Selitra berish - Nitrogenium so'zi lotin tilidan shunday tarjima qilingan. Bu azotning nomi - atom raqami 7 bo'lgan kimyoviy element, davriy jadvalning uzun versiyasida 15-guruhni egallaydi. Oddiy modda shaklida u Yerning havo qobig'ida - atmosferada tarqalgan. Turli xil azotli birikmalar er qobig'ida va tirik organizmlarda uchraydi va ular sanoat, harbiy ishlar, qishloq xo'jaligi va tibbiyotda keng qo'llaniladi.
Nega azot "bo'g'uvchi" va "jonsiz" deb atalgan
Kimyo tarixchilarining ta'kidlashicha, Genri Kavendish (1777) bu oddiy moddani birinchi bo'lib olgan. Olim ishqordan foydalanib, reaksiya mahsulotlarini shimib olish uchun issiq ko‘mir ustida havo o‘tkazdi. Tajriba natijasida tadqiqotchi ko‘mir bilan reaksiyaga kirishmaydigan rangsiz, hidsiz gazni topdi. Kavendish nafas olish va yonish qobiliyatiga ega bo'lmagani uchun uni "bo'g'uvchi havo" deb atadi.
Zamonaviy kimyogar kislorodning uglerod bilan reaksiyaga kirishib, karbonat angidrid hosil qilishini tushuntiradi. Havoning qolgan "bo'g'uvchi" qismi asosan N2 molekulalardan iborat edi. O'sha paytda Cavendish va boshqa olimlar bu modda haqida hali bilishmagan, garchi azot va selitra birikmalari o'sha paytda xalq xo'jaligida keng qo'llanilgan. Olim noodatiy gaz haqida shu kabi tajribalarni o‘tkazgan hamkasbi Jozef Pristliga xabar berdi.
Shu bilan birga, Karl Scheele havoning noma'lum tarkibiy qismiga e'tibor qaratdi, lekin uning kelib chiqishini to'g'ri tushuntira olmadi. Faqat Daniel Ruterford 1772 yilda tajribalarda mavjud bo'lgan "bo'g'uvchi" "buzilgan" gaz azot ekanligini tushundi. Qaysi olimni uning kashfiyotchisi deb hisoblash kerak - fan tarixchilari bu haqda haligacha bahslashmoqda.
Ruterford tajribalaridan 15 yil o'tgach, mashhur kimyogar Antuan Lavuazye azotga ishora qilib, "buzilgan" havo atamasini boshqasiga - Nitrogeniumga o'zgartirishni taklif qildi. O'sha vaqtga kelib, bu moddaning yonmasligi, nafas olishni qo'llab-quvvatlamasligi isbotlangan. Shu bilan birga, ruscha "azot" nomi paydo bo'ldi, bu turli yo'llar bilan talqin qilinadi. Bu atama ko'pincha "jonsiz" degan ma'noni anglatadi. Keyingi ishlar materiyaning xossalari haqidagi keng tarqalgan fikrni rad etdi. Azotli birikmalar - oqsillar tirik organizmlar tarkibidagi eng muhim makromolekulalardir. Ularni qurish uchun o'simliklar tuproqdan mineral oziqlanishning zarur elementlarini - NO32- va NH4+ ionlarini o'zlashtiradi..
Azot kimyoviy element
Davriy tizim (PS) atomning tuzilishi va uning xossalarini tushunishga yordam beradi. Kimyoviy elementning davriy jadvaldagi o'rnini aniqlash mumkinyadro zaryadi, proton va neytronlar soni (massa soni). Atom massasining qiymatiga e'tibor berish kerak - bu elementning asosiy xususiyatlaridan biridir. Davr raqami energiya darajalari soniga mos keladi. Davriy jadvalning qisqa versiyasida guruh raqami tashqi energiya darajasidagi elektronlar soniga mos keladi. Keling, azotning davriy sistemadagi o'rni bo'yicha umumiy xarakteristikasidagi barcha ma'lumotlarni umumlashtiramiz:
- Bu metall boʻlmagan element, PSning yuqori oʻng burchagida joylashgan.
- Kimyoviy belgisi: N.
- Buyurtma raqami: 7.
- Nisbiy atom massasi: 14,0067.
- Uchuvchi vodorod birikmasi formulasi: NH3 (ammiak).
- Eng yuqori oksidi N2O5 hosil qiladi, unda azot valentligi V.
Azot atomining tuzilishi:
- Asosiy zaryad: +7.
- Protonlar soni:7; neytronlar soni: 7.
- Energiya darajalari soni: 2.
- Elektronlarning umumiy soni: 7; elektron formula: 1s22s22p3.
No7 elementning barqaror izotoplari batafsil oʻrganilgan, ularning massa raqamlari 14 va 15. Ularning zajigalkalari atomlarining tarkibi 99,64% ni tashkil qiladi. Qisqa muddatli radioaktiv izotoplar yadrolarida ham 7 ta proton mavjud va neytronlar soni juda katta farq qiladi: 4, 5, 6, 9, 10.
Tabiatdagi azot
Yerning havo qobig'ida oddiy moddaning molekulalari mavjud bo'lib, ularning formulasi N2. Atmosferadagi gazsimon azot miqdori hajmi bo'yichataxminan 78,1%. Bu kimyoviy elementning er qobig'idagi noorganik birikmalari turli ammoniy tuzlari va nitratlar (nitratlar) dir. Murakkablarning formulalari va eng muhim moddalarning nomlari:
- NH3, ammiak.
- NO2, azot dioksidi.
- NaNO3, natriy nitrat.
- (NH4)2SO4, ammoniy sulfat.
Oxirgi ikki birikmadagi azotning valentligi - IV. Ko'mir, tuproq, tirik organizmlar ham bog'langan N atomlarni o'z ichiga oladi. Azot aminokislotalar makromolekulalari, DNK va RNK nukleotidlari, gormonlar va gemoglobinning ajralmas qismidir. Inson tanasida kimyoviy elementning umumiy miqdori 2,5% ga etadi.
Oddiy modda
Ikki atomli molekulalar koʻrinishidagi azot hajmi va massasi boʻyicha atmosfera havosining eng katta qismidir. Formulasi N2 bo'lgan moddaning hidi, rangi va ta'mi yo'q. Bu gaz Yer havo qobig'ining 2/3 qismidan ko'prog'ini tashkil qiladi. Suyuq holda azot suvga o'xshash rangsiz moddadir. -195,8 °C da qaynatiladi. M (N2)=28 g/mol. Oddiy azot moddasi kisloroddan bir oz engilroq, uning havodagi zichligi 1 ga yaqin.
Molekuladagi atomlar 3 ta umumiy elektron juftini mahkam bogʻlaydi. Murakkab yuqori kimyoviy barqarorlikni namoyish etadi, bu uni kislorod va boshqa bir qator gazsimon moddalardan ajratib turadi. Azot molekulasi uning tarkibiy atomlariga parchalanishi uchun 942,9 kJ / mol energiya sarflash kerak. Uch juft elektronning aloqasi juda kuchli.2000 °C dan yuqori qizdirilganda parchalanadi.
Oddiy sharoitda molekulalarning atomlarga dissotsiatsiyasi amalda sodir boʻlmaydi. Azotning kimyoviy inertligi uning molekulalarida qutblanishning to'liq yo'qligi bilan ham bog'liq. Ular bir-biri bilan juda zaif o'zaro ta'sir qiladi, bu normal bosim va xona haroratiga yaqin haroratda materiyaning gazsimon holatining sababidir. Molekulyar azotning past reaktivligi inert muhit yaratish zarur bo'lgan turli jarayonlar va qurilmalarda qo'llaniladi.
N2 molekulalarining dissotsiatsiyasi atmosferaning yuqori qatlamlarida quyosh nurlanishi ta'sirida sodir bo'lishi mumkin. Atom azot hosil bo'lib, u normal sharoitda ba'zi metallar va metall bo'lmaganlar (fosfor, oltingugurt, mishyak) bilan reaksiyaga kirishadi. Natijada, yer sharoitida bilvosita olinadigan moddalar sintezi mavjud.
Azot valentligi
Atomning tashqi elektron qatlami 2 s va 3 p elektrondan hosil bo'ladi. Azotning bu salbiy zarralari boshqa elementlar bilan o'zaro ta'sirlashganda voz kechishi mumkin, bu uning qaytaruvchi xususiyatlariga mos keladi. Oktetaga etishmayotgan 3 ta elektronni biriktirib, atom oksidlanish qobiliyatini namoyon qiladi. Azotning elektromanfiyligi past, uning metall bo'lmagan xossalari ftor, kislorod va xlornikiga qaraganda kamroq aniqlanadi. Ushbu kimyoviy elementlar bilan o'zaro ta'sirlashganda, azot elektronlarni beradi (oksidlanadi). Manfiy ionlarga qaytarilishi boshqa nometallar va metallar bilan reaksiyalar bilan birga keladi.
Azotning tipik valentligi III. Ushbu holatdakimyoviy bog'lanishlar tashqi p-elektronlarni jalb qilish va umumiy (bog'lanish) juftlarni yaratish tufayli hosil bo'ladi. Azot ammoniy ioni NH4+.
. da uchraydigan elektron juftligi tufayli azot donor-akseptor aloqasini hosil qilishga qodir.
Laboratoriya va sanoat ishlab chiqarish
Laboratoriya usullaridan biri mis oksidining oksidlovchi xossalariga asoslangan. Azot-vodorod birikmasi ishlatiladi - ammiak NH3. Bu yomon hidli gaz kukunli qora mis oksidi bilan reaksiyaga kirishadi. Reaksiya natijasida azot ajralib chiqadi va metall mis (qizil kukun) paydo bo'ladi. Reaksiyaning yana bir mahsuloti bo‘lgan suv tomchilari trubaning devorlariga joylashadi.
Azotning metallar bilan birikmasidan foydalanadigan yana bir laboratoriya usuli bu aziddir, masalan, NaN3. Nopoklardan tozalash kerak bo'lmagan gaz bo'lib chiqdi.
Ammoniy nitrit laboratoriyada azot va suvga parchalanadi. Reaksiyani boshlash uchun isitish kerak, keyin jarayon issiqlik (ekzotermik) chiqishi bilan davom etadi. Azot aralashmalar bilan ifloslangan, shuning uchun u tozalanadi va quritiladi.
Sanoatda azot ishlab chiqarish:
- suyuq havoni fraksiyonel distillash - azot va kislorodning fizik xususiyatlaridan foydalanadigan usul (turli qaynoq nuqtalari);
- havoning qizg'ish ko'mir bilan kimyoviy reaksiyasi;
- adsorbsion gazni ajratish.
Metallar va vodorod bilan o'zaro ta'siri - oksidlovchi xususiyatlar
Kuchli molekulalarning inertligito'g'ridan-to'g'ri sintez yo'li bilan ba'zi azot birikmalarini olishga imkon bermaydi. Atomlarni faollashtirish uchun moddani kuchli isitish yoki nurlantirish kerak. Azot xona haroratida litiy bilan reaksiyaga kirishishi mumkin, magniy, k altsiy va natriy bilan reaksiya faqat qizdirilganda sodir bo'ladi. Tegishli metall nitridlari hosil bo'ladi.
Azotning vodorod bilan oʻzaro taʼsiri yuqori harorat va bosimlarda sodir boʻladi. Bu jarayon katalizatorni ham talab qiladi. Kimyoviy sintezning eng muhim mahsulotlaridan biri bo'lgan ammiak ma'lum bo'ldi. Azot oksidlovchi vosita sifatida o'z birikmalarida uchta manfiy oksidlanish darajasini ko'rsatadi:
- −3 (ammiak va azotning boshqa vodorod birikmalari nitridlardir);
- −2 (gidrazin N2H4);
- −1 (gidroksilamin NH2OH).
Eng muhim nitrid - ammiak sanoatda ko'p miqdorda ishlab chiqariladi. Azotning kimyoviy inertligi uzoq vaqt davomida katta muammo bo'lib qoldi. Selitra uning xomashyo manbai edi, ammo ishlab chiqarish oshgani sayin mineral zahiralar tez kamayib keta boshladi.
Sanoat miqyosida azotni biriktirishning ammiak usulining yaratilishi kimyo fani va amaliyotining katta yutugʻi boʻldi. To'g'ridan-to'g'ri sintez maxsus ustunlarda amalga oshiriladi - havo va vodoroddan olingan azot o'rtasidagi teskari jarayon. Bu reaksiyaning muvozanatini mahsulot tomon siljituvchi optimal sharoitlar yaratilganda, katalizator yordamida ammiak unumi 97% ga etadi.
Kislorod bilan o'zaro ta'siri - kamaytiruvchi xususiyat
Azot va kislorod reaksiyasini boshlash uchun kuchli isitish kerak. Atmosferadagi elektr yoyi va yashin razryadi yetarli energiyaga ega. Azot musbat oksidlanish holatida bo'lgan eng muhim noorganik birikmalar:
- +1 (azot oksidi (I) N2O);
- +2 (azot oksidi NO);
- +3 (azot oksidi (III) N2O3; azot kislotasi HNO2, uning tuzlari nitritlardir);
- +4 (azot (IV) dioksidi NO2);
- +5 (azot pentoksidi (V) N2O5, nitrat kislota HNO3, nitratlar).
Tabiatdagi ma'no
O'simliklar tuproqdan ammoniy ionlari va nitrat anionlarini o'zlashtiradi, kimyoviy reaktsiyalar uchun hujayralarda doimiy ravishda davom etadigan organik molekulalarning sintezidan foydalanadi. Atmosfera azotini nodul bakteriyalar - dukkakli o'simliklarning ildizlarida o'sish hosil qiluvchi mikroskopik mavjudotlar so'rishi mumkin. Natijada, bu o'simliklar guruhi kerakli ozuqa elementini oladi, u bilan tuproqni boyitadi.
Tropik yomg'irlar paytida atmosferada azot oksidlanish reaktsiyalari sodir bo'ladi. Oksidlar kislotalar hosil qilish uchun eriydi, suvdagi bu azot birikmalari tuproqqa kiradi. Elementning tabiatda aylanishi tufayli uning yer qobig'idagi va havodagi zahiralari doimiy ravishda to'ldiriladi. Tarkibida azot boʻlgan murakkab organik molekulalar bakteriyalar tomonidan noorganik komponentlarga parchalanadi.
Amaliy foydalanish
Eng muhim ulanishlarqishloq xo'jaligi uchun azot juda eriydigan tuzlardir. Karbamid, selitra (natriy, kaliy, k altsiy), ammoniy birikmalari (ammiak, xlorid, sulfat, ammoniy nitratning suvdagi eritmasi) o'simliklar tomonidan o'zlashtiriladi.nitratlar. O'simlik organizmining qismlari makronutrientlarni "kelajak uchun" saqlashga qodir, bu esa mahsulot sifatini yomonlashtiradi. Sabzavot va mevalarda nitratlarning ko'pligi odamlarda zaharlanishga, malign neoplazmalarning o'sishiga olib kelishi mumkin. Qishloq xo'jaligidan tashqari, azot birikmalari boshqa sohalarda ham qo'llaniladi:
- dorilarni olish uchun;
- makromolekulyar birikmalarning kimyoviy sintezi uchun;
- trinitrotoluoldan (TNT) portlovchi moddalar ishlab chiqarishda;
- boʻyoqlar ishlab chiqarish uchun.
Oksid YO'Q jarrohlikda qo'llanilmaydi, modda og'riq qoldiruvchi ta'sirga ega. Ushbu gazni nafas olayotganda hislarning yo'qolishini hatto azotning kimyoviy xossalarini birinchi tadqiqotchilari ham payqashgan. "Kulib turgan gaz" degan arzimas nom shunday paydo bo'ldi.
Qishloq xo'jaligi mahsulotlaridagi nitratlar muammosi
Nitrat kislota tuzlari - nitratlar - bir zaryadli anion NO3- o'z ichiga oladi. Hozirgacha ushbu moddalar guruhining eski nomi - selitra ishlatilgan. Nitratlar dalalarda, issiqxonalarda, bog'larda urug'lantirish uchun ishlatiladi. Ular ekishdan oldin erta bahorda, yozda - suyuq kiyinish shaklida qo'llaniladi. Moddalarning o'zi odamlar uchun katta xavf tug'dirmaydi, lekinorganizmda ular nitritlarga, keyin nitrozaminlarga aylanadi. Nitrit ionlari NO2- zaharli zarralardir, ular gemoglobin molekulalarida temir temirning uch valentli ionlarga oksidlanishiga olib keladi. Bunday holatda odamlar va hayvonlar qonining asosiy moddasi kislorodni olib o'tishga va to'qimalardan karbonat angidridni olib tashlashga qodir emas.
Ovqatning nitrat bilan ifloslanishi inson salomatligi uchun qanday xavfli:
- nitratlar nitrozaminlarga (kanserogenlar) aylanganda paydo boʻladigan xavfli oʻsmalar;
- yarali kolitning rivojlanishi,
- gipotenziya yoki gipertoniya;
- yurak etishmovchiligi;
- qon ivishining buzilishi
- jigar, oshqozon osti bezi, diabet rivojlanishi;
- buyrak etishmovchiligining rivojlanishi;
- anemiya, xotira, e'tibor, intellektning buzilishi.
Nitratlarning yuqori dozalari bilan turli xil ovqatlarni bir vaqtda iste'mol qilish o'tkir zaharlanishga olib keladi. Manbalar o'simliklar, ichimlik suvi, tayyorlangan go'shtli idishlar bo'lishi mumkin. Toza suvda namlash va pishirish ovqatlardagi nitrat miqdorini kamaytirishi mumkin. Tadqiqotchilarning aniqlashicha, xavfli birikmalarning yuqori dozalari yetilmagan va issiqxona o‘simliklari mahsulotlarida topilgan.
Fosfor azot kichik guruhining elementi
Davriy tizimning bir xil vertikal ustunida joylashgan kimyoviy elementlar atomlari umumiy xususiyatlarni namoyon qiladi. Fosfor uchinchi davrda joylashgan, azot kabi 15-guruhga kiradi. Atomlarning tuzilishielementlar o'xshash, ammo xususiyatlarda farqlar mavjud. Azot va fosforning metallar va vodorod bilan birikmalarida manfiy oksidlanish darajasi va valentlik III namoyon bo'ladi.
Fosforning koʻpgina reaksiyalari oddiy haroratlarda sodir boʻladi, u kimyoviy faol element hisoblanadi. U kislorod bilan oʻzaro taʼsirlanib, yuqoriroq oksid P2O5 hosil qiladi. Ushbu moddaning suvli eritmasi kislota (metafosforik) xususiyatlariga ega. U qizdirilganda ortofosfor kislotasi olinadi. U bir necha turdagi tuzlarni hosil qiladi, ularning ko'pchiligi mineral o'g'itlar, masalan, superfosfatlar bo'lib xizmat qiladi. Azot va fosfor birikmalari sayyoramizdagi moddalar va energiya aylanishining muhim qismi bo'lib, ular sanoat, qishloq xo'jaligi va boshqa faoliyat sohalarida qo'llaniladi.
