Азот не реагирует с серой, углеродом, фосфором, кремнием и некоторыми другими неметаллами.

Реферат

VA группа элементов

1.Общая характеристика группы

2.Азот

3.Фосфор

4.Мышьяк

5.Сурьма

6.Висмут

Общая характеристика группы

К главной подгруппе V группы периодической системы принадлежат p-элементы: азот N, фосфор P, мышьяк As, сурьма Sb и висмут Bi. Атомы этих элементов имеют на внешнем энергетическом уровне по пять электронов - ns2np3.

Наличие трех неспаренных электронов на внешнем энергетическом уровне объясняет то, что в нормальном, невозбужденном состоянии валентность элементов подгруппы азота равна трем.

Внешний уровень азота состоит только из двух подуровней - 2s и 2p. Атом азота может отдать с 2s-подуровня один электрон другому атому с большей электроотрицательностью и перейти в четырехвалентный ион N+.

У атомов остальных элементов подгруппы азота на внешних энергетических уровнях имеются вакантные ячейки d-подуровня, поэтому они могут распарить один электрон с s-подуровня и перенести его на d-подуровень. Таким образом, валентность фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута равна 5.

Элементы подгруппы на внешнем электрослое имеют пять электронов. Они могут отдавать их, и могут притягивать к себе еще три электрона от других атомов. Поэтому степень окисления у них от - 3 до +5. Их летучие водородные и высшие кислородные соединения имеют кислотный характер и обозначаются общими формулами: RH₃ и R₂O₅.

У элементов подгруппы неметаллические свойства, а вместе с тем и способность к притягиванию электронов меньше, чем у элементов подгрупп галогенов и кислорода.

В подгруппе азота в периодической системе при переходе элементов сверху вниз металлические свойства увеличиваются.

Азот и фосфор - неметаллы, у мышьяка и сурьмы наблюдаются свойства металлов, висмут - металл.

Азот

АЗОТ (лат. Nitrogenium — рождающий селитры), N, химический элемент второго периода VA группы периодической системы, атомный номер 7, атомная масса 14, 0067. В свободном виде — газ без цвета, запаха и вкуса, плохо растворим в воде. Состоит из двухатомных молекул N2, обладающих высокой прочностью. Относится к неметаллам.

У атома азота есть три неспаренных электрона, поэтому по обменному механизму он может образовать три ковалентных связи. Еще одну ковалентную связь он может образовать по донорно-акцепторному механизму, при этом атом азота приобретает положительный формальный заряд +1 е. Таким образом, максимально азот пятивалентен, но его максимальная ковалентность равна четырем.(Именно этим объясняется часто свтречающееся утверждение о том, что азот не может быть пятивалентным)

Природный азот состоит из стабильных нуклидов 14N (содержание в смеси 99, 635% по массе) и 15N. Конфигурация внешнего электронного слоя 2s22р3. Радиус нейтрального атома азота 0, 074 нм, радиус ионов: N3– — 0, 132, N3+ — 0, 030 и N5+ — 0, 027 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома азота равны, соответственно, 14, 53, 29, 60, 47, 45, 77, 47 и 97, 89 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность азота 3, 05.

Название: название от греческой a (отрицательная приставка) и zoe — жизнь (не поддерживает дыхания и горения).

Физические и химические свойства: плотность газообразного азота при 0°C 1, 25046 г/дм3, жидкого азота (при температуре кипения) — 0, 808 кг/дм3. Газообразный азот при нормальном давлении при температуре –195, 8°C переходит в бесцветную жидкость, а при температуре –210, 0°C — в белое твердое вещество. В твердом состоянии существует в виде двух полиморфных модификаций: ниже –237, 54°C устойчива форма с кубической решеткой, выше — с гексагональной.

Критическая температура азота –146, 95°C, критическое давление 3, 9МПа, тройная точка лежит при температуре –210, 0°C и давлении 125, 03 гПа, из чего следует, что азот при комнатной температуре ни при каком, даже очень высоком давлении, нельзя превратить в жидкость.

Теплота испарения жидкого азота 199, 3 кДж/кг (при температуре кипения), теплота плавления азота 25, 5 кДж/кг (при температуре –210°C).

Энергия связи атомов в молекуле N2 очень велика и составляет 941, 6 кДж/моль. Расстояние между центрами атомов в молекуле 0, 110 нм. Это свидетельствует о том, что связь между атомами азота тройная. Высокая прочность молекулы N2может быть объяснена в рамках метода молекулярных орбиталей. Энергетическая схема заполнения молекулярных орбиталей в молекуле N2 показывает, что электронами в ней заполнены только связывающие  - и  -орбитали. Молекула азота немагнитна (диамагнитна).

Из-за высокой прочности молекулы N2 процессы разложения различных соединений азота (в том числе и печально знаменитого взрывчатого вещества гексогена) при нагревании, ударах и т. д. приводят к образованию молекул N2. Так как объем образовавшегося газа значительно больше, чем объем исходного взрывчатого вещества, гремит взрыв.

Химически азот довольно инертен и при комнатной температуре реагирует только с металлом литием с образованием твердого нитрида лития Li3N. В соединениях проявляет различные степени окисления (от –3 до +5). С водородом образует аммиак NH3. Косвенным путем (не из простых веществ) получают гидразин N2H4 и азотистоводородную кислоту HN3. Соли этой кислоты — азиды. Азид свинца Pb(N3)2 разлагается при ударе, поэтому его используют как детонатор, например, в капсюлях патронов.

Известно несколько оксидов азота. С галогенами азот непосредственно не реагирует, косвенными путями получены NF3, NCl3, NBr3 и NI3, а также несколько оксигалогенидов (соединений, в состав которых, кроме азота, входят атомы и галогена, и кислорода, например, NOF3).

Галогениды азота неустойчивы и легко разлагаются при нагревании (некоторые — при хранении) на простые вещества. Так, NI3 выпадает в осадок при сливании водных растворов аммиака и иодной настойки. Уже при легком сотрясении сухой NI3 взрывается:

2NI3 = N2 + 3I2.

Азот не реагирует с серой, углеродом, фосфором, кремнием и некоторыми другими неметаллами.

При нагревании азот реагирует с магнием и щелочноземельными металлами, при этом возникают солеобразные нитриды общей формулы М3N2, которые разлагаются водой с образованием соответствующих гидроксидов и аммиака, например:

Са3N2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3.

Аналогично ведут себя и нитриды щелочных металлов. Взаимодействие азота с переходными металлами приводит к образованию твердых металлоподобных нитридов различного состава. Например, при взаимодействии железа и азота образуются нитриды железа состава Fe2N и Fe4N. При нагревании азота с ацетиленом C2H2 может быть получен цианистый водород HCN.