Элементы главной подгруппы V группы периодической системы

К главной подгруппе V группы переодической системы принадлежат азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. Эти элементы имеют 5 электронов в наружном слое атома и характеризуются в целом как неметаллы. Высшая положительная степень окисления +5, а отрицательная -3. Не обладают кислотными свойствами.

В молекуле азота 2 атомы связаны тройной связью. Энергия диссоциации этой молекулы очень велика, поэтому термическая диссоциация азота делается заметной лишь при очень сильном нагревании. Азот – бесцветный газ, не имеющий запаха и весьма мало растворимый в воде. Он немного легче воздуха. Молекулярный азот – химически малоактивное вещество. При комнатной температуре он взаимодействует лишь с литием. При нагревании он начинает реагировать со многими металлами – с магнием, кальцием, титаном.Основное применение азот находит в качестве исходного продукта для синтеза аммиака и некоторых других соединений.

Аммиак – бесцветный газ с характерным резким запахом. Масса 1 л аммиака при нормальных условиях равна 0,77г. При охлаждении до -33,4°С аммиак под обычным давлением превращается в прозрачную жидкость, затвердевающую при – 77,8°С. Аммиак очень хорошо растворим в воде: 1 объем воды растворяет при комнатной температуре 700 объемов аммиака. Раствор аммиака в воде иногда называют нашатырным спиртом. В химическом отношении аммиак довольно активен; он вступает во взаимодействие со многими веществами. В аммиаке азот имеет самую низкую степень окисленности(-3). Поэтому аммиак обладает только восстановительными свойствами. Атомы водорода в его молекуле могут замещаться атомами металлов. При полном замещении водорода металлом образуются соединения, называемые нитридами. Реагируя с кислотами, находящимися в свободном состоянии или в растворе, аммиак нейтрализует их, образуя соли аммония.

Большинство солей аммония бесцветны и хорошо расворимы в воде. По некоторым своим свойствам они подобны солям щелочных металлов, особенно калия. Соли аммония в растворах ридролизуются. Соли аммония термически неустойчивы . При нагревании они разлагаются. Это разложение может происходить обратимо или необратимо.

· Сульфат аммония – удобрение

· Нитрат аммония – удобрение, образует взрывчатые смеси с горючими веществами, применяемые для взрывных работ.

· Хлорид аммония или нашатырь – красильное дело, ситцепечатание, при паянии и лужении, а также в гальванических элементах..

Гидразин – бесцветная жидкость, кипящая при 113,5°С, получается при действии гипохлорита натрия на концентрированный раствор аммиака. Гидразин – хороший восстановитель. При его горении в атмосфере воздуха или кислорода выделяется очень болшон количество теплоты, вследствие чего гидразин нашёл применение в качестве составной части топлива ракетных двигателей.

Гидразин и все его производные сильно ядовиты

Азот образует с кислородом ряд оксидов; все они могут быть получены из азотной кислоты или её солей.

· Оксид азота(I) или закись азота получается при нагревании нитрата аммония. Представляет собой бесцветный газ со слабым запахом и сладковатым вкусом. Малорастворим в воде. Оксид азота(I) –

термодинамически неустойчивое соединение. При комнатной температуре устойчив, но при увеличении температуры распадается на азот и кислород. Ни с водой, ни с кислотами, ни со щёлочью не реагирует. Большие количества действуют на нервную систему возбуждающе.

· Оксид азота(II) представляет собой бесцветный трудно сжижаемый газ. Жидкий оксид азота(II) кипит при -151,7°С и застывает при -163,7°С. В воде он мало растворим. По химическим свойствам он относится к числу безразличных оксидов, т.к не образует никаких кислот. Термодинамически неустойчив. В промышленности является промежуточным продуктом при производстве азотной кислоты. Для него характерна окислительно-восстановительная двойственность. Под действием сильных окислителей он окисляется, а в присутствии сильных восстановителей – восстанавливается.

· Диоксид азота(N2) – бурый ядовитый газ, обладающий характерным запахом. Он легко сгущается в красноватую жидкость, которая при охлаждении постепенно светлеет и при -11,2°С замерзает, образуя бесцветную кристаллическую массу. Диоксид – очень энергичный окислитель. Многие вещества могут гореть в атмосфере N2 , отнимая от него кислород. Пары диоксида ядовиты. Вдыхание их вызывает сильное раздражение дыхательных путей и может привести к серьёзному отравлению.

· Оксид азота(III) представляет собой тёмно-синюю жидкость, уже при низких температурах разлагающуюся на NO и N2. Оксиду соответствует азотистая кислота.

· Оксид азота(V) – белые кристаллы, уже при комнатной температуре разлагающиеся на N2 и 2. Оксид – очень сильный окислитель. Многие органические вещества при соприкосновении с ним воспламеняются. В воде он хорошо растворяется с образованием азотной кислоты.

Азотистая кислота – слабая одноосновная кислота, существует только в разбавленных водных растворах, окрашенных в слабый голубой цвет, и в газовой фазе. Кислота высокотоксична. Степень окисленности азота в азотистой кислоте равна +3, т.е. является промежуточной между низшими и высшей из возможных значений степени окисленности азота. Поэтому кислота проявляет окислительно-восстановительную двойственность.

Азотная кислота – бесцветная жидкость плотностью 1,51г/см³, при -42°С застывающая в прозрачную кристаллическую массу. Азотная кислота не

отличается прочностью. Уже под влиянием света она постепенно разлагается. Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот. Азотная кислота – один из энергичных окислителей.Азотная кислота действует почти на все металлы(кроме платины, золота, тантала, родия, иридия), превращая их в нитраты или оксиды. Концентрированная кислота пассивирует некоторые металлы. Азотная кислота – одно из важнейших соединений азота: в больших количествах она расходуется в производстве азотных удобрений, взрывчатых веществ и органических красителей, служит окислителем во многих химических процессах.

· Соли азотистой кислоты – нитриты. Они образуют кристаллы, хорошо растворимые в воде(кроме нитрита серебра). Нитрит натрия применяется при производстве различных красителей.

· Соли азотной кислоты – нитраты. Все они хорошо растворяются в воде, а при нагревании разлагаются с выделением кислорода. Нитраты при высокой температуре являются энергичными окислителями.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *