Xassələr
7
N
15
P
33
As
51
Sb
83
Bi
484
2s
2p
*
Təqribi qiymət; **Ağ fosfor üçün
Atmosfer azotundan azotlu birləşmələrin əmələ gəlməsi iki
yolla: a) ildırım boşalmaları zamanı azot oksidlərinin əmələ gəl-
məsi, b)torpaq bakteriyalarının və bəzi bitkilərin (yoncaların,
soya bitkilərinın və s.) köklərinin təsirindən azotun ammonyaka
və sonra nitratlara çevrilməsı yolu ilə baş verir. Bitki və heyvan
orqanizmlərinin məhvindən sonra zulalların azotu yenidən
ammonium birləşmələrinə çevrilir və beləliklə, təbiətdə azotun
dövranı baş verir. Nitratlar və ammonium birləşmələri torpağa
həmçinin gübrələr şəklində verilir.
Sənayedə azot mayeləşdirilmiş havanın fraksiyalı distilləsin-
dən alınır.
Adi şəraitdə azot rəngsiz, iysiz qazdır. Suda az həll olur.
20
0
S-də 100q suda həll olma qabiliyyəti 15,4 ml təşkil edir.
Azot atomunun (1s
2
2s
2
2p
3
) xarıci energetik səviyyəsində va-
lent elektronlarının paylanması aşağıdakı kimidir:
7
N ↑↓ ↑ ↑ ↑
Elektron quruluşu
2s
2
2p
3
3s
2
3p
3
4s
2
4p
3
5s
2
5p
3
62s
2
6p
3
Atom radiusu, nm
0,070
0,110
0,128
0,136
0,146
Birinci ionlaşma
enerjisi, kC/mol
1402
1012
947
834
703
Birqat rabitənin ener-
jisi B-A
*
, kC/mol
163
200
150
120
-
Üçqat rabitənin ener-
jisi A
≡
B, kC/mol
941
480
380
295
195
Sıxlığı, q/sm
3
0,81
1,82
**
5,7
6,7
9,8
Ərimə temperaturu,
0
S
-210
44
**
610
o
-də
süblümə
edir.
630
271
Qaynama
temperatu-
ru,
0
S
-196
280
**
1630
1551
Xarakterik oksidləşmə
dərəcələrı
-3, -2,-1,
+1,+2,+3
,+4,+5
-3, +3,
+5
-3, +3,
+5
-3, +3,
+5
-3, +3,
+5
485
Göstərilən quruluşa əsasən azot atomu üç qoşalaşmamış
elektronun hesabına üç kovalent rabitə əmələ gətirə bilər. 2s-
yarımsəviyyəsində olan elektron cütü hesabına isə donor atom
rolunu oynayaraq donor-akseptor mexanizmli dördüncu rabitəni
əmələ gətirir. Beləliklə, azot birləşmələrdə maksimum dördva-
lentli ola bilər.
Üçqat rabitənin olması ilə əlaqədar azot molekulu (N ≡ N)
çox davamlı olub, adi şəraitdə kimyəvi inertliyi ilə xarakterizə
olunur.
Qızdırıldıqda bir çox metallarla (Ca
3
N
2
, Mq
3
N
2
, AlN və s.),
yüksək təzyiq və temperaturda katalizator iştirakı ilə hidrogenlə
(NH
3
), elektrik qövsi temperaturunda (3000-4000
0
S) oksigenlə
(NO) təsirdə olur.
Azotun sərbəst halda tətbiqi məhduddur. Bu halda əsasən
elektrik lampalarının doldurulmasında və inert qaz mühitinin
yaradılmasında istifadə olunur.
Hidrogenli birləşmələri.
Azotun hidrogenli birləşmələri
içərisində ammonyak NH
3
xüsusi əhəmiyyət kəsb edir.
Ammoniyak
rəngsiz, kəskin iyli qazdır. Su ilə enerjili surətdə
qarşılıqlı təsirdə olaraq NH
3
.nH
2
O (n = 1, 2, 3 ...) tərkibli
hidratlar əmələ gətirir. Normal şəraitdə 100 q suda 87,5 q (115l)
NH
3
həll olur.
Sulu məhlulu əsasi reaksiyaya malikdir. Bu, ammonyakın
suya nisbətən daha güclü proton akseptorluğuna malik olması ilə
bağlıdır:
NH
3
+ H
2
O NH
4
+
+ OH
-
Suda məhlulu ammonyaklı su adlanır, 10%-li məhlulu naşa-
tir spirti
adı ilə tibbdə tətbiq edilir.
Duzları ammonium (NH
4
+
) duzları adlanır. Praktiki olaraq
bütün ammonium duzları suda yaxşı həll olur.
Ammonium duzlarını ammonyakın turşulara təsirindən alır-
lar. Məsələn:
→
←
486
2NH
3
+ H
2
SO
4
= (NH
4
)
2
SO
4
NH
3
+H
3
PO
4
= NH
4
H
2
PO
4
və s.
Sənayedə ammonyak 450
0
S-də 30 MPa-da tərkibinə alümi-
nium və kalium oksidləri əlavə edilmiş dəmir katalizatorun
iştirakı ilə H
2
və N
2
-nin sintezindən alınır:
3H
2
+ N
2
2NH
3
Đstehsal olunan ammonyakın xeyli hissəsi nitrat turşusunun
və onun duzlarının istehsalına sərf olunur. Ammonyak həmçinin
ammonyak - xlorid üsulu ilə soda və karbamid CO(NH)
2
istehsalında istifadə olunur və s.
Maye ammonyak, onun sulu məhlulu, ammonium duzları:
[NH
4
NO
3
, (NH
4
)
2
HPO
4
, (NH
4
)
2
SO
4
] azot gübrələri kimi tətbiq
olunur.
Ammonyakdan başqa azot hidrogenlə hidrazin N
2
H
4
(H
2
N-
-NH
2
), hidroksilamin NH
2
OH (H
2
N-OH) və azid turşusu HN
3
(HN-N ≡ N və ya NH=N=N) adlanan daha üç birləşmə əmələ
gətirir.
Hidrazin adi şəraitdə mayedir. Reduksiyaedici xassəli olub
sulu məhlullarda əsasi reaksiyaya malikdir:
N
2
H
4
+ H
2
O N
2
H
5
+
+ OH
-
Hidrazin raket yanacağı kimi və elektrostansiyalarda isə su-
dan oksigenin ayrılmasında istfadə edilir.
Hidrazin və onun birləşmələri zəhərlidir. Azid turşusu part-
layışla parçalanan davamsız mayedir. Partlayıcıların və hərbi
sursatların hazırlanmasında istifadə olunur.
Oksidlərı.
Azot altı oksid əmələ gətirir (cəd. 12.5). Cəd-
vəldən görünür ki, azot oksidləri standart şəraitdə öz-özünə alına
→
←
→
←
487
.
bilməz (∆G
298
0
> 0). Buna baxmayaraq N
2
O
3
(∆G
298
0
=
-24
kC/mol) və N
2
O
5
-i (∆G
298
0
= -10,6 kC/mol) çıxmaq şərtilə bu
oksidlər kifayət qədər davamlıdır.
N
2
O-nu (şadlandırıcı qaz) çıxmaq şərtilə bütün azot oksid-
ləri zəhərlidir. N
2
O tibbdə ümumi narkoz kimi tətbiq olunur.
Digər narkozlarla, məsələn, CHCl
3
və efirlə müqayisədə daha az
mənfi təsirə malikdir.
Azot 2-oksid
sənayedə Pt-Rh katalizatorun iştirakı ilə
ammonyakın oksidləşməsindən alınır:
4NH
3
+ O
2
= 4NO + 6H
2
O
NO molekulunda atomlararası üçqat rabitə vardır (:N ≡ O:).
Molekulunda bölünməmiş elektron cütlərinin olması ilə əlaqədar
kompleksəmələgəlmədə liqand kimi istirak edir.
Son illər müəyyən edilmişdir ki, insan orqanizmində NO
sintez (sutkada 100 mq-a qədər) olunur. Aşkar edilmışdir ki,
azot 2-oksid qan təzyiqinin, insulin şirəsinin, böyrək süzməsinin
tənzimlənməsində, yaddaş mexanizmlərinin funksilaşdırılma-
sında və digər proseslərdə mühüm rol oynayır. Azot 2-oksid
oksigenlə azot 4-oksidə oksidləşır:
2NO + O
2
= 2NO
2
( ∆G
298
0
= -35 kC/mol NO)
Çədvəl 12.5. Azot oksidlərinin bəzi xassələrı
*Süblümə temperaturu
.
Xassələr
Azotun oksidləri
N
2
O
NO
N
2
O
3
NO
2
N
2
O
4
N
2
O
5
25
o
S-də halı
Rəng-
siz qaz
Rəng-
siz qaz
Göy r.
maye
Qonur
r. qaz
Sarı r.
maye
Ağ r.
kristal
∆
f
H
o
298
,kC/mol
81,6
90,4
-
33,5
9,7
-
∆
f
G
o
298
, kC//mol
103,6
86,7
162,5
51,8
98,3
114,2
.
qay
τ
,
o
S
-88,5
-151,6
-
21
-
33
*
488
Azot 4-oksid
qüvvətli oksidləşdiricidir. Kömür, kükürd və
fosfor NO
2
mühitində alışıb yanır. Aşağı temperaturlarda dimer-
ləşərək N
2
O
4
əmələ gətirir. Suda həll olduqda nitrit və nitrat tur-
şularını əmələ gətirir:
2NO
2
+ H
2
O = HNO
2
+ HNO
3
Azot oksidlərinin atmosferdə qatılığının artması nitrat tur-
şusunun əmələ gəlməsinə və bununla əlqədar turşu yağışının
meydana çıxmasına səbəb olur ki, bu da ciddi ekoloji problem-
lərin yaranmasını meydana çıxarır.
Nitrit turşusunu
HNO
2
azot 3-oksidi suda həll etmək və ya
nitritlərə duru sulfat turşusunun təsirindən almaq olar:
2NaNO
2
+ H
2
SO
4
= Na
2
SO
4
+ 2HNO
2
Davamsız zəif turşudur (K=4.10
-4
), qatılaşdırdıqda və ya
qızdırdıqda parçalanır:
2HNO
2
= NO
2
+ NO + H
2
O
Nitrit turşusunun duzları oksidləşdirici və inqibitor kimi tət-
biq olunur. Nitritlər zəhərlidir.
Nitrat turşusu.
Susuz nitrat turşusu HNO
3
rəngsiz mayedir.
Saxladiqda işığın təsirindən saralır. Bunun səbəbi işığın təsirin-
dən nitrat turşusunun qismən parçalanmasından qonur rəngli
NO
2
-nin əmələ gəlməsi ilə bağlıdır. 82,6
0
S-də qaynayır, -41,6
0
S-
də isə donur. Qüvvətli elektrolitdir, sulu məhlullarda tamamilə
dissosiasiya edir:
HNO
3
→ H
+
+ NO
3
-
Termodinamik davamlı Au, Rt, Rh,
Đr və passivləşməyə meyilli metalları: Ti,
əh
su
ll
a
rı
n
p
a
yi
,
%
489
Ta, Zr, Hf, Nb çıxmaqla əksər metalları oksidləşdirir. Al, Cr, Fe,
Co, Ni səthlə-rində passiv örtük pərdəsinin əmələ gəlməsi
nəticəsi olaraq qatı nitrat turşusunun təsirinə davamlıdırlar.
Adətən nitrat turşusunda metallar həll olduqda müxtəlif
reduksiya məhsulları, ilk növbədə (NO
2
,
NO, N
2
O, N
2
, NH
3
) əmələ gəlir.
Reduksiya məhsullarının tərkibi me-
talın təbiətindən və turşunun qatılığından
asılıdır (şək.12.4).
Qatı HNO
3
qələvı, qələvi-torpaq
metalları, Mq, Zn-lə təsirdə əsas reduksiya məhsulu kimı N
2
O-
ya, göstərilən ağır metalları çıxmaqla ağır metallarla təsirdə
NO
2
-yə; duru nitrat turşusu qələvi və qələvi-torpaq metalları Zn,
Fe-lə NH
3
(NH
4
NO
3
)-ə, ağır metallarla isə NO-ya reduksiya
olunur. Nitrat turşusu qeyri-metalları müvafiq turşulara,
məsələn, kükürdü H
2
SO
4
, fosforu H
3
PO
4
, arseni H
3
AsO
4
-ə və s.
oksidləşdirir. Bu zaman adətən qatı turşu NO
2
, duru turşu isə
NO-ya reduksiya olunur.
Qatı nitrat və xlorid turşusunun uyğun olaraq 1:3 nisbətində
qarışığı “çar arağı” (zərhəll) adlanır. Quvvətli oksidləşdirici qa-
rışıq olub Pt və Au kimi inert metalları həll edir (bax 11.8; 11.9).
Nitrat turşusunun bütün duzları (nitratlar) suda yaxşı həll olur.
Nitratları nitrat turşusunun metallara, metal oksidlərinə və
əsaslara təsirindən almaq olar.
Nitratlar güclü qızdırıldıqda parçalanırlar. Bu zaman qələvi
və qələvi-torpaq metallarının nitratları nitritlərə və oksigenə,
qalan əksər metalların nitratları metal oksidinə, azot 4-oksidə və
oksigenə, nəhayət passiv metalların (Aq, Au, Pt və s.) oksidləri
isə sərbəst metala, azot 4-oksidə və oksigenə parçalnır. Məsələn:
2KNO
3
= 2KNO
2
+ O
2
2Cu(NO)
3
= 2CuO + 4NO
2
+ O
2
2AqNO
3
= 2Aq + 2NO
2
+ O
2
HNO
3
-ün kütlə payı,
Şəkil 12.4. HNO
3
-ün
Fe-lə reduksiya
məhsullarının
tərkibinə turşunun
qatılığının
təsiri
490
Pt
Sənayedə nitrat turşusunun alınması NH
3
-un katalitik oksid-
ləşməsindən alınan NO-nin HNO
3
-ə oksidləşməsinə əsaslanır:
4NH
3
+ 5O
2
= 4NO + 6H
2
O; 2NO + O
2
= 2NO
2
4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O = 4HNO
3
Alınan turşu 45-60%-li olur. Sualıcı maddələrin iştirakı ilə
(məsələn, qatı H
2
SO
4
) distillə etməklə 97-98%-li nitrat turşusu
almaq olar.
Nitrat turşusu kimya sənayesinin ən mühüm məhsulların-
dan biridir. Əsas tətbiq sahələri mineral gübrələr, boyalar, barıt
və digər partlayıcı maddələr, plastik kütlələr və süni liflər,
dərman maddələri istehsalıdır.
Son illər torpağa artıq miqdarda azotlu gübrələrin veril-
məsi, turşu yağışlarının yağması və digər səbəblərlə bağlı olaraq
qida məhsullarında nitratların artıq miqdarda olması müşahidə
olunur. Nitratların artıq olması insan orqanizmi üçün təhlükəli-
dir. Belə ki, onlar zəhərli maddələrə çevrilirlər. Bir sıra tədqi-
qatçıların fikrinə görə nitratlar orqanizmdə kanserogen maddələr
olan nitrozoaminlərə çevrilə bilər:
R
N-N = O
R
Fosfor.
Yer qabığında kütlə payı 0,08% təşkil edir. Əsas
minerallarına fosforit Ca
3
(PO
4
)
2
və ftoapatit Ca
5
(PO
4
)
3
F
daxildir.
Fosfor həyati vacib element kimi bəzi bitki və heyvani zü-
lalların tərkibinə daxildir. Fosfor həmçinin çoxlu miqdarda
3Ca
3
(PO
4
)
2
.
Ca(OH)
2
və 3Ca
3
(PO
4
)
2
.
·CaCO
3
·
.
H
2
O şəklində
onur-ğalı heyvanların sümüklərinin tərkibinə daxildir.
491
Fosforu almaq üçün əsas xammal fosforit və apatitdir. Xır-
dalanmış xammal, qum və kömür qarışığının elektrik sobaların-
da közərdilməsindən alınır:
Ca
3
(PO
4
)
2
+ 3SiO
2
+ 5C = 3CaSiO
3
+ 2P + 5CO
Üç əsas allotropik şəkildəyişməsi vardır. A ğ f o s f o r
yumşaq kristal maddədir. Tetraedrik quruluşlu P
4
molekulların-
dan təşkildir. 44
0
S-də əriyir. Kimyəvi cəhətdən çox aktivdir.
Qüvvətli zəhərdir. Havasız mühitdə qızdırdıqda(400
0
S) q ı r m ı-
z ı f o s f o r a çevrilir. Qırmızı fosfor molekulları müxtəlif
sayda fosfor atomlarından təşkil olunmuş bir neçə şəkildəyiş-
mələrin qarışığından ibarətdir. Alınma üsulundan asılı olaraq
giqırmızı fosforun rəngi açıq-qırmızı, bənövşəyi və tünd qəhvəyi
rəngə qədər dəyişə bilər. 200
0
S və 12QPa-da ağ fosfor q a r a
f o s f o r a çevrilir. Xarici görünüşcə qrafiti xatırladır.
Yarımkeçiriçi xassəlidir. Qırmızı və qara fosfor ağ fosfora nis-
bətən kimyəvi davamlıdır, zəhərli deyildir.
Fosfor olduqca müxtəlif sahələrdə tətbiq olunur. Çoxlu
miqdarda kibrit istehsalında sərf olunur. Bundan əlavə metallur-
giyada, yarımkeçirici materialların (GaP, ĐnP) alınmasında tətbiq
edilir. Fosfor yandıqda sıx ağ duman əmələ gətirir. Odur ki, bu
xassəsindən hərbdə duman əmələ gətirici vasitə kimi istifadə
olunur. Bunun üçün fosfor mərmilərin, aviobombaların tərkibinə
daxil edilir. Fosfor üzvi birləşmələrdən ziyanverici həşəratların
məhv edilməsində istifadə edilir.
Fosfor azot kimi birləşmələrində -3-dən +5-ə kimi müxtəlif
oksidləşmə dərəcəsi göstərir. Bunlardan ən çox xarakterik olan-
ları -3, +3, və +5 okidləşmə dərəcələridir. Fosfin (PH
3
) və fos-
forun xlodidləri zəhərlidir. Fosforu P
4
yandirdıqda fosfor 3-
oksid P
4
O
6
(oksigen azlığında) və fosfor 5-oksid P
4
O
10
(oksi-
genin artıqlığında) əmələ gəlir:
P
4(k)
+ 3O
2
= P
4
O
6(K)
492
O
H
P
4(k)
+ 5O
2
= P
4
O
10(k)
Hər iki oksid turşu oksidi olub su ilə fosfit və fosfat turşu-
sunu əmələ gətirir:
P
4
O
6
+ 6H
2
O = 4H
3
PO
3
P
4
O
10
+ 6H
2
O = 4H
3
PO
3
Fosforun texnikada mühüm rol oynayan birləşmələrinə fos-
fat turşusu və onların duzları daxildir.
Dostları ilə paylaş: |