入口窒素酸化の最高度はに等しい。 アンモニウム中の窒素の酸化状態
1）窒化物-電気陰性度の低い元素、たとえば金属や多くの非金属を含む窒素の化合物。
窒化物の入手
窒化物を得るにはいくつかの方法があります。
1）単純な物質からの合成方法。 で 高温窒素は酸化します
多くの金属および非金属、窒化物を形成し、その中である程度を示す
酸化-3：
3Mg + N 2 \ u003d Mg 3 N 2
3Si + N 2 \ u003d Si 3 N 2
共有結合窒化物から 最高値硝酸水素H3Nを持っています
（アンモニア）、単純な物質からの合成によって産業で得られる：
3H 2 + N 2 \ u003d 2H 3 N
生成されるアンモニアのほとんどは、硝酸を生成するために使用されます。
2）窒素の存在下で酸化物から還元する方法。 これらのプロセスでは、炭素だけでなく、金属またはその水素化物も還元剤として使用されます。
TiO 2 + CH 2 + N 2 \ u003d TiN + CaO + H 2 O
3）熱解離の方法。 この方法は、金属と窒素の両方を含む化合物、たとえば塩化アミノを使用して実行されます。
TiCl 4 4NH 3 \ u003d TiN + NH 3 + HCl
このようにして、窒化物ＡｌＮ、ＶＮ、ＮｂＮ、Ｔａ ３ Ｎ ５、ＣｒＮ、Ｕ ３ Ｎ、Ｆｅ ２ Ｎが得られる。
4）気相からの窒化物の堆積方法。 この方法の例は、金属塩化物およびオキシ塩化物とアンモニアとの相互作用です。 これらの反応は通常800oC前後の温度で起こります。
MeCl 4 +NH3→MeN+HCl
MeOCl 3+NH3→MeN+H 2 O + HCl
窒化物の化学的性質
窒化物の特性は、周期系の周期とグループにわたって多かれ少なかれ規則的に変化します。 たとえば、短期間で塩基性窒化物から酸性窒化物への移行があります。
Na 3 N Mg 3 N 2 AlN Si 3 N 4 P 3 N 5 S 3 N 4 Cl 3 N
塩基性両性酸
第1および第2グループのs元素の窒化物、たとえばNa3N、Mn 3 N 2は、結晶性物質です。 化学的には、それらは非常に活発です。
たとえば、それらは水によって簡単に分解され、アルカリとアンモニアを形成します。
Na 3 N + 3H 2 O \ u003d 3NaOH + H 3 N
Cl3Nなどの酸性窒化物は、加水分解されて酸とアンモニアを形成します。
Cl 3 N + 3H 2 O \ u003d 3HClO + H 3 N
塩基性窒化物は酸と相互作用します：
Mg 3 N 2 + HCl \ u003d MgCl 2 + H 3 N
同時に、酸性窒化物はアルカリと相互作用する傾向があります。
BN + H 2 O+NaOH→BO2Na+ H 3 N
両性窒化物、特にAlNは、酸とアルカリの両方と反応する可能性があります。
2ALN + H 2 SO 4 + 6H 2 O \ u003d 2Al（OH）3 +（NH 4）2 SO 4
AlN + 3H 2 O + KOH→Al（OH）4 K + H 3 N
塩基性窒化物と酸性窒化物は、混合窒化物の形成と複雑な形成反応を起こします。たとえば、Li 5 TiN 3、Li 5GeN3などです。
5LI 3 N + Ge 3 N 4 = 3Li 5 GeN 3
主要 酸っぱい
アルカリ金属窒化物は不安定な化合物です。 常温では、空気中の酸素と相互作用しません。 溶融温度で、それらは元素に分解し始めます。
すべての共有結合窒化物はかなり安定しています。 特に安定しているのは、アルミニウム、ホウ素、窒化ケイ素です。これらは、1000〜1200°Cの温度でのみ元素に弱く分解し始めます。 それらは、酸化、溶融金属、熱酸、およびさまざまな攻撃的なガスの作用に対して高い耐性を持っています。
金属のような窒化物は、特に冷酸や沸騰酸、多くの溶融金属の作用、および空気中での酸化に対して高い耐薬品性を備えています。 アルカリ溶液では、金属のような窒化物は安定性が低くなります。 それらはアルカリおよびアルカリ金属塩と融合するとすぐに分解します。
ヒドラジン
ヒドラジン（NH 2 NH 2）は、空気から二酸化炭素と酸素を吸収する顕著な能力を備えた吸湿性の高い液体です。 ヒドラジンはプラス1.5°の温度で凍結し、113.5°の温度（圧力760mmHg）で沸騰します。 物質の比重は、凝集状態や周囲温度によって異なります。 マイナス5°の温度では、固体ヒドラジンの密度は1.146であり、0°-1.0253の温度で液体であり、+15°-1.0114の温度で液体です。 温度がさらに上昇すると、化合物の比重は減少します。 ヒドラジンは、水、アルコール、アンモニア、アミンに非常によく溶けます。 炭化水素およびそれらのハロゲン誘導体には不溶性です。 水溶液には基本的な特性があります。 ヒドラジンは強力な還元剤です。 このため、熱力学的に不安定であり、放射の作用下で高温に加熱されると、触媒の影響下で容易に分解します。 空気中では青い炎で燃えます。 同時に、それはハイライトします かなりの量エネルギー。
産業界では、ヒドラジンはRaschig法によって得られます。その最初の段階は、アンモニアに対する塩素の作用であり、その結果、壊れやすいクロラミンが形成されます。
NH 2 Cl + NH 3 + NaOH = NH 2 -NH 2 + NaCl + H 2 O
ヒドラジンの化学的性質は、まず、その分子が弱塩基性の2つのアミノ基で構成されているという事実によって決定されます。 これに従って、弱塩基としてのヒドラジンは、一塩基酸、例えば塩酸の1つおよび2つの分子の両方と反応することができます：
N 2 H 4 + HCl \ u003d N 2 H 5 Cl
N 2 H 4 + 2HCl \ u003d N 2 H 6 Cl 2
硫酸との反応により、硫酸ヒドラジン（N 2 H 6 SO 4）が生成されます。これは、他の塩と同様に、固体で、水に非常によく溶けます。 シグラジンと呼ばれる硫酸ヒドラジンは、癌患者の治療に医学的用途が見出されています。 癌患者は通常、重度の栄養失調、急激な体重減少、食欲不振を経験します。 これらの現象は、炭水化物代謝の障害によって引き起こされます。
ヒドラジンのもう1つの特徴は、分子内の不安定な窒素-窒素結合の存在と窒素原子の異常な酸化状態の両方によって引き起こされる強力な還元特性です（-2）。 ヒドラジンの還元特性の例は、過マンガン酸カリウムとの反応です。これは、ヒドラジンの分析的測定、および他のいくつかの酸化剤との反応に使用できます。
5（NH 2 -NH 2）+ 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 \ u003d 5N 2 + 2K 2 SO 4 + 4MnSO 4 + 16H 2 O
ヒドラジンは空気中で燃焼し、この反応は非常に発熱性であり、ガス状生成物の形成につながります。
NH 2 -NH 2 + O 2 \ u003d N 2 + 2H 2 O + 149.5 kcal / mol
ヒドロキシルアミン
ヒドロキシルアミン分子では、窒素原子は空いている電子対を持っています。 したがって、アンモニアやヒドラジンと同様に、ドナー-アクセプターモードで結合を形成して付加反応を起こすことができます。 ヒドロキシルアミンは水に非常に溶けやすく、塩化ヒドロキシルアンモニウムなどの酸と塩を形成します。 ヒドロキシルアミン中の窒素の酸化状態は-1です。 したがって、それは還元性と酸化性の両方の特性を示します。 ただし、ヒドロキシルアミンの還元能力はより特徴的です。 特に、実験室での還元剤（主に塩の形で）として使用されます。
化学的特性：
水溶液中では、主なタイプに従って解離し、弱塩基になります。
NH 2 OH + H 2 O = + + OH-
酸タイプでも解離できます
NH 2 OH + H 2 O \ u003d NH 2 O-+ H 3 O +
NH 3と同様に、ヒドロキシルアミンは酸と反応してヒドロキシラミニウム塩を形成します。
NH 2 OH + HCl = Cl
空気中では、接続が不安定です。
3NH 2 OH \ u003d N 2 + NH 3 + 3H 2 O
しかし、3 kPa（2.25 mmHg）の圧力では、32°Cで溶け、57°Cで分解せずに沸騰します。
空気中では、大気中の酸素によって簡単に酸化されます。
4NH 2 OH + O 2 \ u003d 6H 2 O + 2N 2
ヒドロキシルアミンは還元剤の特性を示します;酸化剤がそれに作用すると、N2またはN2Oが放出されます：
一部の反応では、NH 2 OHは酸化特性を示しますが、NH3またはNH4+に還元されます。
レシート
実験室では、それは真空中でのヒドロキシルアミン塩の分解によって得られます：（NH 3 OH）3 PO 4または（ClO 4）2。
ヒドロキシルアミンのアルコール溶液は、NH3OHClにエタノールを作用させることによって得ることができます。
工業的には、ヒドロキシルアミン塩は、白金触媒の存在下での水素によるＮＯの還元によって、または硝酸の水素化によって、ならびに硝酸に対する原子状水素の作用によって得られる。
窒素-周期表のAグループの第2周期Vの要素、シリアル番号7。 電子式原子[2He]2s 2 2p 3、特徴的な酸化状態は0、-3、+ 3、+ 5、まれに+2、+4などです。Nv状態は比較的安定していると見なされます。
窒素酸化状態スケール：
+5-N 2 O 5、NO 3、NaNO 3、AgNO 3
3-N 2 O 3、NO 2、HNO 2、NaNO 2、NF 3
3-NH 3、NH 4、NH 3 * H 2 O、NH 2 Cl、Li 3 N、Cl3N。
窒素は電気陰性度が高く（3.07）、FとOに次ぐ3番目です。さまざまな酸素含有酸、塩、二元化合物、およびNH4カチオンとその塩。
本来は - 17日化学的存在量要素による（非金属の中で9番目）。 重要 重要な要素すべての生物のために。
N 2
単体。 これは、非常に安定したN≡N˚σππ結合を持つ非極性分子で構成されており、通常の条件下での元素の化学的不活性を説明しています。
無色、無味、無臭のガスで、凝縮して無色の液体になります（O2とは異なります）。
空気の主成分は、体積で78.09％、質量で75.52です。 窒素は、酸素よりも先に液体空気から沸騰します。 水にわずかに溶ける（20℃で15.4 ml / 1 l H 2 O）、窒素の溶解度は酸素の溶解度よりも低い。
で 室温 N 2はフッ素と反応し、ごくわずかに酸素と反応します。
N 2 + 3F 2 \ u003d 2NF 3、N 2+O2↔2NO
アンモニアを得る可逆反応は、200℃の温度、350 atmまでの圧力下、常に触媒（Fe、F 2 O 3、FeO、Ptの実験室）の存在下で進行します。
N 2+3H2↔2NH3+92 kJ
ルシャトリエの原理によれば、アンモニアの収量の増加は、圧力の上昇と温度の低下に伴って発生するはずです。 ただし、反応速度は 低温は非常に小さいため、プロセスは450〜500℃で実行され、アンモニアの収率は15％に達します。 未反応のN2とH2は反応器に戻り、それによって反応の程度が増加します。
窒素は酸やアルカリに対して化学的に不動態であり、燃焼をサポートしません。
レシートの 業界-液体空気の分別蒸留または空気からの酸素の化学的除去。たとえば、加熱時の2C（コークス）+ O 2 \u003d2COの反応による。 これらの場合、希ガス（主にアルゴン）の不純物も含む窒素が得られます。
実験室では、適度な加熱を伴うスイッチング反応によって、化学的に純粋な窒素を少量得ることができます。
N -3 H 4 N 3 O 2（T）\ u003d N 2 0 + 2H 2 O（60-70）
NH 4 Cl（p）+ KNO 2（p）= N 2 0 + KCl + 2H 2 O（100℃）
アンモニアの合成に使用されます。 化学的および冶金学的プロセスおよび可燃性物質の貯蔵のための不活性媒体としての硝酸およびその他の窒素含有製品。
NH 3
二元化合物、窒素酸化状態は-3です。鋭い特有の臭いを持つ無色のガス。 この分子は、不完全な四面体[：N（H）3]（sp 3混成）の構造を持っています。 sp3混成軌道の電子対のドナーのNH3分子に窒素が存在すると、水素陽イオンの特徴的な付加反応が起こり、陽イオンが形成されます。 アンモニウム NH4。 常温で陽圧下で液化します。 液体状態では、水素結合によって結合されます。 熱的に不安定です。 水によく溶かしましょう（20℃で700 l /1l以上のH2O）。 飽和溶液中の割合は、34重量％および99体積％、pH=11.8です。
非常に反応性が高く、付加反応を起こしやすい。 酸素中で燃焼し、酸と反応します。 還元（N -3による）および酸化（H +1による）特性を示します。 酸化カルシウムのみで乾燥させます。
定性的反応 – ガス状のHClと接触すると白い「煙」が形成され、Hg 2（NO3）2の溶液で湿らせた一枚の紙が黒くなります。
HNO3およびアンモニウム塩の合成における中間生成物。 ソーダ、窒素肥料、染料、爆発物の製造に使用されます。 液体アンモニアは冷媒です。 有毒。
最も重要な反応の方程式：
2NH 3（g）↔N2 + 3H 2
NH 3（g）+H2O↔NH3*H 2 O（p）↔NH4 + + OH-
NH 3（g）+ HCl（g）↔NH4 Cl（g）白い「煙」
4NH 3 + 3O 2（空気）= 2N 2 + 6 H 2 O（燃焼）
4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6 H 2 O（800℃、カタログPt / Rh）
2 NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3 H 2 O（500℃）
2 NH 3 + 3Mg \ u003d Mg 3 N 2 +3 H 2（600℃）
NH 3（g）+ CO 2（g）+ H 2 O \ u003d NH 4 HCO 3（室温、圧力）
レシート。で 研究所-ソーダライムで加熱した場合のアンモニア塩からのアンモニアの置換：Ca（OH）2 + 2NH 4 Cl \ u003d CaCl 2 + 2H 2 O + NH 3
または、アンモニアの水溶液を沸騰させた後、ガスを乾燥させます。
業界ではアンモニアは窒素と水素から生成されます。 液化形態または技術名の下で濃縮水溶液の形態のいずれかで業界によって生産された アンモニア水.
アンモニア水和物NH 3
*
H 2
O.
分子間接続。 白、結晶格子内-弱い水素結合によって結合されたNH3およびH2O分子。 弱塩基であるアンモニアの水溶液に存在します（解離生成物はNH 4カチオンとOHアニオンです）。 アンモニウムカチオンは正四面体構造を持っています（sp 3混成）。 熱的に不安定で、溶液を沸騰させると完全に分解します。 強酸で中和されます。 それは、濃縮溶液中で（N -3による）還元特性を示します。 それはイオン交換と複合体形成の反応に入ります。
定性的反応–ガス状HClとの接触による白い「煙」の形成。 これは、両性水酸化物の沈殿中に、溶液中にわずかにアルカリ性の環境を作り出すために使用されます。
1 Mアンモニア溶液には、主にNH 3 * H 2 O水和物と、わずか0.4％のNH 4 OHイオンが含まれています（水和物の解離による）。 したがって、イオン性の「水酸化アンモニウムNH 4 OH」は実際には溶液に含まれておらず、固体の水和物にもそのような化合物は含まれていません。
最も重要な反応の方程式：
NH 3 H 2 O（濃度）= NH 3 + H 2 O（NaOHで沸騰）
NH 3 H 2 O + HCl（差）= NH 4 Cl + H 2 O
3（NH 3 H 2 O）（濃度）+ CrCl 3 = Cr（OH）3↓+ 3 NH 4 Cl
8（NH 3 H 2 O）（濃度）+ 3Br 2（p）= N 2 + 6 NH 4 Br + 8H 2 O（40-50℃）
2（NH 3 H 2 O）（濃度）+ 2KMnO 4 = N 2 +2MnO2↓+4H2 O + 2KOH
4（NH 3 H 2 O）（濃度）+ Ag 2 O = 2OH + 3H 2 O
4（NH 3 H 2 O）（濃度）+ Cu（OH）2 +（OH）2 + 4H 2 O
6（NH 3 H 2 O）（濃度）+ NiCl 2 = Cl 2 + 6H 2 O
希アンモニア溶液（3-10％）はしばしば呼ばれます アンモニア（名前は錬金術師によって発明されました）、そして濃縮された溶液（18.5-25％）はアンモニア溶液（産業によって生産された）です。
窒素酸化物
一酸化窒素いいえ
非塩形成酸化物。 無色のガス。 ラジカルは共有結合σπ結合（N꞊O）を含み、固体状態では二量体N 2 O 2 co N-N接続。 非常に熱的に安定しています。 大気中の酸素に敏感です（茶色に変わります）。 水にやや溶けにくく、反応しません。 酸およびアルカリに関して化学的に受動的です。 加熱すると、金属および非金属と反応します。 NOとNO2の反応性の高い混合物（「亜酸化窒素ガス」）。 硝酸合成の中間生成物。
最も重要な反応の方程式：
2NO + O 2（例）= 2NO 2（20℃）
2NO + C（グラファイト）\ u003d N 2 + CO 2（400-500℃）
10NO + 4P（赤）= 5N 2 + 2P 2 O 5（150-200℃）
2NO + 4Cu \ u003d N 2 + 2 Cu 2 O（500-600℃）
NOとNO2の混合物に対する反応：
NO + NO 2 + H 2 O \ u003d 2HNO 2（p）
NO + NO 2 + 2KOH（razb。）\ u003d 2KNO 2 + H 2 O
NO + NO 2 + Na 2 CO 3 \ u003d 2Na 2 NO 2 + CO 2（450-500℃）
レシートの 業界：触媒上での酸素によるアンモニアの酸化 研究所-希硝酸と還元剤との相互作用：
8HNO 3 + 6Hg \ u003d 3Hg 2（NO 3）2 + 2 いいえ+ 4 H 2 O
または硝酸塩の還元：
2NaNO 2 + 2H 2 SO 4 + 2NaI \ u003d 2 いいえ +
I2↓+2H 2 O + 2Na 2 SO 4
二酸化窒素いいえ 2
酸性酸化物は、条件付きで2つの酸（HNO2とHNO3）に対応します（N 4の酸は存在しません）。 褐色ガス、室温でモノマーNO 2、低温で液体無色ダイマーN 2 O 4（四酸化二窒素）。 水、アルカリと完全に反応します。 非常に強力な酸化剤で、金属を腐食します。 硝酸や無水硝酸塩の合成、ロケット燃料の酸化剤、硫黄からのオイルクリーナー、有機化合物の酸化触媒として使用されています。 有毒。
最も重要な反応の方程式：
2NO2↔2NO+O2
4NO 2（l）+ H 2 O \ u003d 2HNO 3 + N 2 O 3（同義語）（寒い中）
3 NO 2 + H 2 O \ u003d 3HNO 3 + NO
2NO 2 + 2NaOH（差分）\ u003d NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O
4NO 2 + O 2 + 2 H 2 O \ u003d 4 HNO 3
4NO 2 + O 2 + KOH \ u003d KNO 3 + 2 H 2 O
2NO 2 + 7H 2 = 2NH 3 + 4 H 2 O（cat。Pt、Ni）
NO 2 + 2HI（p）= NO +I2↓+H2 O
NO 2 + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + NO（50-60℃）
NO 2 + K = KNO 2
6NO 2 + Bi（NO 3）3 + 3NO（70-110℃）
レシート：の 業界 -大気中の酸素によるNOの酸化 研究所–濃硝酸と還元剤との相互作用：
6HNO 3（conc。、山）+ S \ u003d H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
5HNO 3（conc。、hort。）+ P（赤）\ u003d H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O
2HNO 3（conc。、山）+ SO 2 \ u003d H 2 SO 4 + 2 NO 2
亜酸化窒素N 2 O
心地よい香りの無色のガス（「笑いガス」）、N꞊N꞊О、正式な窒素酸化状態+1、水に溶けにくい。 グラファイトとマグネシウムの燃焼をサポートします：
2N 2 O + C = CO 2 + 2N 2（450℃）
N 2 O + Mg = N 2 + MgO（500℃）
硝酸アンモニウムの熱分解によって得られる：
NH 4 NO 3 \ u003d N 2 O + 2 H 2 O（195-245℃）
麻酔薬として医学で使用されます。
三酸化二窒素N 2 O 3
低温では、それは青い液体、ON꞊NO2であり、窒素の正式な酸化状態は+3です。 20℃では、90％分解して無色のNOと茶色のNO 2の混合物になります（「亜酸化窒素ガス」、産業煙-「キツネの尾」）。 N 2 O 3-酸性酸化物は、低温で水とHNO 2を形成し、加熱すると異なる反応を示します。
3N 2 O 3 + H 2 O \ u003d 2HNO 3 + 4NO
アルカリを使用すると、HNO 2塩、たとえばNaNO2が得られます。
NOとO2（4NO + 3O 2 \ u003d 2N 2 O 3）またはNO 2（NO 2 + NO \ u003d N 2 O 3）との相互作用によって得られます
強力な冷却で。 「亜酸化窒素ガス」は環境に有害であり、大気中のオゾン層を破壊するための触媒として機能します。
五酸化二窒素 N 2 O 5
無色、固体、O 2 N-O-NO 2、窒素酸化状態は+5です。 室温では、10時間でNO2とO2に分解します。 酸性酸化物として水とアルカリと反応します：
N 2 O 5 + H 2 O \ u003d 2HNO 3
N 2 O 5 + 2NaOH \ u003d 2NaNO 3 + H 2
発煙硝酸の脱水によって得られる：
2HNO 3 + P 2 O 5 \ u003d N 2 O 5 + 2HPO 3
または-78℃でのオゾンによるNO2の酸化：
2NO 2 + O 3 \ u003d N 2 O 5 + O 2
亜硝酸塩と硝酸塩
亜硝酸カリウムKNO 2
。 白、吸湿性。 分解せずに溶ける。 乾燥した空気中で安定しています。 水によく溶かして（無色の溶液を形成します）、陰イオンで加水分解されます。 酸性環境での典型的な酸化剤および還元剤は、アルカリ性環境では非常にゆっくりと反応します。 イオン交換反応に入ります。 定性的反応 NO 2イオンについて-MnO4の紫色の溶液の変色とIイオンを加えると黒い沈殿物の出現これは、写真の成分であるアミノ酸とヨウ化物の分析試薬として、染料の製造に使用されます試薬。
最も重要な反応の方程式：
2KNO 2（t）+ 2HNO 3（conc。）\ u003d NO 2 + NO + H 2 O + 2KNO 3
2KNO 2（希釈）+ O 2（例）→2KNO 3（60-80℃）
KNO 2 + H 2 O + Br 2 = KNO 3 + 2HBr
5NO 2-+ 6H + + 2MnO 4-（バイオレット）\ u003d 5NO 3-+ 2Mn 2+（bts。）+ 3H 2 O
3 NO 2-+ 8H + + CrO 7 2- \ u003d 3NO 3-+ 2Cr 3+ + 4H 2 O
NO 2-（飽和）+ NH 4 +（飽和）\ u003d N 2 + 2H 2 O
2NO 2-+ 4H + + 2I-（BC）= 2NO + I 2（黒）↓= 2H 2 O
NO 2-（razb。）+ Ag + \ u003d AgNO 2（薄黄色）↓
レシート の業界–プロセスにおける硝酸カリウムの回収：
KNO 3 + Pb = KNO 2+ PbO（350-400℃）
KNO 3（濃度）+ Pb（スポンジ）+ H 2 O = KNO 2+ Pb（OH）2↓
3 KNO 3 + CaO + SO 2 \ u003d 2 KNO 2+ CaSO 4（300℃）
H
itrat
カリウム
KNO 3
技術名 カリウム、また インド人塩 、硝酸カリウム。白く、分解せずに溶け、さらに加熱すると分解します。 耐空気性。 水に非常に溶けやすい（高い エンド-効果、= -36 kJ）、加水分解はありません。 融合すると強力な酸化剤（原子状酸素の放出による）。 溶液中では、水素原子によってのみ還元されます（酸性媒体ではKNO 2に、アルカリ性媒体ではNH 3に）。 それは、花火の混合物およびミネラル肥料の成分である食品防腐剤としてガラス製造に使用されます。
2KNO 3 \ u003d 2KNO 2 + O 2（400-500℃）
KNO 3 + 2H 0（Zn、希釈HCl）= KNO 2 + H 2 O
KNO 3 + 8H 0（Al、濃度KOH）= NH 3 + 2H 2 O + KOH（80℃）
KNO 3 + NH 4 Cl \ u003d N 2 O + 2H 2 O + KCl（230-300℃）
2 KNO 3 + 3C（グラファイト）+ S = N 2 + 3CO 2 + K 2 S（燃焼）
KNO 3 + Pb = KNO 2 + PbO（350-400℃）
KNO 3 + 2KOH + MnO 2 = K 2 MnO 4 + KNO 2 + H 2 O（350-400℃）
レシート: 業界で
4KOH（水平）+ 4NO 2 + O 2 = 4KNO 3 + 2H 2 O
とラボで：
KCl + AgNO 3 \ u003d KNO 3+AgCl↓
-3酸化状態の窒素化合物は、アンモニアと金属窒化物で表されます。
アンモニア-NH 3は、特徴的な刺激臭のある無色のガスです。 アンモニア分子はピラミッド型の構造をしており、窒素原子上に孤立電子対が含まれています。
-33.4°Cの温度では、アンモニアが凝縮して非常に高い気化熱を伴う液体を形成します。これにより、産業用冷凍システムの冷媒として使用できます。 液体アンモニアは優れた溶媒です。アルカリおよびアルカリ土類金属が溶解し、着色された導電性溶液を形成します。 触媒（FeCl 3）の存在下で、溶解した金属はアンモニアと反応して水素を放出し、アミドを形成します。たとえば、次のようになります。
2Na + 2NH 3 \ u003d 2NaNH 2 + H 2
ナトリウムアミド
酸素雰囲気では、アンモニアは窒素を形成して燃焼します。白金触媒では、アンモニアは一酸化窒素（II）に酸化されます。
4NH 3 + 3O 2 \ u003d 2N 2 + 6H 2 O
4NH 3 + 5O 2 \ u003d 4NO + 6H 2 O
アンモニアは水に非常に溶けやすく、弱塩基の特性を示します。
NH 3 +H2O®NH3×H2O NH 4 + +OH-
= 1.85 10 -5
塩基として、アンモニアは酸と反応してアンモニウムカチオンの塩を形成します。たとえば、次のようになります。
NH 3 + HCl = NH 4 Cl
アンモニウム塩は水に非常に溶けやすく、わずかに加水分解されます。 結晶状態では、それらは熱的に不安定です。 熱分解生成物の組成は、塩を形成する酸の特性に依存します。
NH4Cl®NH3+HCl
（NH 4）2SO4®NH3+（NH 4）HSO 4
（NH 4）2 Cr2O7®N2+Cr 2 O 3 + 4H 2 O
アンモニウム塩の水溶液にアルカリが作用すると、加熱中にアンモニアが放出されるため、この反応をアンモニウム塩の定性的な反応として、またアンモニアを得る実験室の方法として使用することができます。
NH 4 Cl + NaOH \ u003d NaCl + NH 3 + H 2 O
産業では、アンモニアは直接合成によって得られます。
N 2 + 3H 2 2NH 3
反応は可逆性が高いため、合成は高圧（最大100MPa）で行われます。 平衡の瞬間を加速するために、このプロセスは、触媒（添加剤によって促進されるスポンジ状の鉄）の存在下で、約500℃の温度で実行されます。
窒化物アルカリおよびアルカリ土類金属は、水によって容易に分解されてアンモニアを形成するイオン性化合物です。
Li 3 N + 3H 2 O \ u003d 3LiOH + NH 3
d-金属の窒化物は、さまざまな組成の結晶性化合物（ベルトリド）であり、非常に耐火性があり、化学的に安定しています。
ヒドラジン--N 2H4--2酸化状態で最も重要な無機窒素化合物。
ヒドラジンは、沸点114°Cの無色の液体で、空気中で発煙します。 ヒドラジン蒸気は非常に毒性が高く、空気と爆発性の混合物を形成します。 ヒドラジンは、次亜塩素酸ナトリウムでアンモニアを酸化することによって得られます。
2NH 3 + NaClO = N 2 H 4 + NaCl + H 2 O
ヒドラジンは任意の比率で水と混和し、溶液中で弱二酸塩基として作用し、2つの一連の塩を形成します。
N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5 + + OH-、K b=9.3×10-7;
N 2 H 5 + + H 2 O N 2 H 6 2+ + OH-、K b=8.5×10-15;
N 2 H 4 + HCl N 2 H 5 Cl; N 2 H 5 Cl + HCl N 2 H 6 Cl 2
塩化ヒドロソニウム二塩化ヒドロソニウム
ヒドラジンは最強の還元剤です：
4KMnO 4 + 5N 2 H 4 + 6H 2 SO 4 = 5N 2 + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 16H 2 O
ヒドラジンとその誘導体はロケット燃料として広く使われています。
ヒドロキシルアミン-NH2OH-酸化状態の窒素の主な無機化合物-1。
ヒドロキシルアミンは無色の結晶性物質（mp 33°C）であり、水に非常に溶けやすく、弱塩基の特性を示します。
NH 2 OH + H 2 O + + OH-、K b=2×10-8
ヒドロキシルアミンは、電気分解中の分離時に硝酸を水素で還元することによって得られます。
HNO 3 + 6 [H] \ u003d NH 2 OH + 2H 2 O
NH 2 OH分子の窒素原子は、中間の酸化状態（-3〜 + 5）を示すため、ヒドロキシルアミンは還元剤と酸化剤の両方として機能します。
2N -1 H 2 OH + I 2 + 2KOH \ u003d N 0 2 + 2KI + 4H 2 O
還元剤
2N -1 H 2 OH + 4FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 2Fe 2（SO 4）3 +（N -3 H 4）2 SO 4 + 2H 2 O
酸化剤
窒素は、酸化物、および酸素含有酸とその塩で正の酸化状態を示します。
一酸化窒素（I）-N 2 O（亜酸化窒素、笑気）。 その分子の構造は、2つの原子価スキームの共鳴によって伝えることができます。これは、この化合物が一酸化窒素（I）と見なすことができるのは形式的にのみであり、実際には窒素（V）酸窒化物-ON +5N-3であることを示しています。
N 2 Oは無色のガスで、わずかに心地よい香りがします。 少量の濃度では、それは無制限の喜びの発作を引き起こし、大量の用量では、全身麻酔効果があります。 亜酸化窒素（80％）と酸素（20％）の混合物は、麻酔の薬に使用されます。
実験室の条件下では、一酸化窒素（I）は硝酸アンモニウムの分解によって得られます。
NH4NO3¾®N2O+ 2H 2 O
この方法で得られたN2Oには、非常に有毒な高窒素酸化物の不純物が含まれています。
その化学的性質によると、一酸化窒素（I）は典型的な非塩形成酸化物であり、水、酸、アルカリとは反応しません。 加熱すると分解して酸素と窒素を生成します。 このため、N 2 Oは酸化剤として機能します。たとえば、次のようになります。
N 2 O + H 2 \ u003d N 2 + H 2 O
一酸化窒素（II）-NOは無色のガスで、非常に有毒です。 空気中では、酸素によって急速に酸化され、毒性の低い一酸化窒素（IV）を形成します。 産業では、NOは空気を電気アーク（3000-4000°C）に通すことによって得られます。
一酸化窒素（II）を得る実験室の方法は、銅と希硝酸との相互作用です。
3Cu + 8HNO 3（差分）= 3Cu（NO 3）2 + 2NO + 4H 2 O
一酸化窒素（II）は、強力な還元剤である非塩形成酸化物であり、酸素やハロゲンと容易に反応します。
2NO + O 2 \ u003d 2NO 2; 2NO + Cl 2 = 2NOCl
塩化ニトロシル
同時に、強力な還元剤と相互作用する場合、NOは酸化剤として機能します。
2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O
一酸化窒素（III）-N 2O3-液体を集中的に 青い色の（t.cr.-100°C）。 低温で液体および固体状態でのみ安定します。 それは2つの形で存在するように見えます：
一酸化窒素（III）は、NO蒸気とNO2蒸気の凝縮によって得られます。 液体と蒸気で解離します。
NO 2 + NO N 2 O 3
特性は典型的な酸性酸化物です。 それは水と反応して亜硝酸を形成し、アルカリと反応して塩（亜硝酸塩）を形成します。
N 2 O 3 + H 2 O \ u003d 2HNO 2
N 2 O 3 + 2NaOH \ u003d 2NaNO 2 + H 2 O
亜硝酸-中強度の酸（K a = 1×10-4）。 それは純粋な形で単離されておらず、2つの互変異性体の形で溶液中に存在します（互変異性体は動的平衡にある異性体です）。
亜硝酸塩フォームニトロフォーム
亜硝酸の塩は安定しています。 亜硝酸陰イオンは、顕著な酸化還元二重性を示します。 条件に応じて、酸化剤の機能と還元剤の機能の両方を実行できます。たとえば、次のようになります。
2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O
酸化剤
KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O
還元剤
亜硝酸と亜硝酸塩は不均化する傾向があります：
3HN +3 O 2 \ u003d HN +5 O 3 + 2N +2 O + H 2 O
一酸化窒素（IV）-NO 2-茶色のガス、鋭い 悪臭、非常に有毒です！ 産業では、NO2はNOの酸化によって生成されます。 NO 2を得る実験室の方法は、銅と濃硝酸との相互作用、および硝酸鉛の熱分解です。
Cu + 4HNO 3（濃度）= Cu（NO 3）2 + 2NO 2 + 2H 2 O
2Pb（NO 3）2 \ u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2
NO 2分子には不対電子が1つあり、安定したフリーラジカルです。 したがって、一酸化窒素は容易に二量体化します。 このプロセスは可逆的であり、温度に非常に敏感です。
常磁性、反磁性、
茶色無色
二酸化窒素は、水と反応して硝酸と亜硝酸の混合物（混合無水物）を形成する酸性酸化物です。
2NO 2 + H 2 O \ u003d HNO 2 + HNO 3
2NO 2 + 2NaOH \ u003d NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O
一酸化窒素（V）-N 2O5-白色の結晶性物質。 硝酸の脱水またはオゾンによる一酸化窒素（IV）の酸化によって得られます：
2HNO 3 + P 2 O 5 \ u003d N 2 O 5 + 2HPO 3
2NO 2 + O 3 \ u003d N 2 O 5 + O 2
結晶状態では、N 2 O 5は塩のような構造を持っています-+-、蒸気中（t。vozg。33°C）-分子。
N 2 O 5-酸性酸化物-硝酸無水物：
N 2 O 5 + H 2 O \ u003d 2HNO 3
硝酸--HNO 3-沸点84.1°Cの無色の液体で、加熱すると光の中で分解します。
4HNO 3 \ u003d 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O
二酸化窒素の不純物は、濃硝酸に黄褐色を与えます。 硝酸は任意の比率で水と混和性があり、最も強力な鉱酸の1つであり、溶液中で完全に解離します。
硝酸は最も強力な酸化剤の1つです。 その回復の深さは、濃度、温度、還元剤などの多くの要因に依存します。 通常、硝酸で酸化すると、還元生成物の混合物が形成されます。
HN+5O3®N+4O2®N+2O®N+12O®N02®+
濃硝酸による非金属および不活性金属の酸化の主な生成物は一酸化窒素（IV）です。
I 2 + 10HNO 3（conc）= 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O
Pb + 4HNO 3（conc）= Pb（NO 3）2 + 2NO 2 + 2H 2 O
濃硝酸は鉄とアルミニウムを不動態化します。 アルミニウムは希硝酸でも不動態化されます。 どの濃度の硝酸も、金、白金、タンタル、ロジウム、イリジウムには影響しません。 金とプラチナは王水に溶解します-濃硝酸と塩酸を1：3の比率で混合します。
Au + HNO 3 + 4HCl \ u003d H + NO + 2H 2 O
王水による強力な酸化効果は、硝酸と塩化水素の相互作用の生成物である塩化ニトロシルの分解中に塩素原子が形成されるためです。
HNO 3 + 3HCl \ u003d Cl 2 + NOCl + 2H 2 O
NOCl = NO+Cl×
低活性金属の効果的な溶媒は、濃硝酸とフッ化水素酸の混合物です。
3Ta + 5HNO 3 + 21HF = 3H 2 + 5NO + 10H 2 O
希釈された硝酸は、非金属や低活性金属と相互作用する場合、主に一酸化窒素（II）に還元されます。例：
3P + 5HNO 3（razb）+ 2H 2 O \ u003d 3H 3 PO 4 + 5NO
3Pb + 8HNO 3（razb）\ u003d 3Pb（NO 3）2 + 2NO + 4H 2 O
活性金属は、希硝酸をN 2 O、N 2、またはNH 4NO3に還元します。
4Zn + 10HNO 3（razb）\ u003d 4Zn（NO 3）2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
硝酸の塩-硝酸塩は水に非常に溶けやすく、熱的に不安定です。 マグネシウムの左側にある一連の標準電極電位にある活性金属（リチウムを除く）の硝酸塩が分解すると、亜硝酸塩が形成されます。
2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2
硝酸リチウムと硝酸マグネシウム、およびマグネシウムの右側の一連の標準電極電位にある金属硝酸塩の分解中に、銅まで、一酸化窒素（IV）と酸素の混合物が放出されます。
2Cu（NO 3）2 \ u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2
一連の活動の最後にある金属の硝酸塩は、遊離金属に分解します。
2AgNO 3 \ u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2
硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アンモニウムは、火薬や爆発物、窒素肥料（ソルトピーター）の製造に広く使用されています。 硫酸アンモニウム、アンモニア水、カルバミド（尿素）-完全炭酸アミドH 2 N-C（O）-NH2も肥料として使用されます。 硝酸の大部分は肥料や爆発物の生産に使われます。
硝酸は、接触法またはアーク法によって工業的に生産されますが、最初の段階である一酸化窒素（II）の生産とは異なります。 アーク方式は、電気アークに空気を通すことによるNOの生成に基づいています。 接触プロセスでは、白金触媒上でアンモニアを酸素で酸化することにより、NOが生成されます。 次に、一酸化窒素（II）は大気中の酸素によって一酸化窒素（IV）に酸化されます。 酸素の存在下でNO2を水に溶解することにより、60〜65％の濃度の硝酸が得られます。
4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \ u003d 4HNO 3
必要に応じて、濃硫酸で蒸留して硝酸を濃縮します。 実験室では、加熱すると結晶性硝酸ナトリウムに濃硫酸を作用させることで濃硝酸を得ることができます。
NaNO 3 + H 2 SO 4 \ u003d HNO 3 + NaHSO 4
異なる酸化状態を示す化学元素があり、化学反応中に形成することが可能になります たくさんの特定の特性を持つ化合物。 知っている 電子構造原子、あなたはどの物質が形成されるかを推測することができます。
窒素の酸化状態は-3から+5まで変化する可能性があり、これはそれに基づく化合物の多様性を示しています。
要素特性
窒素は、メンデレーエフD.I.の周期表の第2周期で、第15グループにある化学元素に属します。これには、シリアル番号7と省略文字指定Nが割り当てられました。通常の状態では、比較的不活性な元素であり、特別な条件が必要です。反応のために。
二原子の無色のガスとして自然に発生します。 大気 75％以上の体積分率で。 タンパク質分子、核酸、無機由来の窒素含有物質の組成に含まれています。
原子構造
化合物中の窒素の酸化状態を調べるには、その核構造を知り、電子殻を調べる必要があります。
自然元素は、質量数が14または15の2つの安定同位体で表されます。最初の原子核には7つの中性子粒子と7つの陽子粒子が含まれ、2番目の原子核にはさらに1つの中性子粒子が含まれます。
原子核が不安定な12-13と16-17の質量を持つその原子の人工的な品種があります。
原子状窒素の電子構造を調べると、2つの電子殻（内側と外側）があることがわかります。 1s軌道には1対の電子が含まれています。
2番目の外殻には5つの負に帯電した粒子しか含まれていません。2sサブレベルに2つ、2p軌道に3つです。 原子価エネルギー準位には自由セルがありません。これは、その電子対を分離できないことを示しています。 2p軌道は、電子で半分しか満たされていないものと見なされます。これにより、3つの負に帯電した粒子を付着させることができます。 この場合、窒素の酸化状態は-3です。
軌道の構造を考慮すると、配位数が4のこの元素は、他の4つの原子だけで最大に結合すると結論付けることができます。 3つの結合を形成するために、交換メカニズムが使用されます。もう1つは、do-nor-but-ac-chain-tor方式で形成されます。
さまざまな化合物の窒素酸化状態
その原子が付着できる負の粒子の最大数は3です。この場合、その酸化状態は-3に等しくなり、NH 3またはアンモニア、NH 4 +またはアンモニウム、Me 3N2窒化物などの化合物に固有です。 後者の物質は、窒素と金属原子との相互作用によって温度が上昇すると形成されます。
元素が放出できる負に帯電した粒子の最大数は5に等しい。
2つの窒素原子が互いに結合して、酸化状態が-2の安定した化合物を形成することができます。 このような結合は、N 2 H 4またはヒドラジン、さまざまな金属のアジドまたはMeN3で観察されます。 窒素原子は自由軌道に2つの電子を追加します。
特定の元素が1つの負の粒子のみを受け取る場合、酸化状態は-1になります。 たとえば、NH 2 OHまたはヒドロキシルアミンでは、負に帯電しています。
電子粒子が外側のエネルギー層から取り出されるとき、窒素酸化の程度の正の兆候があります。 それらは+1から+5まで変化します。
電荷1+は、窒素中のN 2 O（一価酸化物）および次亜硝酸ナトリウム中に式Na 2 N 2O2で存在します。
NO（二価酸化物）では、元素は2つの電子を提供し、正に帯電します（+2）。
窒素3の酸化状態があります（化合物NaNO 2または窒化物および3価酸化物でも）。 この場合、3つの電子が分割されます。
+4電荷は、原子価IVの酸化物またはその二量体（N 2 O 4）で発生します。
酸化状態（+5）の正の符号は、N 2 O 5または5価酸化物、硝酸およびその誘導体塩に現れます。
窒素から水素への化合物
上記の2つの元素に基づく天然物質は有機炭化水素に似ています。 原子状窒素の量が増えると、水素窒素だけが安定性を失います。
最も重要な水素化合物には、アンモニア、ヒドラジン、およびアジ化水素酸の分子が含まれます。 それらは水素と窒素の相互作用によって得られ、酸素は後者の物質にも存在します。
アンモニアとは
窒化水素とも呼ばれ、その化学式は質量17のNH 3と呼ばれます。常温常圧条件下では、アンモニアは無色のガスの形をしており、刺激的なアンモニア臭があります。 密度に関しては、空気の2倍の希少性があり、分子の極性構造により水生環境で容易に溶解します。 低リスク物質を指します。
工業用ボリュームでは、アンモニアは水素と窒素分子からの触媒合成によって生成されます。 アンモニウム塩とナトリウムから亜硝酸塩を得る実験室の方法があります。
アンモニアの構造
ピラミッド型分子には、1つの窒素原子と3つの水素原子が含まれています。 それらは、107度の角度で相互に関連して配置されています。 四面体分子では、窒素が中心にあります。 3つの不対p電子により、それぞれが1つのs電子を持つ3つの原子状水素と共有結合する極性結合によって接続されます。 これがアンモニア分子の形成方法です。 この場合、窒素は-3の酸化状態を示します。
この元素はまだ外側のレベルに非共有電子対を持っており、正電荷を持つ水素イオンと共有結合を形成します。 1つの要素は負に帯電した粒子のドナーであり、もう1つの要素はアクセプターです。 これがアンモニウムイオンNH4+の形成方法です。
アンモニウムとは
正に帯電した多原子イオンまたは陽イオンに分類されます。アンモニウムも次のように分類されます。 化学薬品、分子の形で存在することはできません。 アンモニアと水素で構成されています。
負の符号を持つさまざまな陰イオンの存在下で正電荷を持つアンモニウムは、アンモニウム塩を形成することができ、その中で価数Iの金属のように動作します。また、その関与により、アンモニウム化合物が合成されます。
多くのアンモニウム塩は、水に溶けやすい結晶性の無色の物質として存在します。 NH 4 +イオンの化合物が揮発性酸によって形成される場合、加熱条件下でそれらは分解してガス状物質を放出します。 その後の冷却により、可逆プロセスが実現します。
そのような塩の安定性は、それらが形成される酸の強度に依存します。 安定したアンモニウム化合物は、強酸残基に対応します。 たとえば、安定した塩化アンモニウムは塩酸から生成されます。 25度までの温度では、そのような塩は分解しません。これは炭酸アンモニウムについては言えません。 後者の化合物は、重曹の代わりに、生地を盛り上げるための調理によく使用されます。
菓子職人は単に炭酸アンモニウムをアンモニウムと呼びます。 この塩は、醸造者が醸造用酵母の発酵を改善するために使用します。
アンモニウムイオンを検出するための定性的反応は、その化合物に対するアルカリ金属水酸化物の作用です。 NH 4 +の存在下では、アンモニアが放出されます。
アンモニウムの化学構造
そのイオンの構成は正四面体に似ており、その中心は窒素です。 水素原子は図の上部にあります。 アンモニウム中の窒素の酸化状態を計算するには、陽イオンの総電荷が+1であり、各水素イオンに1つの電子がなく、4つしかないことを覚えておく必要があります。総水素ポテンシャルは+4です。 陽イオンの電荷からすべての水素イオンの電荷を引くと、+ 1-（+4）=-3になります。 したがって、窒素の酸化状態は-3です。 この場合、3つの電子を追加します。
窒化物とは
窒素は、金属的および非金属的性質のより電気陽性の原子と結合することができます。 その結果、水素化物や炭化物に類似した化合物が形成されます。 このような窒素含有物質は窒化物と呼ばれます。 化合物の金属原子と窒素原子の間で、共有結合、イオン結合、および中間結合が区別されます。 それらの分類の根底にあるのはこの特性です。
共有窒化物には、電子が原子状窒素から移動しない化学結合の化合物が含まれますが、他の原子の負に帯電した粒子と一緒に共通の電子雲を形成します。
このような物質の例としては、アンモニアやヒドラジン分子などの窒化水素、および三塩化物、三臭化物、三フッ化物などのハロゲン化窒素があります。 それらは、2つの原子に等しく属する共通の電子対を持っています。
イオン性窒化物には、金属元素からへの電子の移動によって形成された化学結合を持つ化合物が含まれます 無料レベル窒素で。 そのような物質の分子には極性が見られます。 窒化物の窒素酸化状態は3-です。 したがって、金属の総電荷は3+になります。
このような化合物には、アルカリ金属を除いて、マグネシウム、リチウム、亜鉛、または銅の窒化物が含まれます。 それらは高い融点を持っています。
中間窒化物には、金属と窒素の原子が均一に分布し、電子雲の明確なシフトがない物質が含まれます。 このような不活性化合物には、鉄、モリブデン、マンガン、およびタングステンの窒化物が含まれる。
三価一酸化窒素の説明
これは、式HNO2を持つ亜硝酸から誘導される無水物とも呼ばれます。 三酸化二窒素中の窒素（3+）と酸素（2-）の酸化状態を考慮して、元素2対3またはN 2O3の原子の比率が得られます。
液体および気体の無水物は非常に不安定な化合物であり、原子価IVおよびIIの2つの異なる酸化物に容易に分解します。
亜硝酸イオンによるアンモニウムイオンの酸化プロセスは非常に便利です。他の方法も知られています-加熱されたときのアジドの分解、酸化銅（II）によるアンモニアの分解、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接触分解により、窒素も得られます。
物理的特性。
いくつか 物理的特性と窒素は表に示されています。 1。 |
表1.窒素のいくつかの物理的性質 |
|
| 密度、g / cm 3 | 0.808（液体） |
| 融点、°С | –209,96 |
| 沸点、°C | –195,8 |
| 臨界温度、°C | –147,1 |
| 臨界圧力、気圧 | 33,5 |
| 臨界密度、g / cm 3 a | 0,311 |
| 比熱容量、J /（molCh K） | 14.56（15°C） |
| ポーリングによる電気陰性度 | 3 |
| 共有結合半径、 | 0,74 |
| 結晶半径、 | 1.4（M 3–） |
| イオン化ポテンシャル、V b | |
| 最初 | 14,54 |
| 2番目 | 29,60 |
| a 密度が発生する温度と圧力液体と気体の窒素は同じです。 b 1モルの原子状窒素に基づいて、最初の外側の電子とそれに続く電子を除去するために必要なエネルギー量。 |
|
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表2.窒素および関連化合物の酸化度 |
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酸化状態 |
接続例 |
| アンモニアNH3、アンモニウムイオンNH 4 +、窒化物M 3 N 2 | |
| ヒドラジンN2H 4 | |
| ヒドロキシルアミンNH2OH | |
| 次亜硝酸ナトリウム Na 2 N 2 O 2、一酸化窒素（I）N 2 O | |
| 一酸化窒素（II）NO | |
| 一酸化窒素（III）N 2 O 3、亜硝酸ナトリウムNaNO 2 | |
| 一酸化窒素（IV）NO 2、ダイマーN 2 O 4 | |
| 一酸化窒素（V）N 2 O 5 、 硝酸 HNO3 およびその塩（硝酸塩） | |
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表3.アンモニアと水のいくつかの物理的特性 |
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財産 |
||
| 密度、g / cm 3 | 0.65（-10°C） | 1.00（4.0°C） |
| 融点、°С | –77,7 | 0 |
| 沸点、°C | –33,35 | 100 |
| 臨界温度、°C | 132 | 374 |
| 臨界圧力、気圧 | 112 | 218 |
| 気化エンタルピー、J / g | 1368（-33°C） | 2264（100°C） |
| 融解エンタルピー、J / g | 351（-77°C） | 334（0°C） |
| 電気伝導性 | 5時間10-11（-33°С） | 4時間10-8（18°C） |
水中で行われるプロセスと同様：
両方のシステムのいくつかの化学的性質を表で比較します。 四。 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（例えば、酸化および還元）のために水中で反応を実行することが不可能な場合に利点があります。 たとえば、液体アンモニアでは、カルシウムはKClと反応してCaCl 2とKを形成します。これは、CaCl 2が液体アンモニアに不溶性であるが、Kは可溶性であり、反応が完全に進行するためです。 水中では、Caと水との相互作用が速いため、このような反応は不可能です。
アンモニアを取得します。 ガス状NH3 強塩基、例えば、NaOH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、実験室の条件に適用できます。 少量のアンモニア生成も、Mgなどの窒化物の加水分解に基づいています 3 N 2 、 水。 カルシウムシアナミドCaCN 2 水と相互作用するとき、それはまたアンモニアを形成します。 アンモニアを生成するための主な工業的方法は、高温高圧での大気中の窒素と水素からの触媒合成です。
この合成のための水素は、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ついては、プロセス条件（温度、圧力、触媒）が異なる多くの特許を取得しています。 石炭の熱蒸留中に工業生産の方法があります。 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。 |
表4.水とアンモニア媒体の反応の比較 |
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水環境 |
アンモニア媒体 |
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中和 |
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| OH-+ H 3O+®2H2O |
NH 2-+ NH4+®2NH3 |
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加水分解 (プロトノリシス) |
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| PCl 5 + 3H 2 O POCl 3 + 2H 3 O + + 2Cl – |
PCl 5 + 4NH 3 PNCl 2 + 3NH 4 + +3Cl- |
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置換 |
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| Zn + 2H 3 O + ® Zn 2+ + 2H 2 O + H 2 |
Zn + 2NH4+®Zn2++ 2NH 3 + H 2 |
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溶媒和 (錯化 ) |
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| Al 2 Cl 6 + 12H 2 O 2 3+ +6Cl- |
Al 2 Cl 6 + 12NH 3 2 3+ +6Cl- |
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両性 |
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| Zn 2+ + 2OH-Zn（OH）2 |
Zn 2+ + 2NH 2-Zn（NH 2）2 |
| Zn（OH）2 + 2H 3 O + Zn 2+ + 4H 2 O |
Zn（NH 2）2 + 2NH 4 + Zn 2+ + 4NH 3 |
| Zn（OH）2 + 2OH – Zn（OH）4 2– |
Zn（NH 2）2 + 2NH 2 – Zn（NH 2）4 2– |
記号M
n + 遷移金属イオン（Bサブグループ）を表します 周期表、たとえば、Cu 2 +、Mn 2+、および等。）。 非プロトン性（つまりH含有）酸は、水溶液中のアンモニアと反応して、硝酸アンモニウムNHなどのアンモニウム塩を形成します。 4 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 4）3PO4 。 これらの塩はで広く使用されています 農業土壌に窒素を導入するための肥料として。 硝酸アンモニウムは安価な爆薬としても使用されます。 初めて燃料油（軽油）を塗布しました。 アンモニアの水溶液は、土壌への導入または灌漑用水とともに直接使用されます。 尿素 NH 2 CONH 2 、アンモニアと二酸化炭素から合成して得られる肥料でもあります。 ガス状のアンモニアは、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および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（たとえば、NaNH 2）N2と反応する O加熱すると、アジドを形成します。ガス状NH3 おそらくアンモニアのNへの分解から形成された水素のために、高温で重金属酸化物を金属に還元します 2およびH2： NH分子の水素原子 3
ハロゲンに置き換えることができます。 ヨウ素はNHの濃縮溶液と反応します 3
、Nを含む物質の混合物を形成する I 3 。 この物質は非常に不安定で、わずかな機械的衝撃で爆発します。 NHの反応で 3秒Cl2 クロラミンNCl3、NHCl2およびNH2Clが形成されます。 アンモニア次亜塩素酸ナトリウムNaOCl（NaOHと Cl2 ）最終製品はヒドラジンです：
ヒドラジン。 上記の反応は、組成物Ｎのヒドラジン一水和物を調製するための方法である。 2 H 4 H H 2 O.無水ヒドラジンは、一水和物をBaOまたは他の水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にわずかに似ています 2O2 。 純粋な無水ヒドラジン
113.5で沸騰する無色の吸湿性液体°C ; 水によく溶け、弱塩基を形成します酸性環境（H + ）ヒドラジンはタイプ+ X –の可溶性ヒドラジニウム塩を形成します 。 ヒドラジンおよびその誘導体のいくつか（例えば、メチルヒドラジン）が酸素と反応するのが容易であるため、液体推進剤の成分として使用することができます。 ヒドラジンとそのすべての誘導体は非常に毒性があります。窒素酸化物。 酸素を含む化合物では、窒素はすべての酸化状態を示し、酸化物を形成します：N2 O、NO、N 2 O 3、NO 2（N 2 O 4）、N 2 O 5。 窒素過酸化物の形成に関する情報はほとんどありません（NO 3、NO 4）。 一酸化窒素（I） N 2 O（一酸化二窒素）は、硝酸アンモニウムの熱解離によって得られます。分子は線形構造を持っていますOは室温ではかなり不活性ですが、高温では容易に酸化する物質の燃焼をサポートできます。 N 2
「笑気ガス」として知られるOは、医学における軽度の麻酔に使用されます。一酸化窒素（II） 無色のガスであるNOは、酸素の存在下でのアンモニアの接触熱解離の生成物の1つです。
NOは、硝酸の熱分解または銅と希硝酸との反応によっても生成されます。NOは単純な物質から合成することで得られます（N 2とO2 ）放電などの非常に高温で。 NO分子の構造には不対電子が1つあります。 このような構造を持つ化合物は、電場や磁場と相互作用します。 液体または固体状態では、不対電子が液体状態で部分的な会合を引き起こし、固体状態で弱い二量体化を引き起こすため、酸化物は青色です：2NO N 2O2。 一酸化窒素（III） N2O3 （三酸化二窒素）-無水亜硝酸： N 2 O 3 + H 2 O2HNO2。 純粋なN2O 3 低温（–20）で青色の液体として得られます°
C）NOとNOの等分子混合物から 2.2。 N2O3 低温での固体状態でのみ安定（mp。–102.3°
C）、液体中および 気体状態それは再びNOとNOに分解します 2 .
一酸化窒素（IV）いいえ2 （二酸化窒素）も分子内に不対電子を持っています（ 上記を参照硝酸（II）酸化物）。 分子の構造には3電子結合が想定されており、分子はフリーラジカルの特性を示します（1本の線は2つの対の電子に対応します）。
過剰酸素中のアンモニアの接触酸化または空気中のNOの酸化によって得られる：
だけでなく、反応：
室温でNO 2
ダークブラウンのガスです 磁気特性不対電子の存在による。 0未満の温度で°CNO2分子 四酸化二窒素に二量体化し、–9.3で°
Cの二量体化は完全に進行します： 2NO2N2O4 。 液体状態では、1％のNOのみが二量体化されていません 2、および100°で Cは二量体として残ります10％N 2O4。 （またはN 2 O 4 ）で反応します 温水硝酸の形成を伴う： 3NO 2 + H 2 O \ u003d 2HNO 3+NO。 NO2テクノロジー したがって、工業的に重要な製品を入手する際の中間段階として非常に重要です。
硝酸。一酸化窒素（V） N 2 O 5 (時代遅れ。 無水硝酸）-酸化リンP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性物質 4-10： 
N 2 O 5 空気中の水分に溶けやすく、再形成します HNO3。 N 2O5の特性 バランスによって決定されます
N 2 O 5は優れた酸化剤であり、金属と容易に、時には激しく反応し、 有機化合物純粋な状態では、加熱すると爆発します。 ありそうな構造。 溶液が蒸発すると、提案された構造H–O–N = N–O–Hの白い爆薬が形成されます。 亜硝酸
HNO2はそうではありません 純粋な形で存在しますが、低濃度の水溶液は、亜硝酸バリウムに硫酸を加えることによって形成されます。亜硝酸は、NOとNOの等モル混合物を溶解することによっても形成されます 2（またはN 2 O 3 ） 水中で。 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 H–O–N = O）、 それらの。 それは酸化剤と還元剤の両方である可能性があります。 還元剤の作用下で、それは通常に還元されますいいえ 、および酸化剤と相互作用するとき、それは硝酸に酸化されます。 金属やヨウ化物イオンなどの特定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 染料の製造に使用されます。硝酸 HNO3 メインの最も重要な無機製品の1つ 化学工業。 爆発物、肥料、ポリマーや繊維、染料など、他の多くの無機および有機物質の技術で使用されています。 医薬品や。。など。 も参照してください化学元素。文学 アゾチクのハンドブック。 M.、1969年ネクラーソフB.V. 基本 一般化学 。 M.、1973年
窒素固定の問題。 無機および物理化学。 M.、1982年