表中の窒素の指定。 窒素 - 大ソビエト百科事典

窒素は原子番号 7 の化学元素です。無臭、無味、無色の気体です。


したがって、地球の大気中の78パーセントが窒素で構成されているにもかかわらず、人は窒素の存在を感じません。 窒素は地球上で最も一般的な物質の 1 つです。 窒素がなければ食べ物は存在しないという話をよく聞きますが、これは真実です。 結局のところ、すべての生物を構成するタンパク質化合物には必ず窒素が含まれています。

自然界の窒素

窒素は、2 つの原子からなる分子の形で大気中に存在します。 窒素は、大気のほかに、地球のマントルや土壌の腐植層にも存在します。 工業生産のための窒素の主な供給源は鉱物です。

しかし、ここ数十年で鉱物埋蔵量が枯渇し始めたため、工業規模で空気から窒素を分離する緊急の必要性が生じました。 この問題は現在では解決されており、工業用に必要な大量の窒素が大気から抽出されています。

生物学における窒素の役割、窒素循環

地球上では、窒素は生物的 (生命関連) 因子と非生物的因子の両方が関与する多くの変化を経験します。 窒素は直接ではなく微生物を介して大気や土壌から植物に入ります。 窒素固定細菌は窒素を保持して処理し、植物が吸収しやすい形に変換します。 植物体内では、窒素は複雑な化合物、特にタンパク質に変換されます。

これらの物質は食物連鎖を通じて草食動物の体内に入り、その後捕食動物の体内に入ります。 すべての生き物が死んだ後、窒素は土壌に戻り、そこで分解（アンモニア化と脱窒）を受けます。 窒素は土壌、鉱物、水に固定され、大気中に入り、その循環を繰り返します。

窒素の適用

窒素の発見後（これは 18 世紀に起こりました）、物質自体の特性、その化合物、農場での使用の可能性がよく研究されました。 私たちの地球上の窒素の埋蔵量は膨大であるため、この元素は非常に積極的に使用されるようになりました。


純粋な窒素は液体または気体の形で使用されます。 液体窒素の温度は摂氏マイナス 196 度で、次の分野で使用されます。

— 医学で。液体窒素は、凍結療法、つまり冷却治療における冷媒です。 急速冷凍はさまざまな腫瘍を除去するために使用されます。 組織サンプルと生きた細胞 (特に精子と卵子) は液体窒素中で保存されます。 低温により生体材料を長期間保存し、解凍して使用することができます。

生物全体を液体窒素に保存し、必要に応じて無害に解凍できる可能性は、SF作家によって表現されました。 しかし、実際にはまだこの技術を使いこなすことはできていません。

— 食品業界で液体窒素は、液体を瓶詰めする際に、容器内に不活性環境を作り出すために使用されます。

一般に、窒素は、酸素のないガス環境が必要な領域（例: 窒素）で使用されます。

— 消防で。 窒素は酸素と置き換わりますが、窒素がなければ燃焼プロセスは維持されず、火は消えます。

窒素ガスは次の産業で応用されています。

— 食料生産。 窒素は、包装された製品の鮮度を維持するために不活性ガス媒体として使用されます。

— 石油産業と鉱業で。 パイプラインとタンクは窒素でパージされ、鉱山に注入されて防爆ガス環境が形成されます。

— 航空機製造においてシャーシのタイヤには窒素が充填されています。

上記はすべて純粋な窒素の使用に当てはまりますが、この元素がさまざまな化合物の塊を製造するための出発物質であることを忘れないでください。

- アンモニア。 非常に注目されている窒素を含む物質。 アンモニアは、肥料、ポリマー、ソーダ、硝酸の製造に使用されます。 それ自体は医療や冷凍装置の製造に使用されます。

- 窒素肥料;

- 爆発物;

- 染料など


窒素は最も一般的な化学元素の 1 つであるだけでなく、人間の活動のさまざまな分野で使用される非常に必要な成分でもあります。

窒素はよく知られた化学元素であり、N という文字で表されます。この元素はおそらく無機化学の基礎であり、8 年生で詳細に学習され始めます。 この記事では、この化学元素とその特性と種類について見ていきます。

化学元素の発見の歴史

窒素は、有名なフランスの化学者アントワーヌ・ラヴォアジエによって最初に紹介された元素です。 しかし、ヘンリー・カベンディッシュ、カール・シェーレ、ダニエル・ラザフォードなど、多くの科学者が窒素発見者の称号を求めて戦っている。

実験の結果、彼は初めて化学元素を単離しましたが、単体の物質が得られたことには全く気づきませんでした。 彼は自分の経験を報告し、また多くの研究を行いました。 プリーストリーもおそらくこの元素を分離することに成功したが、科学者は彼が何を正確に得たのか理解できなかったので、彼は発見者の称号に値しなかった。 カール・シェーレも彼らと同時に同じ研究を実施しましたが、望ましい結論には至りませんでした。

同年、ダニエル・ラザフォードは窒素を入手しただけでなく、それを説明し、論文を発表し、元素の基本的な化学的性質を示すことにも成功しました。 しかし、ラザフォードですら、自分が得たものを完全には理解していませんでした。 しかし、解決策に最も近かったのは彼であるため、発見者とみなされるのです。

窒素という名前の由来

ギリシャ語から「窒素」は「生命のない」と翻訳されます。 命名規則に取り組み、元素にそのように名前を付けることを決定したのはラボアジエでした。 18世紀には、この元素について知られていたのは、それが呼吸をサポートしないということだけでした。 したがって、この名前が採用されました。

窒素はラテン語で「ニトロゲニウム」と呼ばれ、「硝石を生み出す」という意味です。 窒素の呼称はラテン語の文字 N に由来します。しかし、その名前自体は多くの国で定着しませんでした。

元素の普及率

窒素はおそらく地球上で最も豊富な元素の 1 つであり、その存在量は 4 番目にランクされています。 この元素は太陽大気、惑星天王星と海王星にも存在します。 タイタン、冥王星、トリトンの大気は窒素でできています。 さらに、地球の大気はこの化学元素の 78 ～ 79 パーセントで構成されています。

窒素は植物や動物の生存に必要なため、重要な生物学的役割を果たします。 人間の体にもこの化学元素は 2 ～ 3 パーセント含まれています。 クロロフィル、アミノ酸、タンパク質、核酸の一部。

液体窒素

液体窒素は無色透明の液体であり、化学窒素の集合状態の 1 つであり、産業、建設、医療で広く使用されています。 有機物の凍結や機器の冷却、いぼ取りの医療（美容医療）などに使用されます。

液体窒素は無毒で非爆発性です。

窒素分子

窒素分子は地球の大気中に存在し、大部分を形成する元素です。 窒素分子の式は N 2 です。 このような窒素は、非常に高温でのみ他の化学元素または物質と反応します。

物理的特性

通常の状態では、化学元素である窒素は無臭、無色で、水にはほとんど溶けません。 液体窒素は水に似た粘稠度を持ち、同様に無色透明です。 窒素には別の凝集状態があり、-210 度以下の温度では固体に変わり、多くの大きな雪のように白い結晶が形成されます。 空気中の酸素を吸収します。

化学的特性

窒素は非金属のグループに属し、このグループの他の化学元素の特性を引き継ぎます。 一般に、非金属は電気の良導体ではありません。 窒素はNO（一酸化物）などのさまざまな酸化物を形成します。 NO または一酸化窒素は筋弛緩剤 (人体に害やその他の影響を与えることなく筋肉を大幅に弛緩させる物質) です。 より多くの窒素原子を含む酸化物、たとえば N 2 O は、わずかに甘い味を持つ笑気ガスであり、医療では麻酔薬として使用されます。 しかし、NO 2 酸化物は、車の排気ガスに含まれ、大気を深刻に汚染するかなり有害な排気ガスであるため、最初の 2 つとは関係がありません。

硝酸は、水素原子、窒素原子、3 つの酸素原子から形成され、強酸です。 硝酸は、肥料、宝飾品、有機合成、軍事産業（爆発物の製造および有毒物質の合成）、染料、医薬品の製造などに広く使用されています。硝酸は人体に非常に有害です。皮膚の潰瘍や化学熱傷。

人々は二酸化炭素が窒素であると誤解しています。 実際、その化学的性質により、この元素は通常の条件下では少数の元素とのみ反応します。 そして二酸化炭素は一酸化炭素です。

化学元素の応用

液体窒素は、寒冷治療（凍結療法）のための医学に使用されるほか、冷媒として調理にも使用されます。

この要素は産業界でも広く応用されています。 窒素は爆発性と耐火性を備えたガスです。 また、腐敗や酸化を防ぎます。 現在、鉱山では防爆環境を作り出すために窒素が使用されています。 窒素ガスは石油化学製品に使用されます。

化学産業において、窒素なしで行うことは非常に困難です。 肥料、アンモニア、爆薬、染料など、さまざまな物質や化合物の合成に使用されます。 現在、アンモニアの合成には大量の窒素が使用されています。

食品業界では、この物質は食品添加物として登録されています。

混合物ですか、それとも純粋な物質ですか?

化学元素を分離することに成功した 18 世紀前半の科学者でさえ、窒素は混合物だと考えていました。 しかし、これらの概念には大きな違いがあります。

組成、物理的および化学的特性など、あらゆる種類の永続的な特性を備えています。 混合物は、2 つ以上の化学元素を含む化合物です。

窒素は化学元素であるため、純粋な物質であることが現在ではわかっています。

化学を勉強するとき、窒素がすべての化学の基礎であることを理解することが非常に重要です。 それは、笑気ガス、褐色ガス、アンモニア、硝酸など、私たち全員が遭遇するさまざまな化合物を形成します。 学校の化学が窒素などの化学元素の研究から始まるのは当然のことです。

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記事の内容

窒素、 N (窒素)、元素周期表の化学元素 (番号 7) VA サブグループ。 地球の大気には 78% (体積) の窒素が含まれています。 これらの窒素埋蔵量がどれほど大きいかを示すために、地表の各平方キロメートルの上の大気中には、最大で 5,000 万トンの硝酸ナトリウムまたは 1,000 万トンのアンモニア (窒素と窒素の化合物) が存在するほど大量の窒素が存在していることに注目してください。そこから水素）を得ることができますが、これは地殻に含まれる窒素のほんの一部を構成します。 遊離窒素の存在は、その不活性性と、常温では他の元素と相互作用することが難しいことを示しています。 固定窒素は有機物と無機物の両方の一部です。 動植物には、炭素に結合した窒素とタンパク質中の酸素が含まれています。 さらに、硝酸塩 (NO 3 –)、亜硝酸塩 (NO 2 –)、シアン化物 (CN –)、窒化物 (N 3 –)、アジ化物 (N 3 –) などの窒素含有無機化合物が知られており、次の方法で入手できます。大量）。

歴史的な参考資料。

生命の維持と燃焼プロセスにおける大気の役割の研究に特化した A. ラヴォアジエの実験では、大気中に比較的不活性な物質が存在することが確認されました。 ラヴォアジエは、燃焼後に残るガスの元素の性質を確立せずに、それを古代ギリシャ語で「生命のない」を意味するアゾットと呼びました。 1772 年、エディンバラ出身の D. ラザフォードは、このガスが元素であることを証明し、それを「有害な空気」と呼びました。 窒素のラテン語名は、ギリシャ語のニトロンとニトロンに由来しています。 gen、「硝石形成」を意味します。

窒素固定と窒素循環。

「窒素固定」という用語は、大気中の窒素 N 2 を固定するプロセスを指します。 自然界では、これは 2 つの方法で起こります。1 つはエンドウ豆、クローバー、大豆などのマメ科植物が根に根粒を蓄積し、窒素固定細菌がそれを硝酸塩に変換するか、または大気中の窒素が雷の状態で酸素によって酸化されるかのいずれかです。 S. アレニウスは、年間最大 4 億トンの窒素がこの方法で固定されることを発見しました。 大気中では、窒素酸化物が雨水と結合して硝酸と亜硝酸を形成します。 さらに、雨と雪が降ると、約 1 日になることが確認されています。 窒素6700g。 土壌に到達すると、亜硝酸塩と硝酸塩に変わります。 植物は硝酸塩を使用して植物タンパク質を形成します。 これらの植物を食べる動物は、植物のタンパク質物質を同化して動物性タンパク質に変換します。 動物や植物は死ぬと分解され、窒素化合物がアンモニアに変わります。 アンモニアは 2 つの方法で使用されます。硝酸塩を形成しない細菌はアンモニアを元素に分解して窒素と水素を放出します。他の細菌はアンモニアから亜硝酸塩を形成し、他の細菌によって酸化されて硝酸塩になります。 これが自然界における窒素循環、つまり窒素循環の仕組みです。

原子核と電子殻の構造。

自然界には窒素の安定同位体が 2 つあります。質量数 14 (陽子 7 個と中性子 7 個を含む) と質量数 15 (陽子 7 個と中性子 8 個を含む) です。 それらの比率は 99.635:0.365 であるため、窒素の原子量は 14.008 です。 窒素の不安定同位体 12 N、13 N、16 N、17 N は人工的に取得されました。 概略的には、窒素原子の電子構造は次のとおりです。1 s 2 2s 2 2ピクセル 1 2ぴー 1 2z 1. したがって、外側 (2 番目) の電子殻には、化学結合の形成に関与できる 5 つの電子が含まれています。 窒素軌道は電子を受け入れることもできます。 (-III) から (V) までの酸化状態を持つ化合物の形成が可能であり、それらは既知です。

窒素分子。

ガス密度の測定から、窒素分子は二原子であることが証明されています。 窒素の分子式は Nє N (または N 2) です。 2 つの窒素原子には外側に 2 が 3 つあります p-各原子の電子は三重結合:N:::N: を形成し、電子対を形成します。 測定された N-N 原子間距離は 1.095 Å です。 水素の場合と同様に ( cm。 水素）、異なる核スピン（対称性と非対称性）を持つ窒素分子が存在します。 常温では、対称形と反対称形の比率は 2:1 です。 固体状態では、窒素の 2 つの修飾が知られています。 ある– 立方体と b– 転移温度を持つ六方晶系 ある ® b–237.39℃ 修正 b 1 気圧で –209.96°C で融解し、-195.78°C で沸騰します ( cm。 テーブル 1)。

窒素分子の原子 (N 2 2N) への 1 モル (28.016 g または 6.023 H 10 23 分子) の解離エネルギーは、約 -225 kcal です。 したがって、静かな放電中に原子状窒素が形成される可能性があり、分子状窒素よりも化学的に活性が高くなります。

受け取りと申請。

元素状窒素を取得する方法は、必要な純度によって異なります。 窒素はアンモニアの合成のために大量に得られますが、少量の希ガスの混合物は許容されます。

大気からの窒素。

経済的には、大気から窒素が放出されるのは、精製空気 (水蒸気、CO 2 、塵、その他の不純物が除去されたもの) を液化する方法が低コストであるためです。 このような空気の圧縮、冷却、膨張の連続サイクルにより液化が起こります。 液体空気は、ゆっくりと温度が上昇しながら分別蒸留されます。 最初に希ガスが放出され、次に窒素が放出され、液体酸素が残ります。 精製は分別プロセスを繰り返すことによって達成されます。 この方法では、主に工業および農業用のさまざまな窒素含有化合物の生産技術の原料であるアンモニアの合成のために、年間数百万トンの窒素が生産されます。 さらに、酸素の存在が許容できない場合には、精製窒素雰囲気がよく使用されます。

実験室の方法。

窒素は、実験室でアンモニアまたはアンモニウムイオンを酸化することにより、さまざまな方法で少量入手できます。

アンモニウムイオンを亜硝酸イオンで酸化するプロセスは非常に便利です。

他の方法も知られています - 加熱時のアジドの分解、アンモニアと酸化銅(II)の分解、亜硝酸塩とスルファミン酸または尿素との相互作用。

高温でのアンモニアの触媒分解によって窒素が生成されることもあります。

物理的特性。

窒素のいくつかの物理的特性を表に示します。 1.

化学的特性。

すでに述べたように、通常の温度および圧力条件下での窒素の主な特性は、その不活性、または化学的活性の低さです。 窒素の電子構造には 2 つの電子対が含まれています。 s- レベルと 3 つの半分が満たされた 2 R-軌道なので、1 つの窒素原子は他の原子 4 つまでしか結合できません。 その配位数は 4 です。 原子のサイズが小さいと、それに関連付けることができる原子または原子グループの数も制限されます。 したがって、VA サブグループの他のメンバーの多くの化合物は、窒素化合物の間に類似体がないか、類似の窒素化合物が不安定であることが判明します。 つまり、PCl 5 は安定な化合物ですが、NCl 5 は存在しません。 窒素原子は別の窒素原子と結合することができ、ヒドラジン N 2 H 4 や金属アジド MN 3 など、いくつかのかなり安定した化合物を形成します。 このタイプの結合は、化学元素 (炭素とシリコンを除く) では珍しいものです。 高温では、窒素は多くの金属と反応し、部分的にイオン性の窒化物 M を形成します。 バツ N y。 これらの化合物では、窒素はマイナスに帯電しています。 テーブル内 表 2 に酸化状態と対応する化合物の例を示します。

窒化物。

より多くの電気陽性元素、金属および非金属を含む窒素の化合物 (窒化物) は、炭化物や水素化物に似ています。 これらは、M-N 結合の性質に応じて、イオン結合、共有結合、および中間タイプの結合に分類できます。 通常、これらは結晶質の物質です。

イオン性窒化物。

これらの化合物の結合には、金属から窒素への電子の移動が含まれ、N3- イオンが形成されます。 このような窒化物には、Ｌｉ ３ Ｎ、Ｍｇ ３ Ｎ ２ 、Ｚｎ ３ Ｎ ２ およびＣｕ ３ Ｎ ２ が含まれる。 リチウムを除けば、他のアルカリ金属は窒化物の IA サブグループを形成しません。 イオン性窒化物は融点が高く、水と反応して NH 3 と金属水酸化物を形成します。

共有結合性窒化物。

窒素の電子が窒素から別の原子に移動せずに、別の元素の電子と結合の形成に関与すると、共有結合を持つ窒化物が形成されます。 窒化水素 (アンモニアやヒドラジンなど) は、ハロゲン化窒素 (NF 3 や NCl 3) と同様、完全に共有結合しています。 共有結合性窒化物には、たとえば、Si 3 N 4、P 3 N 5 および安定性の高い白色物質である BN が含まれ、BN には六方晶系とダイヤモンド状という 2 つの同素体修飾があります。 後者は高圧および高温で形成され、ダイヤモンドに近い硬度を持っています。

中間型の結合を有する窒化物。

遷移元素は高温でNH 3 と反応して、窒素原子が規則的に配置された金属原子間に分布する珍しい種類の化合物を形成します。 これらの化合物には明確な電子置換はありません。 このような窒化物の例としては、Fe 4 N、W 2 N、Mo 2 N、Mn 3 N 2 があります。 これらの化合物は通常完全に不活性であり、良好な導電性を持っています。

窒素の水素化合物。

窒素と水素は反応して、炭化水素に漠然と似た化合物を形成します。 炭化水素は長鎖で安定であるのとは対照的に、硝酸水素の安定性は鎖内の窒素原子の数が増加するにつれて低下します。 最も重要な窒化水素は、アンモニア NH 3 とヒドラジン N 2 H 4 です。 これらには、硝酸 HNNN (HN 3) も含まれます。

アンモニアNH3。

アンモニアは現代経済の最も重要な工業製品の 1 つです。 20世紀の終わり。 米国は約3000万ドルを生産しました。 年間1,300万トンのアンモニア（無水アンモニア換算）。

分子構造。

NH 3 分子はほぼピラミッド型の構造をしています。 H-N-H 結合角は 107° であり、四面体角の 109° に近い値です。 孤立電子対は結合基に相当し、窒素の配位数は 4 となり、窒素は四面体の中心に位置します。

アンモニアの性質。

水と比較したアンモニアのいくつかの物理的特性を表に示します。 3.

アンモニアの沸点と融点は、分子量と分子構造が類似しているにもかかわらず、水よりもはるかに低いです。 これは、水中の分子間結合の強度がアンモニア中よりも相対的に大きいことで説明されます (このような分子間結合は水素結合と呼ばれます)。

溶媒としてのアンモニア。

液体アンモニアは誘電率と双極子モーメントが高いため、極性またはイオン性の無機物質の溶媒として使用できます。 アンモニア溶媒は、水とエチルアルコールなどの有機溶媒の中間的な位置を占めます。 アルカリ金属およびアルカリ土類金属はアンモニアに溶解し、濃青色の溶液を形成します。 溶液中では価電子の溶媒和とイオン化がスキームに従って起こると仮定できます。

青色は溶媒和と、液体中の電子の移動または「正孔」の移動度に関連しています。 液体アンモニア中のナトリウム濃度が高いと、溶液は青銅色を帯び、導電性が高くなります。 アンモニアを蒸発させるか塩化ナトリウムを添加することにより、結合していないアルカリ金属をこのような溶液から分離することができる。 金属のアンモニア溶液は優れた還元剤です。 液体アンモニア中で自動イオン化が起こる

水中で起こるプロセスと似ています:

両方のシステムの化学的特性の一部を表に比較します。 4.

溶媒としての液体アンモニアは、成分と水との急速な相互作用（酸化や還元など）により、水中で反応を実行できない場合に利点があります。 例えば、液体アンモニア中では、CaCl 2 は液体アンモニアに不溶であり、Kは可溶であるため、カルシウムはKClと反応してCaCl 2 とKを形成し、反応は完全に進行します。 水中では、Ca と水が急速に相互作用するため、このような反応は不可能です。

アンモニアの生成。

ガス状の NH 3 は、NaOH などの強塩基の作用下でアンモニウム塩から放出されます。

この方法は実験室条件でも適用可能です。 小規模のアンモニア生成も、Mg 3 N 2 などの窒化物の水による加水分解に基づいています。 カルシウムシアナミド CaCN 2 は、水と相互作用するとアンモニアも生成します。 アンモニアを製造する主な工業的方法は、高温高圧下で大気中の窒素と水素から触媒合成することです。

この合成に使用される水素は、炭化水素の熱分解、石炭または鉄に対する水蒸気の作用、水蒸気によるアルコールの分解、または水の電気分解によって得られます。 アンモニアの合成に関しては、プロセス条件（温度、圧力、触媒）の違いにより、多くの特許が取得されています。 石炭を熱蒸留して工業的に生産する方法があります。 F. ハーバーと K. ボッシュの名前は、アンモニア合成の技術開発に関連しています。

アンモニアの化学的性質。

表に記載されている反応に加えて。 4、アンモニアは水と反応して化合物NH 3 NH 2 Oを形成しますが、これは水酸化アンモニウムNH 4 OHと誤ってみなされることがよくあります。 実際、溶液中に NH 4 OH が存在することは証明されていません。 アンモニア水溶液 (「アンモニア」) は、主に NH 3、H 2 O、および解離中に形成される少量の NH 4 + および OH – イオンで構成されています。

アンモニアの基本的な性質は、窒素:NH 3 の孤立電子対の存在によって説明されます。 したがって、NH 3 は最も高い求核活性を有するルイス塩基であり、陽子または水素原子の核と結合する形で現れます。

電子対（求電子性化合物）を受け取ることができるイオンまたは分子は、NH 3 と反応して配位化合物を形成します。 例えば：

記号M n+ は遷移金属イオン (周期表の B 亜族、たとえば Cu 2+、Mn 2+ など) を表します。 プロトン性（つまり、H を含む）酸は水溶液中でアンモニアと反応して、硝酸アンモニウム NH 4 NO 3、塩化アンモニウム NH 4 Cl、硫酸アンモニウム (NH 4) 2 SO 4、リン酸アンモニウム (NH など) のアンモニウム塩を形成します。 ４）３ポ４． これらの塩は、土壌に窒素を導入するための肥料として農業で広く使用されています。 硝酸アンモニウムは安価な爆発物としても使用されます。 最初は石油燃料 (ディーゼル油) で使用されました。 アンモニア水溶液は、土壌への直接導入または灌漑用水とともに使用されます。 アンモニアと二酸化炭素から合成して得られる尿素NH 2 CONH 2 も肥料です。 アンモニアガスは、Na や K などの金属と反応してアミドを形成します。

アンモニアは水素化物や窒化物とも反応してアミドを形成します。

アルカリ金属アミド (NaNH 2 など) は、加熱すると N 2 O と反応してアジドを形成します。

ガス状の NH 3 は、明らかにアンモニアが N 2 と H 2 に分解された結果として形成される水素により、高温で重金属酸化物を金属に還元します。

NH 3 分子内の水素原子はハロゲンで置換できます。 ヨウ素は NH 3 の濃縮溶液と反応し、NI 3 を含む物質の混合物を形成します。 この物質は非常に不安定で、わずかな機械的衝撃でも爆発します。 NH 3 が Cl 2 と反応すると、クロラミン NCl 3、NHCl 2 および NH 2 Cl が形成されます。 アンモニアが次亜塩素酸ナトリウム NaOCl (NaOH と Cl 2 から生成) にさらされると、最終生成物はヒドラジンになります。

ヒドラジン。

上記の反応は、組成が N 2 H 4 P H 2 O であるヒドラジン一水和物を生成する方法です。無水ヒドラジンは、一水和物を BaO またはその他の水分除去物質で特別に蒸留することによって形成されます。 ヒドラジンの特性は、過酸化水素 H 2 O 2 にわずかに似ています。 純粋な無水ヒドラジンは無色の吸湿性液体で、113.5℃で沸騰します。 水によく溶け、弱塩基を形成する

酸性環境 (H +) では、ヒドラジンは + X – タイプの可溶性ヒドラゾニウム塩を形成します。 ヒドラジンおよびその一部の誘導体 (メチルヒドラジンなど) は酸素と反応しやすいため、液体ロケット燃料の成分として使用できます。 ヒドラジンとその誘導体はすべて非常に有毒です。

窒素酸化物。

酸素との化合物では、窒素はすべての酸化状態を示し、酸化物: N 2 O、NO、N 2 O 3、NO 2 (N 2 O 4)、N 2 O 5 を形成します。 過酸化窒素 (NO 3 、NO 4) の生成に関する情報はほとんどありません。 2HNO2。 純粋な N 2 O 3 は、低温 (-20℃) で青色の液体として得られます。

室温では、NO 2 は暗褐色のガスであり、不対電子の存在により磁気特性を持ちます。 0℃未満の温度では、NO 2 分子は二量体化して四酸化二窒素になり、-9.3℃では完全に二量体化が起こり、2NO 2 N 2 O 4 になります。 液体状態では、二量化されていない NO 2 は 1% だけであり、100 ℃では 10% の N 2 O 4 が二量体の形で残ります。

NO 2 (または N 2 O 4) は温水中で反応して硝酸、3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO を形成します。 したがって、NO 2 技術は、工業的に重要な製品である硝酸の製造における中間段階として非常に重要です。

一酸化窒素(V)

N2O5( 時代遅れの。 無水硝酸）は、酸化リン P 4 O 10 の存在下で硝酸を脱水することによって得られる白色の結晶物質です。

亜硝酸

HNO 2 は純粋な形では存在しませんが、亜硝酸バリウムに硫酸を加えることによって低濃度の水溶液が形成されます。

亜硝酸は、NO と NO 2 (または N 2 O 3) の等モル混合物が水に溶解したときにも生成されます。 亜硝酸は酢酸よりわずかに強いです。 その中の窒素の酸化状態は +3 (その構造は H-O-N=O)、つまり それは酸化剤にも還元剤にもなり得る。 還元剤の影響下では、通常は NO に還元され、酸化剤と相互作用すると硝酸に酸化されます。

金属やヨウ化物イオンなどの一部の物質の硝酸への溶解速度は、不純物として存在する亜硝酸の濃度に依存します。 亜硝酸の塩（亜硝酸塩）は、亜硝酸銀を除いて水によく溶けます。 NaNO 2 は染料の製造に使用されます。

硝酸

HNO 3 は、主要な化学産業で最も重要な無機製品の 1 つです。 爆発物、肥料、ポリマーや繊維、染料、医薬品など、他の多くの無機および有機物質の技術に使用されています。

文学：

窒素生成者のディレクトリ。 M.、1969
ネクラソフ B.V. 一般化学の基礎。 M.、1973
窒素固定の問題。 無機および物理化学。 M.、1982

窒素はメンデレーエフの周期系の V 族の化学元素であり、原子番号 7、原子質量 14.00674 を持ちます。 この要素にはどのような性質があるのでしょうか?

窒素の物性

窒素は二原子の気体で、無臭、無色、無味です。 大気圧における窒素の沸点は-195.8度、融点は-209.9度です。 20度の水への溶解度は非常に低く、15.4ml/lです。

米。 1. 窒素原子。

大気中の窒素は、14N (99.64%) と 15N (0.36%) の 2 つの同位体で構成されています。 窒素の放射性同位体である 13N および 16N も知られています。

元素「窒素」の名前の翻訳には生命がありません。 この名前は単体の窒素に当てはまりますが、結合した状態では生命の主要な要素の 1 つであり、タンパク質、核酸、ビタミンなどの一部でもあります。

窒素の化学的性質

窒素分子では、3 つの共通の p 電子対によって化学結合が行われ、その軌道は x、y、z 軸に沿って向いています。

結合する原子の中心を結ぶ線に沿って軌道が重なり合うことによって形成される共有結合は、q結合と呼ばれます。

結合する原子の中心を結ぶ線の両側の軌道が重なるときに発生する共有結合は、n 結合と呼ばれます。 窒素分子には 1 つの q 結合と 2 つの p 結合があります。

米。 2. 窒素分子内の結合。

分子状窒素は化学的に不活性な物質であり、これは窒素原子間の三重結合とその短い長さによって説明されます。

通常の条件下では、窒素はリチウムとのみ反応します。

6Li+N 2 =2Li 3 N（亜硝酸リチウム）

高温では原子間の結合が弱くなり、窒素の反応性が高まります。 加熱すると、マグネシウム、カルシウム、アルミニウムなどの他の金属と反応して窒化物を形成することがあります。

3Mg+N 2 =Mg 3 N 2

3Ca+N2 =Ca3N2

窒素をホットコークスに通すと、窒素と炭素の化合物、つまりシアンが得られます。

米。 3. ジシアン配合。

酸化アルミニウムと炭素とともに、窒素も高温で窒化アルミニウムを形成します。

Al 2 O 3 +3C+N 2 =2AlN+3CO、

そしてソーダと石炭 - シアン化ナトリウム:

Na 2 CO 3 +4C+N 2 =2NaCN+3CO

多くの窒化物は水と接触すると完全に加水分解してアンモニアと金属水酸化物を形成します。

Mg 3 N 2 +6H 2 O=3Mg(OH) 2 +2NH 3

電気アークの温度 (3000 ～ 4000 度) で、窒素は酸素と反応します。 受け取った評価の合計: 224。