Азот – хімія

Будова і властивості атомів. Елемент азот N – перший представник головної підгрупи V групи Періодичної системи Д. І. Менделєєва. Його атоми містять на зовнішньому енергетичному рівні п`ять електронів, з яких три електрона неспарені (згадайте правило «8 – N», де N – число електронів на зовнішньому енергетичному рівні). Звідси випливає, що атоми цього елемента можуть приєднувати три електрони, завершуючи зовнішній енергетичний рівень, і внаслідок цього набувають ступінь окислення -3, наприклад у з’єднаннях з воднем – аміаку NH3 і з металами – нітриду Li3N, Mg3N2 та ін.

Атоми азоту можуть також віддавати свої зовнішні електрони більш електронегативний елементам (фтору, кисню) і набувати при цьому ступеня окислення +3 і +5. Атоми азоту в ступенях окислення + 1, +2, +3, +4 можуть виявляти як окислювальні, так і відновні властивості.

Азот – проста речовина. У вільному стані азот існує у вигляді двоатомних молекул N2. У молекулі N2 атоми азоту пов’язані відрізняється високою міцністю потрійний ковалентним зв’язком.

У природі азот міститься в основному в атмосфері – 78,08% за об’ємом або 75,51% за масою. Над кожним гектаром земної поверхні постійно «висить» 8000 т азоту. З природних неорганічних сполук азоту найбільш відома чилійська селітра NaN03. Вона утворилася із залишків пташиного посліду в умовах сухого і жаркого клімату. Рідко випадають опади змивали образующуюся селітру в улоговини, в яких згодом і накопичилися чималі її запаси. На численних пташиних базарах російської Півночі процес перетворення пташиного посліду в селітру неможливий (чому?).

Велика частина пов’язаного азоту міститься в органічних речовинах.

Азот, отриманий перегонкою рідкого повітря, в промисловості застосовують для синтезу аміаку та виробництва азотної кислоти. Раніше цей газ як інертного середовища використовували для наповнення електричних ламп. У медицині чистий азот застосовують як інертного середовища при лікуванні туберкульозу легенів, а рідкий азот – при лікуванні захворювань хребта, суглобів та ін.

Кругообіг азоту в природі. Азот – життєво важливий елемент. Всі основні частини клітин тканин організму побудовані з білкових молекул, до складу яких входить азот. Без білка немає життя, а без азоту немає білка. Людина отримує білки з рослинної і тваринної їжі, тварини, у свою чергу, отримують їх також з рослин. Отже, рослини – одне з джерел поповнення азоту, який підтримує життя.

Вміст зв’язаного азоту в ґрунті дуже незначно (до 1 кг в 1 т), до того ж більша частина його входить до складу органічних сполук і безпосередньо недоступна для рослин. Однак поступово, в результаті діяльності бактерій, органічні сполуки перетворюються на мінеральні – солі амонію або нітрати, які і засвоюються рослинами.

Азот входить до складу рослинних білків. Тварини отримують готові білкові речовини з рослин; в тваринному організмі міститься від 1 до 10% азоту (за масою), в шерсті і в рогах – близько 15%. Усі найважливіші частини клітин (цитоплазма, ядро, оболонка) побудовані з білкових молекул.

Ще більше значення мають особливі бактерії, що живуть в бульбах на коренях бобових рослин (конюшини, гороху, вики, люпину та ін.), Які називають бульбочкових (рис. 126). Ці бактерії пов’язують вільний атмосферний азот, перетворюючи його в сполуки, які засвоюють рослини, утворюючи білки свого організму.

Відкриття азоту. У 1772 р англійський учений Д. Резерфорд і шведський дослідник К. Шеєле в експериментах по спалюванню речовин виявили газ, який не підтримує дихання і горіння. Пізніше, в 1787 р, А. Лавуазьє встановив наявність у повітрі газу, який не підтримує дихання і горіння. За його пропозицією цьому газу було дано назву «азот», що означає «неживий» (від лат. А – немає і Зое – життя). Інша латинська назва – нітрогеніум, введене в 1790 р Ж. Шапталем, означає «що породжує селітру».

Посилання на основну публікацію