химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

= N2 + 2Н20

Основная масса получаемого азота используется для синтеза аммиака; азот применяют также для создания инертной атмосферы в химических и других производствах.

2H,N

N2

Соединения азота (—III). При высоких температурах азот окисляет многие металлы и неметаллы, образуя нитриды:

3Mg + N2 = Mg3N2; 2В + N2 = 2BN; ЗН2

Свойства нитридов более или менее закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы. Например, в малых периодах наблюдается переход от основных нитридов к кислотным:

374

375

Na3N, Mg3N2 A1N Si3N4, P3N5, S4N4, C13N

основные амфотерный кислотные

Нитриды s-элементов I и II групп, например Li3N и Mg3N2, — кристаллические вещества. Химически они довольно активны. Например, легко разлагаются водой, образуя щелочь и аммиак:

Li3N + ЗНОН = 3L10H + HaN основный

Нитриды галогенов — эндотермические соединения. В свободном состоянии выделен лишь жидкий C13N (ЛЩ = 229 кДж/моль), легко разлагающийся со взрывом. По химической природе это кислотное соединение:

C)3N + ЗН20 = ЗНС10 + H3N

Нитриды BN, A1N и Si3N4, Ge3N4 — твердые полимерные вещества с высокими температурами плавления (2000—3000°С); они либо диэлектрики, либо полупроводники.

Весьма разнообразны нитриды (^-элементов. Это кристаллические вещества переменного состава. Чаще всего встречаются нитриды типа MN (TiN, VN, CrN) и M2N (Nb2N, Cr2N, Mo2N). Они проявляют металлические свойства: обладают металлическим блеском и электронной проводимостью. Нитриды этого типа отличаются высокой твердостью и тугоплавкостью, часто превышающей тугоплавкость исходного металла:

Ti Zr Hf V Nb Та

Т. пл., "С 1668 1855 2230 1920 2570 3014

TiN ZrN HfN VN NbN TaN

Т. пл., °C 3220 2950 2982 2050 2573 3090

AG°,98, кДж/моль -308 -336 -340 -224 -215 -218

Большинство нитридов (f-элементов химически очень стойки: они не разрушаются растворами кислот, расплавленными металлами, устойчивы против окисления на воздухе. Перечисленные особенности позволяют использовать нитриды в качестве высокопрочных материалов. Получены также бинарные нитриды rf-элементов, по составу отвечающие обычным степеням окисления элементов, например Zr3N4, Ta3Ns.

376

Из нитридов наибольшее практическое значение имеет нитрид водорода NH3 — аммиак. В обычных условиях это бесцветный газ с резким удушающим запахом. Молекула NH3 имеет форму тригональ-ной пирамиды (с/ = 0,10 нм, ZHNH = 107,3°). Согласно теории валентных связей это отвечает 5/>3-гибридизации валентных орбиталей атома азота. Из четырех sp3- гибридных орбиталей азота три участвуют в образовании трех <т-связей N—Н, а четвертую орбиталь занимает несвязывающая электронная пара. В терминах теории молекулярных орбиталей это соответствует заполнению трех связывающих и одной почти несвязывающей молекулярной <г-орбитали:

Орбитали

Орбитали

N

Орбитали H.N

I

ч

ь

На рис. 157 приведена энергетическая диаграмма орбиталей молекулы аммиака. Из семи исходных атомных орбиталей (2з-, 2рх-, 2ру- и 2рг^орбиталей азота и 1^-орбиталей трех атомов водорода) возникает семь молекулярных орбиталей: три (Т, три и* и одна несвязывающая а?.

II \ \Л\ II \ п

В соответствии с характером распределения электронов по орбиталям молекула NH3 имеет три первых потенциала ионизации (22,4; 15,2 и 10,5 эВ), что отвечает удалению электрона с одного из трех заполненных энергетических уровней.

Р и с. 157 Энергетическая диаграмма орбиталей пирамидальной молекулы без зг-связывания на примере NH3

Поскольку несвязывающее двух-электронное облако отчетливо ориентировано в пространстве (см. рис. 51), молекула NH3 — резко

? выраженный донор электронной пары и обладает высокой полярнос-'тью (и = 0,49-\0'п Кл-м).

(, Полярность 1 связи N—Н обусловливает между молекулами NH3 ("водородную связь. Поэтому температуры плавления (-77,8°С) и кипе-|Ния (-33,4°С) аммиака довольно высоки; он характеризуется значи-;Тельной энтальпией испарения и легко сжижается. На этом основано pro применение в холодильных машинах. Жидкий аммиак хранят в ^тельных баллонах.

1 Среди водородных соединений р-элементов V группы аммиак занимает такое же особое положение, как вода среди водородных соедине-

|Т:'

дородов.

Собственная ионизация аммиака

Н Н

I I

Н—N:...H—N:'

Н I

Н—N—Н I

Н

Н

ний р-элементов VI группы и как фторид водорода среди галогеново-

Н

аммоний-ион дигидронитрид-ион

ничтожно мала, и ионное произведение аммиака [NH4][NH2] составляет всего лишь 2-10"33 (при -50°С).

Жидкий аммиак, как и вода, — сильно ионизирующий растворитель. При этом производные NHJ в жидком аммиаке (подобно производным ОНз в воде) ведут себя как кислоты (аммонокислоты), а производные NH2 (подобно производным ОН" в воде) — как основания (аммоноосноеапия). Например, сильными кислотами в жидком аммиаке являются NH4CI, NH4NO3, а основаниями — KNH2, Ba(NH2)2. Дигид-ронитриды Zn(NH2)2l A1(NH2)3 ведут себя как амфотерные соединения.

Производные NH2 называются также амидами, а производные NH2" — имидам

страница 112
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стол трансформер b2138 венге (gomlden)
привод воздушной заслонки ggb 331.1e/kf
лайтиксы купить
плед red castle

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.05.2017)