Распространение в земной коре

N – 0,04 %. 9 место по распространенности. В свободном состоянии N₂ – в воздухе (78,8 % объемн.) – 4·10¹⁵ т в атмосфере. Селитры – KNO₃, NaNO₃, Ca(NO₃)₂ – залежи пластами на побережье Тихого и Индийского океанов. Входит в состав белковых молекул – все живые организмы содержат азот.

P – 0,09 %. В свободном состоянии не встречается. В виде минералов – фосфорит Ca₃(PO₄)₂, апатит – 3Ca₃(PO₄)₂·CaX₂ (X = F, Cl, OH). В человеческом организме содержится 1 % фосфора – в костях (3Ca₃(PO₄)₂·CaCO₃·H₂O), нуклеиновых кислотах (в составе АТФ), некоторых белках.

As – 5·10^-4 %. В виде минералов – арсенопирит FeAsS, реальгар As₄S₄, аурипигмент As₂S₃.

Sb –5·10^-5 %. Немного в свободном состоянии. Sb₂S₃ – сурьмяный блеск.

Bi – 2·10^-5 %. В виде минералов – висмутовый блеск Bi₂S₃, висмутовая охра Bi₂O₃.

Основные характеристики пниктогенов и их соединений

В ряду N → P → As → Sb → Bi:

 Увеличивается радиус атома (т.к. растет число энергетических уровней), поэтому падают Энергия ионизации и Сродство к электрону (электроны меньше притягиваются к ядру, их проще оторвать);

 Электроотрицательность уменьшается. Азот – третий по электроотрицательности элемент после F и О;

 Металлические свойства возрастают, неметаллические убывают (электроны проще оторвать). N, P – типичные неметаллы, As, Sb – амфотерные элементы, Bi – металл;

 Окислительная способность падает, а восстановительная (у ионов Э^3–) – возрастает (т.к. растет радиус атома и падает электроотрицательность, поэтому электроны сложнее принимать и проще отдавать);

 Водородные соединения ЭН₃ – устойчивость падает (BiH₃ разлагается уже при комнатной температуре), кислотные свойства возрастают (т.к. растет радиус атома, проще оторвать протон Н⁺);

 Высшие оксиды Э₂О₅ – устойчивость падает (т.к. радиус растет), кислотность падает (т.к. растут металлические свойства элемента), окислительная способность возрастает (т.к. падает устойчивость).

Азот n2 строение молекулы n2

Структуру молекулы азота можно представить следующим образом:

На внешнем уровне атомов азота находится 5 электронов (2s²2p³), из которых 3 неспарены. Они образуют тройную связь. Эта связь очень прочная. N₂ – единственное газообразное вещество, молекулы которого связаны тройной связью.

Энергия связи 945 кДж/моль (494 для О=О и 242 для Сl–Cl). При 3000 °С распадается лишь 0,1 % молекул N₂.

Физические свойства азота

Азот – бесцветный газ без вкуса и запаха. Жидкий азот – бесцветная жидкость.

t_кип = -196 °С, t_пл = -210 °С. Плохо растворим в воде (0,015 V/1 V H₂O при 20 °С) и органических жидкостях.

Химические свойства азота

Из-за большой прочности тройной связи азот – малоактивное вещество. Он не горит и не поддерживает горение.

1) При обычной температуре взаимодействует только с литием

Li + N₂ → Li₃N нитрид лития

2) При повышенной температуре взаимодействует с активными металлами (Mg, Ca, Al, Ti) с образованием нитридов

Ca + N₂ → Ca₃N₂

Al + N₂ → AlN

Нитриды подвергаются гидролизу и взаимодействуют с кислотами:

Ca₃N₂ + H₂O → Сa(OH)₂ + NH₃↑

AlN + HCl → AlCl₃ + NH₄Cl

3) Взаимодействует с водородом при повышенной температуре и в присутствии катализатора

N₂ + H₂ Combin NH₃ t = 450 °C, Kat = Fe + Al₂O₃

4) Взаимодействует с кислородом

N₂ + O₂ Combin NO t = 3000–4000 °C

5) С галогенами, кроме фтора, НЕ взаимодействует

N₂ + F₂ → NF₃ фторид азота