ии Ср Растворимость в воде, см? (в.у.)/мл Ткр, °С Ркр, атпм

Энергия ионизации, эв N+ №+

№+

N5+

Тройная точка

температура, °С

давление, мм рт. ст. Диэлектрическая проницаемость (25°С, 760 мм рт. Ст.) Электроотрицательность Стандартный электронный потенциал Еп(в) Для

HN02

HNOj

Поверхностное натяжение жидкого азота в контакте с воздухом,

40 400 760

дин/см

Давление пара (мм рт. ст.) при —226,1<>С -214°С —200,9°С —195,8°С

Теплота диссоциации азота чрезвычайно велика: для реакции ii2(r) = 2N(r) ДЯ = 225,8 ккал/моль, К%ъ° = 10-120. Вследствие эндотермичности процесса диссоциации константа равновесия возрастает с увеличением температуры, но даже при 3000" С и обычном давлении все еще не заметна диссоциация. Большая прочность связи N = N в молекуле азота объясняет в принципе его химическую инертность.

До недавнего времени считалось, что при обычной температуре Молекулярный азот инертен по отношению к большинству химических реагентов. В 1964 г. были открыты реакции восстановления молекулярного азота в неводных средах в присутствии ряда пере15 ходцых металлов (титан, молибден, вольфрам и др.) при комйат-ной температуре и атмосферном давлении. Восстановителями в втой реакции могут быть свободные металлы (литий, магний), гидриды металлов, металлоорганические соединения. Азот при.подобном восстановлении образует продукты, разлагаемые водой до аммиака [418].

Существуют комплексы переходных металлов с N2. Известно, что как — С=С-, так и — С=г1-грушш могут быть донорами за счет своих л-электронов. До настоящего времени такие связи для молекул N=N не были обнаружены. В последнее время получены комплексныесоединения рутения и осмия (например, [ Ru(NH3)6N2] • ?Хг, где X = Br", J" и др.), в которых в качестве лигапдов содержатся молекулы N2 [450]. В этом случае, вероятно, связь N2 с координационным центром осуществляется за счет я-связей.

При высоких температурах и давлениях молекулярный азот взаимодействует с кислородом, образуя окись азота, а в присутствии катализаторов — с водородом при синтезе аммиака. Он также реагирует при умеренных температурах с литием, кальцием, стронцием, барием, магнием, бериллием, бором, алюминием, титаном, кремнием и хромом с образованием нитридов. При температурах около 1800—1900° С смесь углерода, водорода и азота медленно реагирует с образованием цианистого водорода. Типичными для молекулярного азота реакциями являются следующие:.

N2(r, + ЗНг(г, = 2№^у ЛГМ. = 10-» «лиг*;

V) + 0№ = 2NOtr), Kw = 5- 1<Н»;

NV> + СаС*„) = C(IB) + CaCN(TB);

+ 3Mg =Mg3N

Под воздействием тлеющего электрического разряда часть азота переходит в метастабильное активированное состояние. Этот газ имеет устойчивый золотисто-желтый цвет и химически очень активен. Недавно было установлено масс-спектрометрическим и другими методами, что активный азот состоит главным образом из атомов азота в их основном состоянии; они рекомбипируют сравнительно медленно, образуя возбужденные молекулы N2 в квин-тетных спиповых состояниях, которые затем испускают характерное излучение при переходе в основное состояние. Большое рааличие в электронном спине, когда два атома в спиновых квартетных состояниях (всего шесть неспаренных электронов) объединяются с образованием молекулы в квинтетном состоянии (четыре неспаренных электрона), объясняет медленность рекомбинации, в то время как присутствие атомарного азота объясняет высокую химическую активность азота в метастабильном состоянии.

Азот способен растворяться во многих металлах, образуя твердые растворы внедрения. При увеличении концентрации атомарного азота в металле он «выпадает в осадок» в виде соответствующего 16 нитрида. При соответствующих термодинамических условиях азот стремится выделиться из высокоазотистых нитридов и образовать отдельную газообразную фазу. Это приводит к возникновению дислокаций, границ зерен и в пустотах изолированных объемов газообразного азота, пребывающего под высоким давлением сначала в атомарном, а затем в молекулярном состоянии. Когда молекулярный азот выделяется, на свободной поверхности образуется адсорбированный слой. Однако связь газообразного N2 с нитридом осуществляется только через растворенный азот. Так, например, в истинно-стабильной системе Fe—N равновесие имеет место между а-твердым раствором, 7-твердым раствором и газообразным азотом, а не нитридом. Это не исключает возможности образования мегастабильных нитридов, которые, хотя и являются, строго говоря, переходными фазами, на самом деле весьма стойки, что оказывается чрезвычайно полезным на практике. Так, высокая твердость, свойственная азотированному слою у сталей, может быть непосредственно связана с искажениями, возникающими в кристаллической решетке металла из-за принципиальной нестабильности положения атомов азота в занимаемых ими позициях.

Промышленный метод получения азота основан на фракционной разгонке жидкого воздуха. Полученный таким образом азот обычно содержит некоторое количество аргона и (в зависимости от качества) несколько бо