Азот. 
Химия элементов

Историческая справка Азот был открыт Д. Резерфордом в 1772 г. В 1777 г. А. Л. Лавуазье, изучив некоторые свойства этого газа, назвал его азотом (от греч. azote — не поддерживающий жизни).

Азот составляет около 4/5 атмосферного воздуха, т. е. 78,2% по объему. Из соединений азота наибольшее значение имеет NaN0₃ — чилийская селитра, образующая большие залежи на тихоокеанском побережье Чили.

Остальные неорганические соединения в природе в больших количествах не встречаются. Содержание связанного азота в почве незначительно. Он входит в состав аминокислот.

В лаборатории азот можно получить из нитрита аммония термическим разложением:

В промышленности азот получают из сжиженного воздуха, который подвергается фракционированной перегонке. При этом вначале выделяется азот (Г_кип = -195,8°С), так как температура кипения кислорода значительно выше (Г_кип = -183°С). Полученный таким путем азот содержит примесь кислорода, от которого избавляются пропусканием смеси газов через трубку с раскаленными докрасна медными стружками. Кислород, соединяясь с медыо, образует оксид меди (И) CuQ.

Свойства азота. Молекула азота двухатомна. При обычных условиях это газ без цвета, запаха и вкуса. В 100 мл воды при 0 °C растворяется 2,33 мл азота. Молекула азота весьма устойчива и не распадается на атомы даже при очень высоких температурах (при 3000 °C всего 0,1%). Вследствие такой устойчивости или инертности своих молекул азот является одним из элементов с самой низкой реакционной способностью, уступая лишь только благородным газам. Инертность — свойство молекул N₂(N=N), поскольку атомарный азот весьма реакционноспособен.

В молекуле N₂ между атомами азота осуществляется тройная связь, длина которой равна 0,1095 нм. Ионизационный потенциал молекулы N₂ очень высок и составляет 15,6 В. Молекула N₂ слабо поляризуема.

Атом азота может достроить свою электронную оболочку следующим образом:

• а) присоединением трех электронов, что приведет к образованию нитрид-иона N³. Этот ион обнаруживается только в солеобразных нитридах наиболее электроположительных металлов;
• б) образованием простых двухэлектронных связей, как в NH₃, или кратных, как в N=N или N0₂;
• в) образованием двухэлектронных связей и увеличением числа электронов (комбинация первых двух способов), как в NH₂ или NH^2-;
• г) образованием двухэлектронных связей, что характерно для тетраэдрического иона [NH J

Известны также соединения азота, в которых валентная оболочка азота остается недостроенной: NO, R₂N=0.

При обычных условиях азот реагирует только с литием и не реагирует ни с одним из остальных металлов и неметаллов:

При нагревании азот взаимодействует и с другими металлами, образуя нитриды:

Свойства нитридов в целом закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы элементов. Например, в малых периодах свойства нитридов изменяются от основных к кислотным через амфотерные:

Нитриды, образованные 5-элементами I и II групп, — кристаллические вещества, характеризующиеся высокой химической активностью. Так, при действии воды они разлагаются, образуя щелочь и аммиак:

Такие нитриды, как BN, AIN, Si₃N₄, Ge₃N₄, — высокоплавкие полимерные соединения. Нитриды^{-элементов} химически стойки, не разрушаются водой, кислотами, устойчивы к окислению на воздухе. Нитриды основного и кислотного типов могут взаимодействовать друг с другом с образованием смешанных нитридов:

При высоких температурах и в присутствии катализаторов активность азота значительно увеличивается, и он может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Восстановительные свойства нейтрального атома выражены незначительно. Так, взаимодействие нейтрального азота с кислородом протекает при очень высокой температуре, что объясняется большой величиной ионизационного потенциала нейтрального азота. Обратимая реакция.

начинает заметно протекать лишь при температуре 1500 °C. Трудность окисления азота такими окислителями, как С1₂, 0₂, 0₃, СЮ₃, F₂ и др., объясняется очень высокой энергией термической диссоциации его молекулы на атомы, а это в свою очередь обусловлено тройной ковалентной связью.

Взаимодействие азота с водородом протекает по реакции.

Эта реакция обратимая, и поэтому температурный фактор и давление играют существенную роль в смещении равновесия.

Основное применение азот находит в производстве аммиака, азотной кислоты и азотных удобрений.