |
| Заряд ядра | 7 | 15 | 33 | 51 | 83 |
| Валентные электроны | 2s2 2p3 | 3s2 3p3 | 4s2 4p3 | 5s2 5p3 | 6s2 6p3 |
| Энергия ионизации атома, эВ | 14,5 | 19,5 | 9,8 | 8,6 | 7,3 |
| Относительная электроотрицательность | 3,07 | 2,1 | 2,2 | 1,87 | 1,67 |
| Степень окисления в соеденениях | +5, +4, +3, +2, +1, -3, -2, -1 | +5, +4, +3, +1, -3, -2 | +5, +3, -3 | +5, +3, -3 | +5, +3, -3 |
| Радиус атома | 0,071 | 0,13 | 0,15 | 0,16 | 0,18 |
| Температура плавления | -209,9 | 44,3 | 816,9 | 630,8 | 271,4 |
| Температура кипения | -195,9 | 279,9 | 615,9 | 1634,9 | 1559,3 |
С водородом элементы подгруппы азота образуют соединения состава RH3 . Молекулы RH3 имеют пирамидальную форму. В соединениях связи с водородом более прочные, чем в соответствующих соединениях подгруппы кислорода и особенно подгруппы галогенов. Поэтому водородные соединения элементов подгруппы азота в водных растворах не образуют ионов водорода. С кислородом элементы подгруппы азота образуют оксиды общей формулы R2 O3 и R2 O5 . Оксидам соответствуют кислоты HRO2 и HRO3 (и ортокислоты H3 RO4 , кроме азота). В пределах подгруппы характер оксидов изменяется так: N2 O3 – кислотный оксид; P4 O6 – слабокислотный оксид; As2 O3 – амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств; Sb2 O3 - амфотерный оксид с преобладанием основных свойств; Bi2 o3 – основный оксид. Таким образом, кислотные свойства оксидов состава R2 O3 и R2 O5 уменьшаются с ростом порядкового номера элемента. В подгруппе с ростом порядкового номера неметаллические свойства убывают, а металлические усиливаются. Этим объясняется уменьшение прочности водородных соединений RH3 от NH3 к BiH3 , а также уменьшение прочности кислородных соединений в обратном порядке.
Элементы V А-подгруппы открывались в разное время, знания о них накапливались на протяжении столетий, постепенно увеличиваясь и углубляясь.
Хронология открытия химических элементов V А-подгруппы
| Элемент | Дата и авторы открытия | Город, страна |
| N | 1772г, Д. Резердорф | Эдинбург, Шотландия |
| P | 1669г, Х. Брант |
Гамбург, Германия |
| As | 1250г, Альберт Великий | Больштедт, Германия |
| Sb | Известен с древних времён | |
| Bi | Известен с XV века | |
Степени окисления N и Р и отвечающие им соединения
| N-3 | NH3 , Mg3 N2 , NH4 OH, NH4 Cl |
| N-2 | N2 H4 |
| N-1 | N2 H2 , NH2 OH |
| N0 | N, N2 |
| N+1 | N2 O |
| N+2 | NO |
| N+3 | N2 O3 , HNO2 , NaNO2 , NCl3 |
| N+4 | NO2 , N2 O4 |
| N+5 | N2 O5 , HNO3 , KNO3 |
| P-3 | PH3 |
| P-2 | P2 H4 |
| P0 | P, P2 , P4 |
| P+3 | PCl3 , P2 O3 , H3 PO3 |
| P+5 | PCl5 , P2 O5 , P4 O10 , HPO3 , H3 PO4 , H4 P2 O2 , Na3 PO4 , CaHPO4 |
Азот.
Азот в природе встречается главным образом в свободном состоянии. В воздухе объёмная доля его составляет 78,09%. Соединения азота в небольших количествах содержатся в почвах. Азот входит в состав белковых веществ и многих естественных органических соединений. Общее содержание азота в земной коре 0,01%. В технике азот получают из жидкого воздуха: воздух переводят в жидкое состояние, а затем испарением отделяют азот от менее летучего кислорода (tкип азота -195,8о С, кислорода -183о С). Полученный таким образом азот содержит примеси благородных газов (преимущественно аргона). Чистый азот можно получить в лабораторных условиях, разлагая при нагревании нитрит аммония:
t
NH4 OH2 =N2 + H2 O
Атом азота имеет следующее строение:
Молекула азота образована тройной ковалентной связью атомов: двумя пи-связями и одной сигма - связью. Молекула азота распадается на атомы при температуре 2000о С. Жидкий азот хранится в сосуде Дьюра.
Физические свойства азота. Азот – газ без цвета, вкуса и запаха, легче воздуха, растворимость в воде меньше, чем у кислорода.
Химические свойства азота. Молекула азота состоит из двух атомов, длина между ними очень мала, Тройная связь и её малая длина делают молекулу весьма прочной. Этим объясняется малая реакционная способность азота при обычной температуре.
При комнатной температуре азот непосредственно соединяется с литием:
6Li + N2 = 2Li3 N
C другими металлами он реагирует лишь при высоких температурах, образуя нитриды:
t o t o
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--