Азот.Фосфор.

                       Азот.Фосфор.

(Здравствуйте уважаемый читатель.Наше настоятельное пожелание-посетите главную страницу сайта.)

 

N (nitrogenium),
химический элемент (атномер 7VA подгруппы периодической системы элементовАтмосфера Землисодержит 78% (об.) азотаЧтобы показатькак велики эти запасы азотаотметимчто в атмосфере над каждым квадратным километром земной поверхности находится столько азотачто из него можно получить до50 млнт нитрата натрия или 10 млнт аммиака (соединение азота с водородоми все же это составляет малую долю азотасодержащегося в земной кореСуществование свободного азота свидетельствует о его инертности и трудности взаимодействия с другими элементами при обычной температуреСвязанный азот входит в состав как органическойтак и неорганической материиРастительный и животный мир содержит азотсвязанный с углеродом и кислородом в белкахПомимо этого известны и могут быть получены в больших количествах азотсодержащие неорганические соединениятакиекак нитраты (NO3-), нитриты(NO2-), цианиды (CN-), нитриды (N3-) и азиды (N3-).

Строение ядра и электронных оболочек. В природе существуют два стабильных изотопа азота: с массовым числом 14 (N содержит 7 протонов и 7 нейтронови с массовым числом 15 ( содержит 7 протонов и нейтронов). Их соотношение составляет 99,635:0,365поэтому атомная масса азота равна 14,008Нестабильные изотопы азота 12N13N16N17N получены искусственноСхематически электронное строение атома азота таково: 1s22s22px12py12pz1Следовательнона внешней (второйэлектронной оболочке находится 5 электроновкоторые могут участвовать в образовании химических связейорбитали азота могут также принимать электроныт.евозможно образование соединений со степенью окисления от (-IIIдо (V), и они известны.

 Узнать стоимость учебной работы за 15 мин:

 

 



 

Молекулярный азот. Из определений плотности газа установленочто молекула азота двухатомнат.емолекулярная формула азота имеет вид NєN (или N2). У двух атомов азота три внешних 2pэлектрона каждого атома образуют тройную связь :N:::N:формируя электронные парыИзмеренное межатомное расстояние NNравно 1,095 .

 

Как и в случае с водородом (смВОДОРОД), существуют молекулы азота с различным спином  ядра — симметричные и антисимметричныеПри обычной температуре соотношение симметричной и антисимметричной форм равно 2:1В твердом состоянии известны две модификации азота: a — кубическая и b— гексагональная с температурой перехода a (rb —237,39° СМодификация b плавится при —209,96° С и кипит при —195,78° C при 1 атм (смтабл1). Энергия диссоциации моля (28,016 г или 6,023*10 23 молекулмолекулярного азота на атомы (N2 2Nравна примерно —225 ккалПоэтому атомарный азот может образовываться при тихом электрическом разряде и химически более активенчем молекулярный азот.

Химические свойства. Как уже было отмеченопреобладающим свойством азота при обычных условиях температуры и давления является его инертностьили малая химическая активностьЭлектронная структураазота содержит электронную пару на 2sуровне и три наполовину заполненные орбиталипоэтому один атом азота может связывать не более четырех других атомовт.еего координационное число равно четыремНебольшой размер атома также ограничивает количество атомов или групп атомовкоторые могут быть связаны с нимПоэтому многие соединения других членов подгруппы VA либо вовсе не имеют аналогов среди соединений азоталибо аналогичные соединения азота оказываются нестабильнымиТакPCl5 — стабильное   соединениеа NCl5 не существуетАтом азота способен связываться с другим атомом азотаобразуя некоторое число достаточно стабильных соединенийтакиекак гидразин N2H4 и азиды металлов MN3Такой тип связи необычен для химических элементов (за исключением углерода и кремния).

 

При повышенных температурах азот реагирует со многими металламиобразуя частично ионные нитриды MxNyВ этих соединениях азот заряжен отрицательноВ табл2 приведены степени окисления и примеры соответствующих соединений.

ФОСФОР

ФО́СФОР (лат. — Phosphopus), Р (читается «пэ»), химический элемент с атомным номером 15атомная масса30,973762Расположен в группе VA в 3 периоде периодической системыИмеет один стабильный нуклид 31РКонфигурация внешнего электронного слоя 3s2р3В соединениях проявляет степени окисления от –3 до +5Валентности от III до VСамая устойчивая степень окисления в соединениях +5.
Радиус нейтрального атома P 0,134 нмрадиус ионов: Р3 0,186 нмР3+ 0,044 нм (координационное число 6иР5+— 0,017 нм (координационное число 4и 0,038 нм (координационное число 6). Энергии последовательнойионизации нейтрального атома P равны 10,48619,7630,1651,4 и 65 эВСродство к электрону 0,6 эВЭлектроотрицательность по Полингу 2,10. Неметалл.
Нахождение в природе
Содержание в земной коре 0,105по массечто значительно превосходит содержаниенапримеразота (см.АЗОТ). В морской воде 0,07 мг/лВ свободном виде в природе фосфор не встречаетсяно он входит в состав 200 различных минераловНаиболее известны фосфорит (см. ФОСФОРИТЫкальция Са3(РО4) 3апатиты(см. АПАТИТЫ) (фторапатит 3Са3 (РО4 ) 3 ·СаF2илиCa5 (PO 4 )3F), монацит (см. МОНАЦИТ),бирюза (см.БИРЮЗА). Фосфор входит в состав всех живых организмов.
Получение
Производство фосфора осуществляется электротермическим восстановлением его из фосфоритов и апатитовпри 14001600°C коксом в присутствии кремнезема:
2Са3(РО4)2 + 6SiO2 + 10C = P4 + 6CaSiO3 + 10CO
4Са5(РО4)3F +21SiO2 +30C = 3P4 + 20CaSiO3 + 30CO + SiF4
Выделяющиеся пары Р4 далее обрабатывают перегретым водяным паром для получения термическойфосфорной кислоты Н3РО4:
Р4 + 14Н2О = 3РО4 + 2
При десублимации паров Р4 образуется белый фосфорЕго перерабатывают в красный фосфор нагреваниембез доступа воздуха при температуре 200300°C в реакторахснабженных шнековым измельчителем реакционной массы.
Химические свойства
Фосфор в соединениях главным образом ковалентенФосфор обладает свободными 3dорбиталямичтоприводит к образованию донорноакцепторных связейНаиболее активен белый фосфорОн окисляется навоздухеОкисление происходит по механизму цепных реакций и сопровождается хемолюминесценциейПригорении фосфора в избытке кислорода получается P2O5который образует димеры Р4О10 и тетрамеры Р8О20При недостатке кислорода получается P2O3Самовоспламеняется на воздухе за счет выделяющейся приокислении теплотыКрасный фосфор на воздухе окисляется медленноне самовоспламеняетсяЧерныйфосфор на воздухе не окисляется.
Оксид фосфора(V) — кислотный оксидОн реагирует с водой с выделением большого количества теплотыПри этом сначала образуется полимерная метафосфорная кислота (НРО3)nПри обработке горячей водой онапревращается в трехосновную ортофосфорную кислоту средней силы Н3РО4:
Р4О10 + 2О = (НРО3)4; (НРО3)4 + 2О = 3РО4
или Р2О5 + 2О = 3РО4
Фосфор взаимодействует с галогенами с выделением большого количества теплаС FClBr образуеттригалогениды и пентагалогенидыс I — только триодид РI3Все галогениды фосфора легко гидролизуются доортофосфорной Н3РО4фосфористой Н3РО3 и галогеноводородной кислот:
РСl5 + 2О = Н3РО4 + 5НСl
PI3 + 3H2O = H3PO3 + 3HI
Тригалогениды фосфора представляют собой трехгранную пирамидув основании которой расположеныатомы галогенова в вершине находится атом фосфораМолекула пентагалогенида представляет собой дветрехгранные пирамидыимеющие общую граньПолучены оксигалогениды фосфора РОF3РОСl3 и РОBr3.
С серой фосфор образует сульфиды Р4S3Р4S5Р4S7Р4S10Известны оксисульфиды фосфора: P2O3S2P2O2S3P4O4S3P6O10S5P4O4S3Реагирует фосфор с Se и Teобразует соединения с Si и C (PC3).
С водородом непосредственно в реакцию не вступаетПри взаимодействии с разбавленным растворомгидроксида калия КОН образуется газообразный фосфин РН3:
 + 3КОН +2О = 3КН2РО2 + РН3
Как примесь при этом образуется также дифосфин Р2Н4Оба фосфина имеют характерный запах тухлойрыбы.
Фосфин РН3 по химическим свойствам напоминает аммиак NH3но менее устойчив.
Фосфор при сплавлении реагирует с металламиС щелочноземельными образует ионные фосфидыМ3Р2,разлагающиеся при контакте с водой:
Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)22PH3,
Са3Р2 + 2О = 3Са(ОН)2 + 2РН3
Со переходными металлами фосфор образует металлоподобные фосфиды Mn3PFePNi2P.
Фосфор входит в состав неорганических кислотЭто ортофосфорная кислота Н3РО4 (ее соли — ортофосфатымоногидрофосфатыNa2HPO4 и дигидрофосфатыСа(Н2РО4)2); метафосфорная кислота(НРО3)n (ее соли — метафосфаты), одноосновная фосфорноватистая кислота Н3РО2 (ее соли — гипофосфитыNaН2РО2), двухосновная фосфористая кислота Н3РО3 (ее соли — фосфитыNa2HPO3).
Фосфор входит в состав органических эфировспиртов и кислот: фосфиновых RRP(O)OHфосфонистыхRH2PO2 и фосфоновых RP(O)(OH)2где R и R — органические радикалы.

Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.