Beshinchi guruxning p-elementlari. Azot va uning birikmalari

Beshinchi guruxning p-elementlari. Azot va uning birikmalari

Azot davriy sistemaning II davr, beshinchi bosh guruppasiga mansub element. Tartib raqami yoki yadro zaryadi 7 ga teng. Tipiq metalmas.

Erkin kо‘rinishda oddiy modda hosil qiladi, u ikki atomli molekula N2 dan tuzilgan.

Azot molekulasining tuzilishi: :N:::N: yoki N ≡ N (uchlamchi bog‘ning 1s va 2p bog‘). 1,094A

Azot molekulasini dissosiyalanish energiyasi N2 → 2N + 224,5 kkal/mol juda katta.

Azotni birinchi marta 1772 yilda (Sheyele Shvesiya, Rezerford Shotlandiya) aniqlagan va identifikasiyalashtirilgan (aynan azot ekanligi isbotlangan).

Azot atomida uglerod atomiga nisbatan bitta elektron kо‘p, Xund qoidasi bо‘yicha ana shu elektron 2r pog‘onachadagi bо‘sh orbitalni egallaydi. 2r pog‘onachadagi 3 ta toq elektronlari azotning 3 kovalentligiga mas’uldirlar. Azotda 2 s pog‘onachalaridagi juft elektronlarni

uyg‘ongan holatga о‘tkazish imkoniyati yо‘q (unda bо‘sh orbitallar yо‘q).

Shu sababli aztoning maksimal kovalentligi 4 ga teng. Bunda 3 ta kovalent bog‘ almashinish mexanizmi hisobiga hosil bо‘ladi. Azot har xil oksidlanish darajasini namoyon qilishga qodir: -3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5 bulardan -3,+3 va +5 oksidlanish darajasidagi hosilalari eng kо‘p uchraydi.

Azot tabiatda yer qobig‘ida birikma holidagi azot 0,01 mas % ni tashkil qiladi. 75 mas. % (78,1 hajm%) atmosferdagi molekula N2 holida tо‘plangan yoki 4·1015 t. tashkil qiladi. Bog‘langan azot nitratlar shaklidagi minerallarni tashkil qiladi:

NaNO3-Chili selitrasi;

KNO3-Hind selitrasi;

Ca(NO3)2 –Norvegiya selitrasi.

Bulardan tashqari azot murakkab organik hosilalar oqsillar tarkibiga kiradi. Bog‘langan azot neft tarkibida (1,5 mas. % qismgacha),

toshkо‘mirda (2,5 mas %) uchraydi. Tarkibida azot bо‘lgan organik moddalar chiriganda va yoqilg‘ilar yondirilganda bog‘langan azot erkin azotga aylanadi va atmosferaga kо‘tariladi. Bunda oz miqdorda ammiak, azotning oksidi va dioksidlari ham birgalikda hosil bо‘ladi.

Yerning birlamchi atmosferasi ammiak bо‘lgan bо‘lishi mumkin degan taxminlar bor. Uning asosiy manbasi vulqon otilganda metall nitridlarini suv va suv bug‘lari bilan ta’sirlashuviga xizmat qilgan.

Quyosh nurlanishidagi UB nurlari ammiakning qisman dissosiyalanishiga olib kelgan va erkin azot tо‘plangan.

Atmosferada elektr razryadlari ta’sirida (chaqmoq chaqqanda) azot oksidlariga aylangan va ularni suvda erishi keyingi hisobda nitratlarning hosil bо‘lishiga olib kelgan. Bu kо‘rinishda azot о‘simliklar tomonidan о‘zlashtirilgan ularni tirik organizmlar iste’mol qilib oqsilga aylantirganlar. Organik qoldiqlarning chirishi va parchalanishidan azot yana molekulyar shaklga о‘tgan va atmosferada tо‘plangan.

Shunday qilib, azotning tabiatda aylanishi uning erkin holda tо‘planishiga olib keladi.

N2 molekulasi uning mavjudligini eng barqaror shakli, shu bilan azotni bog‘lash mumkin. Bog‘langan azotni о‘simliklar va hayvonlar tomonidan qabul qilishi, atrof muhitda azot birikmalarining kamayishiga olib keladi. Bu yetishmovchilik sun’iy yо‘l bilan tо‘ldiriladi,

modomiki, bog‘langan azotni tabiiy tо‘lishi (chaqmoq, azobakteriyalar faoliyati asosida) bilan uning yо‘qolishi kompensasiyalanmaydi (tо‘lmaydi).

Havo azotini bog‘lash muammosi hozirgi zamon kimyo texnologiyasining eng asosiy muammollaridan biridir:

Havo azotini bog‘lashni bir necha usullari mavjud:

1. Sintez usuli – bu usul erkin azot bilan kislorodning о‘zaro ta’siriga asoslangan: N2 +O2 ↔ 2NO

Bu reaksiya shunchalik endotermikki, hatto 30000S da ham muvozanat sezilarli darajada о‘ngga siljimaydi. Bu usul iqtisodiy jihatidan qulay emas.

2. Kalsiy sianamid usuli. Bu jarayon bir necha bosqichdan iborat bо‘lib, bu usulda qimmatbaho mahsulot SaS2 sarf bо‘ladi. Shu sababli bu usul iqtisodiy jihatdan ancha qimmatga tushadi.

1) SaSO3t0CSaO + SO2

2) CaO + 3C = CaC2 + CO↑

3) CaC2 + N2 = CaCN2 + C

4) CaCN2 + 3H2O = CaCO3 + 2NH3↑

3. Azotni turli kompleks birikmalarga bog‘lash usuli 1980

yillarda azotni nitrogenil komplekslarga bog‘landi:

[Ru(NH3)5H2O]2+ + N2 ↔ [Ru(NH3)5N2]2+ + H2O

[Fe(CN)5 NO]2- + NH3 ↔ [Fe(CN)5 N2]3- + H3O+

Bu kompleks birikmalar parchalanganda azot-ammiak yoki uning hosilalari holida emas, balki yana erkin azot holida ajralib chiqadi.

Bunday komplekslarga bog‘langan azotni birikma ammiak holiga о‘tkazish imkoniyati bо‘lmadi.

4. Azotni bog‘lash muammosini yechishni maxsus va eng ahamiyatlisi uni ammiakka bog‘lash, keyin esa uni katalitik oksidlashdir:

N2 + 3H2 →2NH3 kat = Fe qirindisi + KAlO2, t = 450-6000C

va о‘rta bosim (p = 300 - 600 atm).

Azotning olinishi

Texnikada azot suyuq havoni fraksiyalab haydab olinadi. Bunda birinchi navbatda kо‘proq uchuvchan moddalar azot va inert gazlar ajraladi (haydaladi). Inert gazlar–azotni kimyo va boshqa ishlab chiqarish sohalarida inert muhit hosil qilish uchun ishlatiladigan hollarda

halaqit bermaydi. Azot tarkibidagi qо‘shimcha (bir necha foizgacha kislorod bо‘ladi) lardan uni qizdirilgan metallik mis ustidan о‘tkazib tozalanadi. Bunda hamma kislorod oksidga bog‘lanadi:

2Cu + O2

0 t

2CuO

401

Laboratoriyada azot ammoniy xlorid va natriy nitritlarning kuchli eritmalari aralashmasini qizdirib olinadi. Dastlab almashinish reaksiyasi bо‘yicha termik beqaror ammoniy nitrit hosil bо‘ladi:

NH4Cl + NaNO2 = NaCl + NH4NO2 keyin u parchalanadi:

NH4NO2

0 t

N2 + 2H2O

NH4Cl + NaNO2

0 t

N2 + 2H2O + NaCl

Azot ammiakni brom bilan oksidlab ham olinishi mumkin.

2NH3 + 3Br2 = 6HBr + N2

Eng toza azot metall azidlarni parchalab olinadi

2NaN3 = 2Na + 3N2

Azotning biologik ahamiyati

Azot- hayotiy muhim element, chunki u oqsillar va nuklein kislotalar tarkibiga kiradi. Azotni havoda tо‘g‘ridan-tо‘g‘ri ayrim bakteriyalar о‘zlashtira oladi, boshqa hamma organizmlar faqat azot birikmalarini о‘zlashtiradi.

О‘simliklar azotni tuproqdan anorganik moddalar nitratlar yoki ammoniy tuzlari holida о‘zlashtirsalar; tirik organizmlar organik bog‘langan azotni hayvonot yoki о‘simlik ozuqalari sifatida qabul qiladilar. Tuproqda azot asosan NH 4 va NO

3 ayrim hollarda NO 2 holida uchraydi.

Tuproqda bir vaqtning о‘zida musbat 5 3

