W skład azotowców wchodzą: N, P, As, Sb, Bi

Podobne dokumenty
Potencjał jonizacji (ev)

Tlen. Występowanie i odmiany alotropowe Otrzymywanie tlenu Właściwości fizyczne i chemiczne Związki tlenu tlenki, nadtlenki i ponadtlenki

Fluorowce - chlor. -Ogólna charakterystyka fluorowców -Występowanie i właściwości chloru -Ważniejsze związki chloru

Litowce i berylowce- lekcja powtórzeniowa, doświadczalna.

AZOTOWCE. dr Henryk Myszka - Uniwersytet Gdański - Wydział Chemii

Najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we Wszechświecie, Stanowi główny składnik budujący gwiazdy,

1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Wiązania chemiczne, budowa cząsteczek

2. Podczas spalania 2 objętości pewnego gazu z 4 objętościami H 2 otrzymano 1 objętość N 2 i 4 objętości H 2O. Jaki gaz uległ spalaniu?

WŁAŚCIWOŚCI NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW I ICH ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

Instrukcja do ćwiczenia WŁAŚCIWOŚCI WYBRANYCH ANIONÓW.

Temat 2: Nazewnictwo związków chemicznych. Otrzymywanie i właściwości tlenków

XV Wojewódzki Konkurs z Chemii

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

BUDOWA ATOMU 1. Wymień 3 korzyści płynące z zastosowania pierwiastków promieniotwórczych. 2. Dokończ reakcję i nazwij powstałe pierwiastki:

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. II Etap - 18 stycznia 2016

11) Stan energetyczny elektronu w atomie kwantowanym jest zespołem : a dwóch liczb kwantowych b + czterech liczb kwantowych c nie jest kwantowany

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

Instrukcja dla uczestnika

Test kompetencji z chemii do liceum. Grupa A.

Woda. Najpospolitsza czy najbardziej niezwykła substancja Świata?

1. Przedmiot chemii Orbital, typy orbitali Związki wodoru z innym pierwiastkami

KLASYFIKACJA ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

KLASYFIKACJA ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

Zn + S ZnS Utleniacz:... Reduktor:...

Wojewódzki Konkurs Wiedzy Chemicznej dla uczniów klas maturalnych organizowany przez ZDCh UJ Etap I, zadania

Spis treści. Stopnie utlenienia

Wewnętrzna budowa materii

Spis treści. Właściwości fizyczne. Wodorki berylowców. Berylowce

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

Kryteria oceniania z chemii kl VII

Lista materiałów dydaktycznych dostępnych w Multitece Chemia Nowej Ery dla klasy 7

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością.

Zadanie 1. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach: KBr i HBr.

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

litowce -Występowanie i otrzymywanie potasu -Właściwości fizyczne i chemiczne potasu -Ważniejsze związki potasu

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

XXI Regionalny Konkurs Młody Chemik FINAŁ część I

Test diagnozujący z chemii wrzesień Klasa II gimnazjum

Chemia Grudzień Styczeń

Zadanie 1. (2 pkt) Spośród podanych niżej cech wybierz i podkreśl cztery, charakteryzujące chlor w warunkach normalnych:

Chemia - laboratorium

II Etap rejonowy 28 styczeń 2019 r. Imię i nazwisko ucznia: Czas trwania: 60 minut

Nazwy pierwiastków: ...

Szczegółowy opis treści programowych obowiązujących na etapie szkolnym konkursu przedmiotowego z chemii 2018/2019

CHEMIA NIEORGANICZNA

Energia jonizacji (ev) Promień jonowy (nm)

CHEMIA NIEORGANICZNA Z ELEMENTAMI CHEMII ANALITYCZNEJ

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów 13 stycznia 2017 r. zawody II stopnia (rejonowe)

Większość metali bloku d wykazuje tendencje do tworzenia związków kompleksowych.

ARKUSZ 1 POWTÓRZENIE DO EGZAMINU Z CHEMII

Zadanie 1. (1 pkt). Informacja do zada 2. i 3. Zadanie 2. (1 pkt) { Zadania 2., 3. i 4 s dla poziomu rozszerzonego} zania zania Zadanie 3.

Chemia. 3. Która z wymienionych substancji jest pierwiastkiem? A Powietrze. B Dwutlenek węgla. C Tlen. D Tlenek magnezu.

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Test sprawdzający z chemii do klasy I LO i technikum z działu Budowa atomu i wiązania chemiczne

Fragmenty Działu 7 z Tomu 1 REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Zadanie 2. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach

************************************************************

Arkusz zadań dla I roku Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Chemia II (semestr II)

BADANIE WYNIKÓW NAUCZANIA Z CHEMII KLASA I GIMNAZJUM. PYTANIA ZAMKNIĘTE.

Związki chemiczne, wiązania chemiczne, reakcje

ĆWICZENIA LABORATORYJNE WYKRYWANIE WYBRANYCH ANIONÓW I KATIONÓW.

Szanowne koleżanki i koledzy nauczyciele chemii!

pobrano z

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

Węglowce węgiel. -Ogólna charakterystyka węglowców -Węgiel i jego odmiany alotropowe -Ważniejsze związki węgla

Atomy wieloelektronowe

Nazwy pierwiastków: A +Fe 2(SO 4) 3. Wzory związków: A B D. Równania reakcji:

Zasób materji we wszechświecie 33. Rozpraszanie materji 34.

Związki chemiczne, wiązania chemiczne, reakcje

PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA CHEMICZNE

I Etap szkolny 16 listopada Imię i nazwisko ucznia: Arkusz zawiera 19 zadań. Liczba punktów możliwych do uzyskania: 39 pkt.

a) Sole kwasu chlorowodorowego (solnego) to... b) Sole kwasu siarkowego (VI) to... c) Sole kwasu azotowego (V) to... d) Sole kwasu węglowego to...

KONKURS Z CHEMII. dla uczniów szkół podstawowych województwa warmińsko-mazurskiego w roku szkolnym 2018/2019

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW


Ważne pojęcia. Stopień utlenienia. Utleniacz. Reduktor. Utlenianie (dezelektronacja)

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

CHEMIA I GIMNAZJUM WYMAGANIA PODSTAWOWE

Czy równowaga jest procesem korzystnym? dr hab. prof. nadzw. Małgorzata Jóźwiak

X / \ Y Y Y Z / \ W W ... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Warszawski konkurs chemiczny KWAS. Etap I szkolny. Zadanie

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej w poszczególnych tematach podręcznika Chemia Nowej Ery dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Główne zagadnienia: - mol, stechiometria reakcji, pisanie równań reakcji w sposób jonowy - stężenia, przygotowywanie roztworów - ph - reakcje redoks

KONKURS CHEMICZNY ETAP WOJEWÓDZKI 2010/2011

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej z chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Substancje chemiczne Powietrze

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

Wykład. 1. Klasyfikacja chemiczna i geochemiczna pierwiastków chemicznych. b) Podziel wymienione niżej jony na twarde i miękkie kwasy i zasady:

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. I Etap szkolny - 23 listopada 2016

Przemiany substancji

Transkrypt:

AZOTOWCE

W skład azotowców wchodzą: N, P, As, Sb, Bi stopniowe zmniejszanie się elektroujemności zmniejszanie się energii jonizacji (I,II,III, w mniejszym stopniu ulega IV, V) wzrost promienia atomowego (od pierwiastków o mniejszej liczbie atomowej do pierwiastków o większej liczbie atomowej)

Azot (skroplony na ciecz), fosfor czerwony, arsen, antymon, bizmut

Różnice w charakterze chemicznym N i P typowe pierwiastki niemetaliczne As i Sb charakter pośredni między metalami a niemetalami Bi jest metalem

Konfiguracja elektronowa W stanie podstawowym atomy N mają konfigurację elektronową s 2 p 3 : - N 3- - konfiguracja gazu szlachetnego s 2 p 6, obecność takich jonów przyjmuje się w azotkach metali alkalicznych w stanie stałym - w połączeniach z H, fluorowcami, azotowce tworzą trzy wiązania kowalencyjne, np. NH 3 ( st. utlenienia 3), lub PCl 3 (st. utlenienia +3) - w NH 4+ mamy do czynienia również z hybrydyzacją sp 3 - N nie mający orbitali d w powłoce walencyjnej nie wytwarza nigdy więcej niż 4 wiązania kowalencyjne - P i dalsze azotowce tworzą wiązania także i z udziałem orbitali d; liczba wiązań kowalencyjnych wynosi wówczas 5 (PCl 5 ), lub nawet 6 (PCl 6- ) hybrydyzacja odpowiednio dsp 3 i d 2 sp 3

Azot jest pierwiastkiem bardzo biernym chemicznie; główną przyczyną tego jest jego silne wiązanie potrójne; fosfor biały jest bardzo reaktywny

Stopnie utlenienia azotowców

Uproszczone wzory NO i N2O4

Ważne związki azotu z wodorem to amoniak, hydrazyna i kwas azotowodorowy, związek macierzysty wrażliwych na uderzenie azydków. Fosfan tworzy w wodzie roztwory obojętne; w wyniku hydrolizy halogenków niemetali powstają kwasy tlenowe bez zmiany stopnia utlenienia.

Występowanie azotowców w AZOT przyrodzie - w stanie wolnym główny składnik atmosfery - powietrze zawiera ślady azotu w formie związanej (NH 3 ), powstaje podczas gnicia substancji organicznych, oraz w postaci tlenków azotu tworzących się pod wpływem wyładowań elektrycznych w atmosferze - azotan sodowy tworzy bogate złoża w Chile ( saletra chilijska) - azotan potasowy ( saletra indyjska) - azotan barowy, magnezowy występują sporadycznie i w małych ilościach

Otrzymywanie azotu Do celów technicznych: ( poprzez frakcjonowaną destylację skroplonego powietrza) Do celów laboratoryjnych: (czysty uzyskujemy za pomocą ogrzewania roztworu azotynu amonowego NH 4 NO 2 : NH NO N + 2H O 4 2 2 2 Najczystszy azot uzyskuje się przez termiczny rozkład azydku sodowego lub barowego w próżni: NaN 3 = Na + 1 N 1 2 2

Powstawanie azotu

Występowanie i otrzymywanie fosforu W skorupie ziemskiej 0,11%. W przyrodzie występuje głównie w postaci soli kwasu fosforowego. Najważniejszymi minerałami fosforanowymi są: - fosforyt Ca 3 (PO 4 ) 2 - apatyt 3Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca(F,Cl) 2 Fosforany występują również jako zanieczyszczenia rud żelaznych. Żużel, jaki otrzymuje się przy wytwarzaniu stali metodą konwertorową Thomasa, zawiera fosfor wydzielony z surówki w postaci tzw. silikokarnotytu Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca 2 SiO 4 po zmieleniu bywa stosowany jako sztuczny nawóz fosforowy (tomasyna). Fosfor związany organicznie stanowi ważny składnik organizmów żywych występuje w białku zwierzęcym i roślinnym, we krwi, substancji nerwowej i mózgowej, w żółtku i w mleku.

Muszle, kości i zęby zawierają apatyt węglanowy 3Ca 3 (PO 4 ) 2 CaCO 3 H 2 O oraz apatyt hydroksylowy 3Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca(OH) 2 Otrzymywanie fosforu Fosfor otrzymuje się ogrzewając fosforan trójwapniowy z piaskiem i z koksem w piecach elektrycznych w tem. 1300 1450 0 C. Proces odbywa się bez dostępu powietrza. Fosfor wydziela się w postaci pary, która ulega kondensacji podczas przepuszczania gazów płynących z pieca przez warstwę wody. Zestalony fosfor oczyszcza się za pomocą destylacji. Otrzymany produkt zwany jest fosforem białym. Przez ogrzewanie go bez dostępu powietrza przemienia się on w fosfor czerwony używany do wyrobu zapałek: Ca 3 (PO 4 ) 2 +3SiO 2 +5C =3CaSiO 3 +5CO+1/2P 4

Występowanie i otrzymywanie As W skorupie ziemskiej - 5 10-4 % W stanie wolnym występuje sporadycznie, głównie w postaci siarczków (np.. Aurypigment As 2 S 3, realgar As 4 S 4 ), arsenosiarczków (np. Arsenopiryt FeAsS) lub arsenków. Arsen w stanie wolnym otrzymuje się za pomocą ogrzewania arsenopirytu bez dostępu powietrza: FeAsS = FeS+As W tych warunkach As łatwo sublimuje, a pary kondensują się w odbieralnikach. As można otrzymać przez redukcję arszeniku As 4 O 6 węglem: As 4 O 6 +6C = 4As+6CO

Występowanie i otrzymywanie Sb i Bi W skorupie ziemskiej: Sb = 5 10-5 %, Bi = 10-5 %. Występują w przyrodzie najczęściej w postaci siarczków, czyli błyszczów: antymonitu Sb 2 S 3 i bizmutynu Bi 2 S 3, także w postaci tlenków: walentynitu Sb 2 O 3 i ochry bizmutowej Bi 2 O 3. Obydwa metale otrzymuje się przez prażenie siarczków w atmosferze powietrza i redukcję otrzymanych tlenków węglem: Sb 2 S 3 +5O 2 = Sb 2 O 4 +3SO 2 Bi 2 S 3 +41/2O 2 = Bi 2 O 3 +3SO 2 Sb 2 O 4 +4C = 2Sb+4CO Bi 2 O 3 +3C = 2Bi+3CO Stosuje się również bezpośrednią redukcję siarczków żelazem, np.: Bi 2 S 3 +3Fe = 2Bi+3FeS

WŁASNOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE ORAZ ALOTROPIA AZOTOWCÓW

Symbol chemiczny Azot Fosfor Arsen Antymon Bizmut N P As Sb Bi Konfiguracja elektronowa 2s 2 p 3 3s 2 p 3 4s 2 p 3 5s 2 p 3 6s 2 p 3 Masa atomowa 14,0067 30,9738 74,922 121,75 208,980 Promień atomowy, Å 0,74 1,10 1,21 1,41 1,52 Promień jonowy X 3+, Å 0,69 0,90 1,20 Elektroujemność 3,0 2,1 2,0 1,9 1,9 Temperatura topnienia, 0 C Temperatura wrzenia, 0 C -210-195,8 44,1(biały) 592,5(fioletowy) 587,5(czarny) 280,5(biały) 814,5 (36 atm) 610(subl.) 630,5 1380 271,3 1450

AZOT - gaz bezbarwny i bezwonny - temperatura wrzenia (-195,8 0 C) - temperatura krzepnięcia (-210,5 0 C) - azot ciekły i stały jest bezbarwny - w stanie stałym występuje w dwu odmianach zawierających prawdopodobnie cząsteczki N 2, a wykrytych na podstawie różnic w cieple właściwym - temperatura przejścia odmiany wysokotemperaturowej w niskotemperaturową wynosi (-237,7 0 C) - w zwykłej temperaturze N jest bardzo mało aktywny, gdyż energia wiązania w cząsteczce N 2 jest bardzo duża: N 2 +225 kcal = 2N - w podwyższonej temperaturze N występuje znacznie łatwiej w reakcje chemiczne, z niektórymi metalami tworzy azotki

Wzór elektronowy cząsteczki N 2 : :N=N: O trwałości wiązania pomiędzy cząsteczkami azotu decydują orbitale: σ2p x, π2p y, π2p z

FOSFOR - w stanie stałym występuje w kilku odmianach alotropowych - przez kondensację jego par w normalnych warunkach uzyskuje się białą masę fosfor biały - topi się on w 44,1 0 C, a po szybkim ogrzaniu wrze w 280,5 0 C dając parę o cząsteczkach czteroatomowych P 4 - w cząsteczkach P 4 przyjmuje się hybrydyzację sp 3 orbitali atomowych fosforu - fosfor biały reaguje bardzo łatwo z tlenem - w atmosferze powietrza nie rozdrobniony fosfor biały zapala się już w temperaturze ok.. 60 0 C dając P 4 O 10 : P 4 +5O 2 = P 4 O 10 +740 kcal - w temperaturze pokojowej na powierzchni fosforu odbywa się powolne utlenianie, któremu towarzyszy emisja słabego światła (chemiluminescencja)

- Fosfor biały reaguje gwałtownie z chlorowcami już w temperaturze pokojowej - z wieloma metalami w podwyższonych temperaturach tworzy fosforki - rozpuszcza się w gorącym ługu potasowym tworząc fosfinę PH 3 oraz podfosforyn potasu: P 4 +3KOH+3H 2 O = PH 3 +3KH 2 PO 2 - fosfor biały jest substancją silnie toksyczną dawka śmiertelna 0,1g - jest odmianą nietrwałą, wykazującą tendencję do przejścia w inne, bardziej trwałe odmiany - ogrzewanie fosforu białego w azocie w temp.250 0 C prowadzi do otrzymania fosforu czerwonego

Fosfor czerwony, fioletowy, czarny - Jest to proszek barwy ciemnoczerwonej, nierozpuszczalny w dwusiarczku węgla, nietoksyczny, mniej reaktywny - zapala się w powietrzu dopiero powyżej 400 0 C, z chlorowcami reaguje również w wyższych temperaturach niż fosfor biały i nie wydziela metali z roztworów - długotrwałe ogrzewani fosforu białego w 530 0 C daje odmianę bardziej trwałą od czerwonego fioletowy - najtrwalszą odmianą fosforu jest fosfor czarny, powstaje w trakcie ogrzewania fosforu białego w 220 0 C pod ciśnieniem 12000 atm. Wykazuje on barwę szarą, połysk metaliczny, przewodzi prąd elektryczny

Fosfor biały i czerwony

As, Sb, Bi - są izomorficzne, występują w normalnych warunkach w odmianie metalicznej o podobnej strukturze warstwowej jak fosfor czarny - tworzą wiązania kowalencyjne z trzema sąsiadującymi atomami - ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka pomiędzy warstwami zaznacza się charakter wiązań metalicznych - As metaliczny ma barwę szarą - Sb jest srebrzystobiały - Bi jest różowobiały - Bi tworzy tylko odmianę metaliczną - As i Sb mogą występować także w odmianach barwy żółtej, zawierających cząsteczki As 4 lub Sb 4 odmiany te są rozpuszczalne w dwusiarczku węgla

- nietrwałymi odmianami są także As czarny i Sb czarny, pojawiają się jako produkty pośrednie przemiany najmniej trwałych odmian żółtych w odmiany metaliczne - ciekawym produktem jest Sb wybuchowy, czarny osad wydzielający się na katodzie w czasie elekrolizy zakwaszonego roztworu SbCl 3 prądem o wysokiej gęstości - Sb wybuchowy zapala się w powietrzu już po ogrzaniu do 200 0 C - As, Sb, Bi ogrzewane w powietrzu lub w tlenie spalają się dając As 2 O 3, Sb 2 O 3, lub Bi 2 O 3 - Łączą się łatwo z fluorowcami - As, Sb i rozdrobniony Bi zapalają się w chlorze - Stężony HNO 3 utlenia As do kwasu arsenowego, Sb do nierozpuszczalnego uwodnionego pięciotlenku Sb 2 O 5 aq - Bi pod wpływem HNO 3 przechodzi w azotan bizmutawy Bi(NO 3 ) 3 - As, Sb i Bi ulegają działaniu stężonego gorącego H 2 SO 4

Ogólna charakterystyka związków typ XH 3 - Amoniak NH 3 - Fosforiak PH 3 - Arsenowodór AsH 3 - Antymonowodór SbH 3 - Bizmutowodór BiH 3 Są to substancje łatwo lotne, występują w postaci bezbarwnych gazów, najczęściej o wyraźnym nieprzyjemnym zapachu

NH 3 PH 3 AsH 3 SbH 3 BiH 3 Temperatura topnienia, 0 C -77,74-133,75-116,3-88 Temperatura wrzenia, 0 C -33,40-87,72-62,5-17 22 Ciepło tworzenia, kcal/mol 11,00 2,3-30,4-34,2 Kształt cząsteczki piramida piramida piramida piramida piramida Kąt pomiędzy wiązania H X - H 106 0 45 93 0 50 91 0 50 91 0 18

Wszystkie wodorki wykazują własności redukujące, w najsłabszym stopniu amoniak, PH 3 i AsH 3 są silnymi środkami redukującymi

Amoniak Metoda Habera i Boscha Otrzymywanie N 2 +3H 2 2NH 3 +22,4 kcal - ciśnienie 300 350 atm - temperatura 500 550 0 C - katalizator żelazny Małe ilości amoniaku uzyskuje się w wyniku działania silnych zasad na sole amonowe w podwyższonej temperaturze 2NH 4 Cl+Ca(OH) 2 = CaCl 2 +2H 2 O+2NH 3

Własności fizyczne i chemiczne NH 3 W normalnych warunkach jest: - gazem bezbarwnym - zapach drażniący błony śluzowe - łatwo ulega skropleniu na ciecz bezbarwną, silnie łamiącą światło, wrzącą w -33,4 0 C - wykazuje znaczne ciepło parowania ok.. 300 cal/g - w wodzie NH 3 rozpuszcza się bardzo dobrze - duża rozpuszczalność jest wynikiem silnego oddziaływania pomiędzy cząsteczkami amoniaku a cząsteczkami wody i wytwarzania się pomiędzy nimi wiązań wodorowych - własności zasadowe przejawiają się wyraźniej w stosunku do silnych kwasów

Gazowy NH 3 tworzy z gazowym HCl białe dymy chlorku amonowego NH 4 Cl: NH 3 +HCl = NH 4 Cl Roztwory wodne amoniaku zobojętniają kwasy tworząc sole amonowe, np. siarczan amonowy (NH 4 ) 2 SO 4 lub azotan amonowy NH 4 NO 3 W powietrzu amoniak zapala się w zetknięciu z płomieniem, ale po usunięciu płomienia nie pali się dalej. W tlenie NH 3 spala się żółtawym płomieniem dając wodę i azot: 4 NH 3 +3O 2 = 2N 2 +6H 2 O+216 kcal W obecności katalizatora platynowego amoniak spala się w temperaturze ok.. 800 0 C na tlenek azotu: 4 NH 3 +5O 2 = 4NO+6H 2 O+302 kcal

a. przejawiające się własności zasadowe b. dymy NH 4 Cl

Pochodne amoniaku AMIDKI: Amidek sodowy NH 2 Na otrzymuje się przepuszczając gazowy amoniak nad metalicznym sodem w temp. 200 300 0 C: 2NH 3 +2Na = 2NH 2 Na+H 2 Jest to biała krystaliczna substancja ulegająca łatwo działaniu wody: NH 2 Na+H 2 O = NH 3 +NaOH IMIDKI: NHLi 2 lub NHCa AZOTKI: Pod działaniem wody ulegają rozkładowi z wydzieleniem amoniaku: Mg 3 N 2 +6H 2 O = 3Mg(OH) 2 +2NH 3

Azotek magnezu powstaje w wyniku spalenia Mg w atmosferze azotu: 3Mg+N 2 = Mg 3 N 2

Otrzymywanie PH 3, AsH 3, SbH 3,BiH 3 Działanie kwasami na fosforki lub arsenki metali, na stopy antymonu lub bizmutu z metalami: Mg 3 Sb 2 +6HCl = 3MgCl 2 +2SbH 3 Działanie wodoru in statu nascendi na wolne pierwiastki lub na ich związki ulegające redukcji z wytworzeniem wolnego pierwiastka ( metoda Marsha): H 3 AsO 3 +6H = 3H 2 O+AsH 3

Trójwodorki P, As, Sb, i Bi: - są gazami o nieprzyjemnym zapachu - są toksyczne - w czasie ogrzewania ulegają rozkładowi - własności zasadowe : niezbyt silne ale wyraźne w przypadku amoniaku, zaznaczają się bardzo słabo dla fosforowodoru, zupełnie ich nie wykazują AsH 3, SbH 3 i BiH 3 -wykazują własności redukujące

Związki typu X 2 H 4 Hydrazyna N 2 H 4 HYDRAZYNA Dwufosfina P 2 H 4 OTRZYMYWANIE Hydrazyny: Utlenianie amoniaku kwasem chlorowym (I): NH 3 +NaClO = NaOH+NH 2 Cl NH 2 Cl+NH 3 = N 2 H 4 +HCl - w temp. pokojowej jest bezbarwną cieczą - wykazuje własności toksyczne - silny środek redukujący - redukują sole żelazowe do żelazawych, wydzielają złoto, srebro i platynę z roztworu ich soli

Dwufosfina - jest o ciecz o silnych własnościach redukujących zapalająca się w zetknięciu z powietrzem - nie wykazuje własności zasadowych - pod wpływem światła ulega rozkładowi na fosforiak i fosfor: 6P 2 H 4 = 8PH 3 +P 4

Związki azotowców z fluorowcami Związki typu YX 3 oraz YX 5, wyjątki: azydek chloru ClN 3 lub dwuhalogenki PCl 2 (P 2 Cl 4 ) Trihalogenki: - wiramidalna budowa cząsteczki, hybrydyzacja sp 3 z jedną wolną parą elektronową - wiązania wykazują dominujący charakter kowalencyjny - BiF 3, SbF 3 charakter wiązania zbliżony do jonowego - mała trwałość trihalogenków azotu z wyjątkiem NF 3 - pozostałe trwałe zarówno w temperaturze pokojowej jak i podwyższonej - ulegają w roztworach wodnych hydrolizie z wyjątkiem NF 3

Pięciohalogenki azotowców YX 5 - cząsteczki o budowie bipiramidy trygonalnej hybrydyzacja sp 3 d - trwałość maleje w miarę wzrostu liczby atomowej obu łączących się pierwiastków - fluor tworzy pięciofluorki ze wszystkimi azotowcami - chlor tworzy je tylko z fosforem i antymonem - brom i jod wyłącznie z fosforem

Azot tworzy tlenki na każdym ze swych całkowitych stopni utlenienia, od I do V; właściwości tlenków i kwasów tlenowych można wytłumaczyć, biorąc pod uwagę stopień utlenienia azotu.

Tlenki i tlenowe kwasy azotu Wzór Stopień utlenienia azotu Nazwa Kwas odpowiadający tlenkowi N 2 O +1 Podtlenek azotu H 2 N 2 O 2 kwas podazotawy NO +2 Tlenek azotu - N 2 O 6 +3 Tritlenek dwuazotu HNO 2 kwas azotawy NO 2 +4 Dwutlenek azotu HNO 2 +HNO 3 N 2 O 4 +4 Czterotlenek dwuazotu N 2 O 5 +5 Pięciotlenek dwuazotu HNO 3 kwas azotowy

Otrzymywanie tlenków azotu Podtlenek azotu N 2 O, powstaje w wyniku łagodnego ogrzewania azotanu amonu: NH 4 NO 3 = N 2 O+2H 2 O - jest gazem bezbarwnym, o słodkawym zapachu - dobrze rozpuszcza się w tłuszczach - w małych ilościach nietoksyczny - hybrydyzacja sp centralnego atomu azotu - budowa liniowa cząsteczki Tlenek azotu NO, na skalę przemysłową otrzymujemy metodą katalitycznego spalania amoniaku: - bezbarwny gaz 4NH 3 +5O 2 = 4NO+6H 2 O - wykazuje trwały moment magnetyczny jeden niesparowany elektron

Tritlenek dwuazotu N 2 O 3,otrzymuje się w postaci intensywnie niebieskiej cieczy oziębiając poniżej -10 0 C równocząsteczkową mieszaninę NO i NO 2, którą uzyskujemy redukując HNO 3 za pomocą arszeniku: 4HNO 3 +4H 2 O+As 4 O 6 = 4H 3 AsO 4 +2NO+2NO 2 Tritlenek dwuazotu jest bezwodnikiem kwasu azotawego, który powstaje gdy mieszaninę NO i NO 2 wprowadza się do wody N 2 O 3 +H 2 O = 2HNO 2 NO+NO 2 = N 2 O 3 - kondensuje na ciemnoniebieską ciecz - krzepnie w temp.-100 0 C na jasnoniebieską substancję stałą - z czasem staje się zielona w wyniku rozkładu na NO 2, żółtobrunatny gaz

Tritlenek dwuazotu jest bezwodnikiem kwasu azotawego, który powstaje gdy mieszaninę NO i NO 2 wprowadza się do wody N 2 O 3 +H 2 O = 2HNO 2 NO+NO 2 = N 2 O 3 - Kondensuje na ciemnoniebieską ciecz - Krzepnie w temp.-100 0 C na jasnoniebieską substancję stałą - Z czasem staje się zielona w wyniku rozkładu na NO 2, żółtobrunatny gaz

Ditlenek azotu NO 2, powstaje w wyniku reakcji pomiędzy tlenkiem azotu NO i tlenem: 2NO+O 2 = 2NO 2 - brunatny duszący i trujący gaz, wpływa na barwę i zapach smogu - w stanie stałym istnieje tylko dimer, gaz kondensuje na bezbarwną substancję stałą - NO 2 dysproporcjonuje, rozpuszczając się w wodzie: 3NO 2 +H 2 O = 2HNO 3 +NO - atmosferyczny ditlenek azotu przyczynia się do powstawania kwaśnego deszczu

Pięciotlenek dwuazotu N 2 O 5, otrzymuje się za pomocą odwodnienia HNO 3 pięciotlenkiem fosforu: 2HNO 3 +P 2 O 5 = 2HPO 3 +N 2 O 5 - bezbarwne ciało stałe - łatwo ulega rozkładowi na czterotlenek azotu orz tlen - energicznie łączy się z wodą tworząc HNO 3

Kwas azotowy HNO 3, otrzymywanie: 1. Otrzymywanie amoniaku metodą Habera i Boscha 2. Katalityczne spalanie amoniaku do NO metodą Ostwalda. W obecności nadmiaru powietrza NO utlenia utlenia się natychmiast do NO2 do NO2 odzie w obecności powietrza: ietrza: ztworu: nieniu: O 3 +HNO 2 2NO+H 2 O (N 2 O 4 )

Tlenki i kwasy tlenowe P, As, Sb, Bi Związki fosforu, arsenu, antymonu i bizmutu z tlenem fosfor arsen antymon bizmut P 4 O 6 As 4 O 6 Sb 4 O 6 Bi 2 O 3 (PO 2 ) 4 (AsO 2 ) n (SbO 2 ) n - P 4 O 10 As 4 O 10 Sb 4 O 10 -

Tlenki fosforu tetraedrycznych P 4 O 6 i P 4 O10 mają struktury złożone z PO 4 jednostek PO ; tlenki te są bezwodnikami kwasów odpowiednio: fosforawego i fosforowego. Polifosforany to rozbudowane struktury wykorzystywane przez żywe komórki do gromadzenia i przekazywania energii

Otrzymywanie Trójtlenków P, As, Sb, Bi Trójtlenek fosforu otrzymuje się spalając fosfor z ograniczonym dostępem powietrza; ograniczenie to nie jest istotne w przypadku otrzymywania trójtlenków arsenu, antymonu i bizmutu. P 4 + 3O 2 P 4 O 6

P4O10 P4O6

As 4 O 6 arszenik - jest silną trucizną - w wodzie rozpuszcza się niezbyt obficie daje roztwory o odczynie słabo kwaśnym Sb 4 O 6 - w wodzie rozpuszcza się bardzo słabo - występuje w dwóch odmianach krystalicznych: Odmiana regularna senarmontyt Odmiana rombowa walentynit Bi 2 O 3 - kremowobiały proszek ciemniejący w czasie ogrzewania - wykazuje wyraźne własności zasadowe - rozpuszcza się w kwasach tworząc sole bizmutowe

Tlenowe kwasy fosforu

Tlenowe kwasy fosforu Nazwa kwasu Wzór Kwas podfosforawy H 3 PO 2 Kwas ortofosforawy H 3 PO 3 Kwas podfosforowy H 2 P 2 O 6 Kwas ortofosforowy H 3 PO 4 Kwas pirofosforowy H 4 P 2 O 7 Kwas ortotrifosforowy H 5 P 3 O 10 Kwas metatrifosforowy H 3 P 3 O 9 Kwas metaczterofosforowy H 4 P 4 O 12

W związkach tych fosfor przyjmuje zawsze liczbę koordynacyjną 4 i nie tworzy wiązań podwójnych

Otrzmywanie H 3 PO 4 1. Hydroliza pięciotlenku fosforu: P 4 O 10 +6H 2 O = 4H 3 PO 4 2. Otrzymywanie H 3 PO 4 skalę techniczną: Ca 3 (PO 4 ) 2 +3H 2 SO 4 = 3CaSO4+2H 3 PO 4

Minerały fosforanowe Fosforyt Ca 3 (PO 4 ) 2 Apatyt Ca 3 (PO 4 ) 2 Ca(Cl, F) 2 Superfosfat uzyskuje się za pomocą działania kwasu siarkowego na fosforyt: Ca 3 (PO 4 ) 2 +2H 2 SO 4 = Ca(H 2 PO 4 ) 2 +2CaSO 4

Kwasy ortofosforowe budowa łańcuchowa cząsteczki Kwasy metafosforowe budowa pierścieniowa cząsteczki Struktura jonów kwasu: a. ortojednofosforowegopo 3-4 b. ortodwufosforowego P 2 O 4-7 c. ortotrifosforowego P 3 O 5-10 d. ortoczterofosforowego P 4 O 6-13

Sole kwasów metafosforowych Metatrifosforan sodowy Na 3 P 3 O 9 Czterofosforan sodowy Na 4 P 4 O 12

Fosforany sodowe

Tlenowe kwasy arsenu Kwas ortoarsenawy H 3 AsO 3 : As 4 O 6 +6H 2 O = 4H 3 AsO 3 Kwas metaarsenawy HAsO 2 : As 4 O 6 +2H 2 O = 4HAsO 2 Kwas arsenowy H 3 AsO 4 : Utlenianie wolnego arsenu lub As 4 O 6 stężonym kwasem azotowym lub innymi środkami utleniającymi. Odparowanie uzyskanego w ten sposób roztworu prowadzi do wydzielenia H 3 AsO 4 w postaci bezbarwnych, łatwo rozpuszczalnych kryształów.

Kwasy antymonowe i antymoniany Kwasy antymonowe uwodniony tlenek antymonowy: Sb 2 O 5 xh 2 O Antymoniany: Sześciohydroksyantymonian potasu: K[Sb(OH) 6 ] Sześciohydroksyantymonian sodu: Na[Sb(OH) 6 ]

Związki azotowców z siarką Związek azotu z siarką Związki fosforu z siarką

Związek antymonu z siarką