Сколько электронов в атоме азота

Содержание

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

поделиться знаниями или
запомнить страничку

Все категории
экономические 43,679
гуманитарные 33,657
юридические 17,917
школьный раздел 612,662
разное 16,911

Физические свойства

Азот – двухатомный (N2) газ без запаха и вкуса, плохо растворимый в воде. Азот может находиться в газообразном, жидком и твёрдом состояниях. В сжиженной форме азот имеет температуру кипения -196°С. При -209,86°C азот становится твёрдым. Под влиянием разных температур кристаллическая решётка твёрдого азота может изменяться, создавая модификации элемента.

Химические свойства

Атомы азота соединены тройной связью (N ≡ N), что обеспечивает максимальную прочность. Даже при нагревании азота до 3000°C наблюдается незначительное разложение молекул (до 0,1 % от взятого количества газа). Именно поэтому азот – химически малоактивный элемент. В соединениях при нагревании азот легко расстаётся с другими элементами.

Основные химические свойства азота приведены в таблице.

Взаимодействие

Продукт реакции

Пример

С металлами (реагирует с сильными восстановителями)

Окисление под действием электрического тока

С водородом в присутствии катализатора (Fe), под действием температуры (400 °С) и давления (200 атм)

С неметаллами при высоких температурах

Соединения азота с металлами и неметаллами называются нитридами.

Азот не реагирует с кислотами, водой и основаниями. Невозможно непосредственное взаимодействие молекул азота с серой и галогенами. Более активно с этими веществами при нормальных условиях реагирует атомарный азот.

11 класс.Элементы 4 периода.Электронные формулы.

Химические свойства

Основные химические свойства азота приведены в таблице.

Взаимодействие

Продукт реакции

Пример

С металлами (реагирует с сильными восстановителями)

Окисление под действием электрического тока

С водородом в присутствии катализатора (Fe), под действием температуры (400 °С) и давления (200 атм)

С неметаллами при высоких температурах

Соединения азота с металлами и неметаллами называются нитридами.

Применение

Несмотря на пассивность азота, элемент широко применяется в промышленности. Кроме того, азот входит в состав клеток, без него невозможно построение белка и ДНК.

Азот используется при производстве:

удобрений;
взрывчатых веществ;
медикаментов;
красителей;
пластмассы;
искусственных волокон;
аммиака.

Жидкий азот используется для охлаждения, заморозки, а также для окисления двигателей ракет. Оксид азота применяется в качестве наркоза и для производства аэрозолей.

Примеры задач

Задача: определить валентность азота в следующих соединениях: AgNO3, HNO2, N2H4.

Чтобы определить неизвестную валентность атома в молекуле, нужно знать ее значение для других составляющих атомов и рассчитать, сколько кратных единиц приходится на них. Вычислить нужно следующим образом:

Нитрат серебра AgNO3. На внешнем уровне аргентум имеет только один неспаренный электрон, значит, может образовать только одну химическую связь. Для кислорода валентное значение всегда будет II, 3 атома должны вместе обладать валентностью VI. Один из кислородов связан с серебром. 6 — 1 = 5. Оставшиеся электроны кислород получает от N, при этом пара электронов образует одну связь. То есть у N в молекуле нитрата серебра валентность IV.
Азотистая кислота HNO2. Валентность кислорода II, количество этого элемента в молекуле тоже два. 2*2 = 4. Водород является одновалентным. 4 — 1 = 3. Итого валентное значение N равняется III.
Гидразин N2H4. Атом водорода имеет валентность I. 4 * 1 = 4. Атома азота в молекуле гидразина два, поэтому 4 нужно поделить пополам и получится 2. Валентность N в молекуле гидразина равна II.

Атом азота имеет 5 электронов на внешнем уровне. Два из них находятся на s-орбитали, а другие 3 расположены на р-орбитали. Благодаря трём неспаренным электронам и одной неподеленной паре, элемент имеет валентности от I до IV.

Химические свойства азота

Азот химически малоактивен из-за наличия все той же тройной связи. Она же обуславливает малую термическую устойчивость соединений азота при нагревании. В химических реакциях азот может проявлять себя и как окислитель, и как восстановитель благодаря широкому спектру возможных степеней окисления.

Как восстановитель азот реагирует:

Эти реакции проходят при температуре выше 1000 градусов Цельсия либо в электрическом заряде.

Как окислитель азот реагирует:

с металлами
N2 + 6Li = 2Li3N азот реагирует при обычных условиях только с литием, а с щелочноземельными металлами — только при нагревании;
с водородом
N2 +3H2 = 2NH3 реакция протекает обратимо в присутствии металлического железа в качестве катализатора.

Рассмотрим способы получения азота. В промышленности его получают фракционной перегонкой жидкого воздуха, а вот в лаборатории азот получают иначе. Вот лишь некоторые способы:

реакция взаимодействия хлорида аммония и нитрита натрия
NaNO2 + NH4Cl = N2 + NaCl + 2H2O
разложение некоторых солей аммония (на примере нитрита аммония)
NH4NO2 = N2 + 2H2O

Азот — основной компонент любого белка в организме человека. Давайте рассмотрим способы получения исходных компонентов для синтеза собственных белков.

Важнейшие соединения азота

Аммиак

В первую очередь поговорим о водородном соединении азота — аммиаке. Аммиак — бесцветный газ с характерным резким запахом. Давайте рассмотрим строение молекулы аммиака:

Аммиак имеет форму тригональной пирамиды. Этот газ очень ядовит и способен вызывать химический ожог глаз, а пары сильно раздражают слизистые оболочки органов дыхания. В то же время аммиак обладает достаточно высокой растворимостью в воде из-за образования водородных связей с молекулами воды. Вас когда-нибудь приводили в чувства после потери сознания ваткой, смоченной чем-то гадко пахнущим? Поздравляю, это было ваше первое знакомство с раствором аммиака в воде.

Поговорим теперь о химических свойствах этого газа.

В отличие от самого азота, аммиак является крайне реакционноспособным соединением. Так как азот находится в аммиаке в своей низшей степени окисления (−3), то аммиак проявляет только восстановительные свойства.

Например, аммиак реагирует с кислородом (при нагревании):

Как видно из уравнений, аммиак вступает в реакции окисления, а продукты его окисления напрямую зависят от силы окислителя и условий проведения реакций.

Со сложными веществами — окислителями аммиак реагирует следующим образом:

С кислотами аммиак реагирует благодаря своим оснóвным свойствам, что приводит к образованию различных солей:

А теперь рассмотрим получение аммиака. Различают два типа способов: промышленный и лабораторный.

Промышленный способ — синтез из простых веществ:
Лабораторный способ: В данном способе аммиак собирают в перевернутую вверх дном колбу, так как аммиак легче воздуха.

Азотная кислота

Азотная кислота — одна из важнейших неорганических кислот. Это летучая бесцветная жидкость с резким запахом, которая способна смешиваться с водой в любых пропорциях.

Получают ее в промышленности в несколько этапов. Рассмотрим подробнее каждый из них:

Окисление аммиака кислородом воздуха на платиновом катализаторе
4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
Окисление оксида азота (II)
2NO + O2 = 2NO2
Поглощение образующегося оксида азота (IV) водой в избытке воздуха
4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

Для азотной кислоты характерны особые химические свойства исходя из ее концентрации.

Например, с металлами данная кислота никогда не будет реагировать с выделением газообразного водорода. Рассмотрим таблицу с примерами металлов с различными концентрациями азотной кислоты:

Также азотная кислота как сильный окислитель способна окислять некоторые неметаллы до их кислот. Давайте рассмотрим примеры:

Азотная кислота в соотношении 1:3 с соляной кислотой образуют смесь под названием царская водка. Это желтовато-оранжевая дымящаяся жидкость, которая получила свое название от алхимиков благодаря способности растворять «царские» металлы — золото и платину.

Оксиды азота

В отличие от других химических элементов, азот образует большое число оксидов: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O4 и N2O5, каждый из которых является кислотным. В таблице показали, какой оксид какой кислоте соответствует:

Оксид азота (I) N2O. Несолеобразующий оксид, представляет собой бесцветный газ с приятным запахом и сладковатым привкусом. По своей молярной массе тяжелее воздуха и растворим в воде. У этого оксида есть и другие названия, самое распространенное из них — закись азота. Оксид азота (I) применяли в медицине в качестве наркоза более 200 лет назад. При вдыхании этого газа человека охватывает радость и безудержный смех, отчего оксид получил еще одно название — веселящий газ.

Оксид азота (II) NO. Несолеобразующий оксид, который при нормальный условиях является бесцветным газом, плохо растворяется в воде и в больших концентрациях ядовит для человека.

Оксид азота (III) N2O3. Соединение очень неустойчивое и существует только при низких температурах. В твердом и жидком состоянии оксид азота (III) окрашен в ярко-синий цвет. При температуре выше 0 градусов разлагается до оксида азота (II) и оксида азота (IV).

Оксиды азота (IV) NO2 и N2O4. Твердый оксид азота (IV) бесцветный, так как состоит из молекул N2O4. При нагревании появляется коричневая окраска, которая усиливается с повышением температуры по мере увеличения NO2 в смеси. Эти оксиды хорошо растворимы в воде и взаимодействуют с ней.

Оксид азота (V) N2O5. Азотный ангидрид, который образуется в виде летучих бесцветных гигроскопичных кристаллов. Это крайне неустойчивое вещество, которое распадается в течение нескольких часов. При нагревании распадается со взрывом на оксид азота (IV) и газообразный кислород.

Сколько электронов в атоме азота

Вопрос по физике:

сколько электрон, протон и нейтрон в атоме N (азот)

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

bookmark_border

11.04.2018 06:03
Физика
remove_red_eye 8524
thumb_up 5

Ответы и объяснения 2

rorinaskines515

Азот — 7 номер в таблице Менделеева, следовательно он имеет 7 протонов. Столько же он имеет и электронов ( в атоме любого вещества электронов должно быть столько же сколько и протонов) Чтобы найти количество нейтронов, следует узнать атомную массу. Она тоже указана в таблице Менделеева — 14. Теперь из нее вычитаем количество нейтронов- 14-7=7
Протонов — 7
Электронов — 7
Нейтронов — 7

11.04.2018 23:07
thumb_up 14

Расчет валентности

Валентность — число химических связей, которые может образовать элемент. Значение этого показателя не может превышать количество свободных орбиталей на внешнем уровне элемента. Электроны, участвующие в связывании, называются валентными.

У азота 3 неспаренных электрона на p-орбитали способны образовывать 3 ковалентные связи по обменному механизму. Такая тройная связь наблюдается, например, в простом веществе N2. Или в молекуле аммиака NH3, где азот создает по одной связи с тремя атомами водорода. То есть, благодаря незаполненной р-орбитали, азот проявляет валентность III.

Но у него на внешнем уровне есть неподеленная пара на s-орбитали. Она может создавать одну связь по донорно-акцепторному механизму. Это добавляет еще одну валентность атому. В целом элемент можно охарактеризовать как четырехвалентный. Таким образом, возможные валентные значения могут быть:

I (N2O);
II (NO);
III (N2O3, N2);
IV (HNO3, N2O5).

Степень окисления элемента и его валентные возможности не всегда совпадают. Например, в азотной кислоте (формула HNO3) содержится 3 двухвалентных кислорода. Один из трех элементов принимает по одному электрону от водорода и азота. Второй атом кислорода получает на свою р-орбиталь оставшиеся 2 неспаренных электрона с р-орбитали N. И этот же элемент связан с последним кислородом по донорно-акцепторному механизму при помощи неподеленной пары с подуровня s. Таким образом, элемент N находится в своей максимальной степени окисления +5, а его валентность равняется IV. Аналогичным образом строятся связи в оксиде азота V.

У некоторых элементов может наблюдаться возбуждение. Возбужденное состояние характеризуется перескоком электрона на свободную орбиталь. Элемент при этом нестабилен и существует недолго, но в этот краткий период валентность увеличивается. У N нет свободных орбиталей, на которые может перейти электрон, поэтому IV — это максимальное валентное значение для него.

Примеры задач

Задача: определить валентность азота в следующих соединениях: AgNO3, HNO2, N2H4.

Нитрат серебра AgNO3. На внешнем уровне аргентум имеет только один неспаренный электрон, значит, может образовать только одну химическую связь. Для кислорода валентное значение всегда будет II, 3 атома должны вместе обладать валентностью VI. Один из кислородов связан с серебром. 6 — 1 = 5. Оставшиеся электроны кислород получает от N, при этом пара электронов образует одну связь. То есть у N в молекуле нитрата серебра валентность IV.
Азотистая кислота HNO2. Валентность кислорода II, количество этого элемента в молекуле тоже два. 2*2 = 4. Водород является одновалентным. 4 — 1 = 3. Итого валентное значение N равняется III.
Гидразин N2H4. Атом водорода имеет валентность I. 4 * 1 = 4. Атома азота в молекуле гидразина два, поэтому 4 нужно поделить пополам и получится 2. Валентность N в молекуле гидразина равна II.

Атом азота имеет 5 электронов на внешнем уровне. Два из них находятся на s-орбитали, а другие 3 расположены на р-орбитали. Благодаря трём неспаренным электронам и одной неподеленной паре, элемент имеет валентности от I до IV.