Введение

Азот — один из важнейших химических элементов, который играет ключевую роль в химии, биологии и промышленности. Он относится к неметаллам V группы Периодической системы (группа 15) и обладает высокой электроотрицательностью, образует широкий спектр соединений, включая аммиак, нитраты, нитриты и органические соединения.

Изучение химических и физических свойств азота и его простого вещества необходимо для:

• понимания химических процессов в природе;
• промышленного получения соединений азота;
• экологических и биохимических аспектов его применения;
• освоения теории строения атома и молекул неметаллов.

---

1. Положение азота в Периодической системе

• Группа: V (15)
• Период: 2
• Символ: N
• Атомный номер: 7
• Электронная конфигурация: 1s² 2s² 2p³

Азот имеет три неспаренных электрона во внешнем уровне, что определяет его способность образовывать тройные ковалентные связи (например, в молекуле N₂).

---

2. Физические свойства азота

2.1 Простое вещество N₂

• Молекула: двухатомная N≡N
• Газ без цвета и запаха
• Плотность: 1,25 кг/м³ (при 0 °C и 1 атм)
• Температура плавления: −210 °C
• Температура кипения: −196 °C
• Растворимость: плохо растворим в воде

2.2 Химическая инертность

• N₂ малоактивен при нормальных условиях из-за прочной тройной связи
• Требует высоких температур, давления или катализатора для реакций

---

3. Химические свойства азота

Азот проявляет химические свойства как неметалл и способен образовывать соединения с металлами и неметаллами.

3.1 Взаимодействие с металлами

1. Образование нитридов

• Реакции с активными металлами при нагревании:

2. Химическая активность

• Нитриды гидролизуются водой с образованием аммиака:

​

---

3.2 Взаимодействие с водородом

• При высоких температурах и катализаторе образуется аммиак:

• Это реакция Хабера, основа промышленного получения аммиака.

---

3.3 Взаимодействие с кислородом

1. Образование оксидов азота (NO, NO₂, N₂O, N₂O₅):

​

• NO и NO₂ — окислители и восстановители в зависимости от среды
• N₂O — “весёлый газ”, используется в медицине
• N₂O₅ — антипирен и окислитель

---

3.4 Взаимодействие с галогенами

• N₂ не реагирует с F₂ и Cl₂ при комнатной температуре
• При высоких температурах образуются галогениды:

​

---

4. Получение азота

4.1 Лабораторные методы

1. Разложение нитратов:

2. Действие щёлочей на азотсодержащие соли:

4.2 Промышленные методы

• Фракционная перегонка жидкого воздуха
• Промышленный азот получают как побочный продукт при производстве кислорода

---

5. Оксиды азота

5.1 Основные оксиды

5.2 Свойства оксидов

• Оксиды азота проявляют кислотные свойства, образуя соответствующие кислоты:

​

• Некоторые оксиды (NO) участвуют в окислительно-восстановительных реакциях

---

6. Применение азота

---

Вопросы для самопроверки

Теоретические

1. Какая электронная конфигурация атома азота?

2. Почему N₂ малоактивен при нормальных условиях?

3. Перечислите оксиды азота и их кислотные свойства.

4. Чем отличается NO₂ от N₂O₄?

5. В каких соединениях азот проявляет степень окисления +5?

Практические

1. Напишите уравнение реакции Mg с азотом.
2. Рассчитайте массу NH₃, образующуюся из 28 г N₂.
3. Составьте уравнение взаимодействия N₂O₅ с водой.
4. Определите продукты реакции NO₂ с NaOH.
5. Напишите реакцию образования NF₃.