* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

67 АЗОТ 2 2 68 ние имеет А. в жизнедеятельности растений и жи­ вотных. В белковых телах содержится до 17% А., в организме человека — до 3%. В виде нейтраль­ ных и ионизированных атомов А. обнаружен в составе газового облака комет, в туманностях и в атмосфере Солнца. В термоядерных реакциях, происходящих на Солнце, А. отводится весьма важная роль: С + р — - N ; N - > - C + е+; С + > - h p - * N ; N + р - * 0 ; 0 ^ N - r - e ; N + p->¬ —>C -f- He . А. участвует в сложном процессе кру­ говорота веществ в природе. Значительное количество А. поступает в почву в результате жизнедеятельности азотфиксирующих бактерий, способных переводить свободный А. воздуха в соединения, а также в ре­ зультате нек-рых других природных процессов. Однако, благодаря извлечению из почвы растениями огромного количества связанного А. (особенно при интенсивном ведении с. х-ва), общий круговорот А. нарушается. Поэтому решающее значение приобре­ тает введение А. в почву в виде азотных удобрений. Проблема получения связанного А. была решена в начале 20 в., с освоением промышленного синтеза аммиака из А. воздуха и водорода. Изотопы, атом, молекула. Природный А. состоит из двух стабильных изотопов: N (99,635%) и N (0,365%). В верхних слоях атмосферы под действием нейтронов космич. излучения N превращается в радиоактивный изотоп углерода С по реакции N ( n , р ) С . Этот процесс используют для получения С (см. Углерод) в ядерных реакторах. N применяется в химич. и биохимич. исследованиях в качестве изо­ топного индикатора. В пром-сти концентрирование N ведут обменной реакцией в жидкой фазе: N H (газ) + N H N 0 ( p - p ) ^ N H ( r a 3 ) + N H N 0 ( p - p ) . Из искусственных радиоактивных изотопов А. наи­ больший период полураспада имеет N ( ^ 1 = 10,08 мин), остальные — весьма короткоживущие. Элек­ тронная конфигурация атома A.: Is 2s 2р . Атомный радиус 0,71 А, ионные радиусы N 0,15 A; N " 1,48 "А. Энергии ионизации (в эв): № —> N+ — - N —• > —>N —>-N —>-N соответственно равны 14,54; 29,60; 47,43; 77,45; 97,86. В соединениях А. формально мо­ жет проявлять переменную валентность от —3 до + 5. Однако в основном состоянии атом А. имеет 12 1 3 13 13 1 3 1 4 1 4 1 5 1 5 1 5 + 1 5 12 4 1 4 1 B 1 4 14 14 14 1 4 1 5 1 5 1 5 3 1 4 1 4 15 4 3 3 4 3 1 3 / г 2 2 3 5 + 3 2 + 3+ 4+ 5+ лекул А., тогда как у Н и даже 0 при этих условиях диссоциированы 3 же 10% молекул. Имеются ука­ зания, что в нек-рых условиях А. может образовать молекулу состава N (триазон или нитрозон), а также N . Молекулярный А. диамагнитен. Физические и химические свойства. Молекулярный А. характеризуется след. константами: т. пл.—209,86°, т. кип. —195,8°; плотн. газообразного 1,2506 г/л, жидкого 0,808 г/см (—195,8°). В твердом состоя­ нии А. существует в двух модификациях: кубической а-форме с плотн. 1,0265 г/см (—252,2°), устойчивой ниже —237,5°, и гексагональной р-форме с плотн. 0,8792 (—210°), устойчивой выше —237,5°. Тройная точка: Т = 63,136°К(—210,024°С); р = 94,01 мм рт. ст.; г —147,0°; р 33,5 атм, d 0,3110 г/см . Теплота плавления 6,09 кал/г (—210°), тепло­ та испарения 47,6 кал/г (—195,55°), теплоемкость ( с = 6,524 - И , 2 5 0 . 1 0 - Г - г - 0 , 0 0 1 . 1 0 - б Г 2 ; 3 6 3 3 к р и т < ИрИт KpViT 3 к а л 3 п моль•град} p v V 1 1 & 1 & * о неспаренных электрона к-рые и опреде­ ляют его истинную валентность. Энергетически вполне выгодно и ионное состояние с 4-ковалентным одно­ зарядно положительным A . N 11 j i 111 i |, напр. в ионе + аммония (NH ) 4 + или нитрогруппе —NZ Х . 0~ Для того чтобы атом А. мог стать 5-валентным, необхо­ димо возбудить 2«-электрон для осуществления его перехода на Зз-орбиту: 2s 2p —>- 2s2p 3s, что тре­ бует затраты большой энергии, к-рая не может быть скомпенсирована образованием двух дополнитель­ ных связей. Поэтому в химических соединениях А. практически никогда не образует 5 ковалентных свя­ зей, в отличие от его ближайшего аналога — фос­ фора. Молекула А. двухатомна, атомы связаны тройной связью N ^ N . Диаметр молекулы А., определенный разными способами, лежит в пределах от 3,15А до 3,53 А. Энергия диссоциации молекулы N довольно долго принималась равной 170,22 ккал/молъ. Однако большинство исследователей считает, что она значи­ тельно выше (225,1 ккал/молъ).В соответствии с этим термич. диссоциация N становится заметной лишь при очень высоких темп-pax. Так, при 3000°К и нор­ мальном давлении диссоциированы лишь 0,1% мо­ 2 3 3 2 2 C /C = 1,41. Поверхностное натяжение жидкого А. в контакте с воздухом 8,5 дин/см (—196°); давление па­ ра при различных темп-pax (в мм рт. ст.):(—226,1°), 40(—214°), 400(—200,9°) и 760(—195,8°); диэлектрич. проницаемость 1,000538 (25°; 760 мм рт. ст.). Рас­ творимость А. вводе (в см на 100 мл Н 0 ) : 2,33(0°), 1,42(40°) и 1,32(60°). В некоторых углеводородах (н-гексан, н-гептан и т. д.). А. растворяется лучше, чем в воде. Растворимость в С Н ОН и С Н О Н при 0° примерно такан же, как и в воде. Большая прочность молекулярного А. является причиной сравнительно малой его активности, т. к. энергии активации реакций с его участием довольно велики. Лишь с некоторыми активными металлами (напр., литием, кальцием) А. реагирует при невысо­ ких темп-pax (если поверхность этих металлов доста­ точно чиста и активна). С большинством других прос­ тых тел А. если и реагирует, то лишь при высокой темп-ре, а иногда также и при участии катализато­ ров. С кислородом А. заметно взаимодействует только ок. 4000° с образованием окиси NO, к-рая при ох­ лаждении легко окисляется далее до двуокиси N 0 . Известны также: закись N O азотистый ангидрид N 0 и азотный ангидрид N 0 (см. Азота окислы). При действии ионизирующих излучений на смеси А. с кислородом образуются окислы А., а в присут­ ствии воды — азотная к-та. О кислородных соеди­ нениях А. см.- также Азотная кислота и Азотистая кислота (и их соли — нитраты и нитриты). С водородом А. реагирует лишь при высокой темпе­ ратуре и давлении в присутствии катализатора с об­ разованием аммиака N H . Водородные соединения А. образуют четыре ряда, напоминающие гомология, ряды углеводородов. В этих соединениях скелетом является цепь из атомов А. К I ряду (общая фор­ мула N H _j_2) относятся аммиак N H , гидразин H N—NH , триазан H N—NH—NH , тетразан H N — N H — N H — N H . Ко И ряду (N H„) принадле­ жат диимид H N = N H, триазен Н N = N —N Н и др., к I I I ряду (N H __ )—азотистоводородная к-та Н—N — N^N и др., к I V ряду ( N H _ ) — октазон Н—N = N—NH — N = N — N H — N —N—H. Аммиак и гидразин получены в свободном виде; большинство др. водородных соединений встречается лишь в виде органич. производных. Азотистоводородная к-та H N образует соли — азиды. С галогенами А. непосредственно не взаимодей­ ствует. Однако косвенным путем можно получить соединения состава NT , где Г = F, CI, J (так, N F образуется при действии фтора на аммиа^). Малая энергия связи N—Г обусловливает термодинамич. неустойчивость соединений N f , что объясняет их взрывчатость (сравнительно устойчив лишь NF ). 3 2 2 5 3 2 2 t 2 3 2 5 3 n n 3 2 2 2 2 2 2 rt 2 n n 2 n n 4 3 3 3 3 3