Оксидами називають бінарні сполуки хімічних елементів з кисневим атомом, у якого окислювальний ступінь дорівнює 2-. Азот, що володіє меншим електроотрицьовим значенням, утворює різні комбінації з киснем. Ці сполуки стосуються різних класів речовин. Оксид азоту кисень містить кількість, яку встановлює валентність елемента N. Вона коливається від 1 до 5.
Які бувають оксиди
Існує близько десятка азотистих сполук, що містять O-елемент. З них п 'ять найбільш часто зустрічаних: оксид одновалентного, оксид двовалентного, оксид трьохвалентного, оксид чотирьохвалентного і оксид п 'ятивалентного азоту.
Інші з "єднання вважаються менш поширеними. До них відносять оксид азоту чотирьохвалентного у формі дімера, нестабільні молекули нітрилазиду, нітрозилазиду, тринітраміда і нітратний радикал.
Формули оксидів азоту
Нижче наведено позначення найбільш значущих з 'єднань елемента N.
Це насамперед оксид азоту, формула якого складається з двох хімічних знаків - N і O. За ними ставляться індекси, залежно від ступеня окислення атомів.
- Азота одноалентного оксиду має формулу N2O. У ньому атом N заряджений + 1.
- Азота двовалентного оксид має формулу NO. У ньому атом N заряджений + 2.
- Азота трьохвалентного оксиду має формулу N2O3. У ньому атом N заряджений + 3.
- Чотирьохвалентний оксид азоту, формула якого NO2, має заряд атома N + 4.
- П 'ятивалентне кисневе сполучення позначається як N2O5. У ньому атом N заряджений + 5.
Опис одноалентного оксиду азоту
Він ще називається діазотом, закисом і газом веселим. Остання назва сталася від дії, пов 'язаної з сп' янінням.
Оксид азоту з валентністю I в умовах нормальної температури існує у формі негорючого газу, без кольору, який проявляє приємний солодкуватий присмак і запах. Повітря легше даного з 'єднання. Оксид розчиняється у водному середовищі, етанолі, ефірах і кислоті сірчаної.
Вода, лужні та кислотні розчини не здатні з ним вступати в реакцію, він не утворює солі. Не піддається займанню, зате здатний підтримати процес горіння.
Аміак оксид азоту переводить в азид (N3NH4).
Під час з 'єднання з молекулами ефірів, хлоретану і циклопропану утворюється вибухонебезпечна суміш.
Звичайні умови сприяють його інертності. Під дією нагрівання речовина відновлюється.
Опис оксиду двовалентного азоту
Його ще називають моноокисом, окисом або нітрозил-радикалом. В умовах нормальної температури є безбарвним негорючим газом, слаборозчинним у водному середовищі. Повітрям окислюється, виходить NO2. Рідка і тверда його форма стають блакитного кольору.
Оксид азоту може бути відновлювачем у реакціях взаємодії з галогенами. Продуктом їх приєднання є нітрозілгалогенід, який має формулу NOBr.
Діоксид сірки та інші сильні відновлювачі окисляють NO з отриманням молекул N2.
Опис оксиду тривалентного азоту
Вони називаються ангідридом азотистим. У нормальному стані може бути рідиною, синій фарбою, а стандартні параметри середовища переводять оксид у форму газу, що не має кольору. Володіє стійкістю тільки при низьких температурах.
Молекули N2O3 дисоціюють під час нагрівання з виділенням одно- і двовалентного оксиду.
В якості ангідриду приєднує воду з отриманням кислоти азотистою, а з лужами формує солі у вигляді нітритів.
Опис оксиду чотирьохвалентного азоту
По-іншому його називають діоксидом. Існує у формі буро-червоного газу, у якого є гострий запах, а також може бути жовтуватою рідиною.
Відноситься до кислотних оксидів, у яких розвинена добре хімічна активність.
Його молекули окисляють неметали з утворенням кисневмісних сполук і вільного азоту.
Діоксид взаємодіє з оксидом чотирьохвалентної і шестивалентної сірки. Виходить кислота сірчана. Метод її синтезу називають нітрозним.
У водному середовищі можна розчинити оксид азоту. Азотна кислота є результатом цієї реакції. Такий процес називають диспропорціонуванням. Проміжним компонентом вважається кислота азотиста, яка швидко розпадається.
Якщо розчинити азот чотирьохвалентного оксиду в лужі, то відбувається утворення розчинів нітратів і нітритів. Можна використовувати його рідку форму для взаємодії з металом, тоді вийде безводна сіль.
Опис оксиду п "ятивалентного азоту
Його також називають діазотним пентаоксидом, нітратом нітронію, нітриловим нітратом або азотним ангідридом.
Існує у формі безбарвних кристалів, які мають летючість і нестійкість. Їх стабільність спостерігається при низькій температурі. Таку структуру утворюють нітрат- і нітрит-іони.
У газоподібному вигляді речовина має форму ангідриду NO2 ‑ O ‑ NO2.
Оксид азоту п 'ятивалентний володіє властивостями кислотними. Він легко розкладається з виділенням кисню.
Речовина реагує з водою, в результаті виходить азотна кислота.
Клацання розчиняють ангідрид з виділенням солей нітратів.
Як отримують оксиди азоту
Закис N2O утворюється при обережному нагріванні амонію нітрату в сухому вигляді, проте такий спосіб може супроводжуватися вибухом.
Кращим методом отримання оксиду одновалентного є вплив кислотою азотної в концентрованому вигляді на кислоту сульфамінову. Головною умовою вважається нагрівання.
Нітрозіл, або NO, - це особливий оксид азоту, отримання якого здійснюється при взаємодії молекул N2 і O2. Важливою умовою такого процесу є сильне нагрівання понад 1000 ° C.
Природний спосіб отримання пов 'язаний з грозовими розрядами в атмосферному повітрі. Такий оксид швидко з 'єднується з кисневими молекулами і формується діоксид.
Лабораторний метод синтезу NO пов 'язаний з реакцією металів і неконцентрованої кислоти азотної. Прикладом такої реакції може бути взаємодія міді з HNO3.
Інший спосіб утворення моноокису азоту - реакція хлориду заліза двовалентного з натрію нітритом і кислотою соляної. Результатом процесу є заліза трьохвалентного і натрію хлориди, вода і сама окис.
У промислових масштабах його видобувають за рахунок окислення аміачних молекул під час нагрівання і під високим тиском. Прискорювачем процесу є платина або хрому трьохвалентного оксид.
Діоксид, або NO2, виходить при взаємодії миш 'яка трьохвалентного оксиду з 50% кислотою азотної, яку наносять по краплях на поверхню твердого реагенту. Утворюється суміш з оксидів двовалентного і чотирьохвалентного азоту.
Якщо її охолодити до температури - 30 ° С, то синтезується ангідрид азотистий, або N2O3.
У порошкоподібному вигляді він виходить у разі пропускання струму електричного крізь газоподібну його форму.
Якщо на крохмальний порошок подіяти кислотою азотної з концентрацією 50%, то виділяється оксид двовалентного і чотирьохвалентного азоту, газ вуглекислий і вода. Надалі з отриманих перших двох з 'єднань формується молекула N2O3.
В результаті теплового розщеплення свинцевого нитросоединения виділяється діоксид азоту, вільний кисень та оксид свинцю.
Ангідрид, або N2O5, утворюється завдяки відщепленню молекули води від кислоти азотною дією фосфору оксиду п 'ятивалентного.
Інший спосіб його синтезу є пропускання сухого хлору крізь безводний срібний нітрат.
Якщо на діоксид азотний подіяти молекулами озону, то формується N2O5.