Неорганическая химия. Часть 2. Химия элементов и их соединений. Николаева Р.Б - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

39
ПОДГРУППА АЗОТА
В наши дни в промышленности синтезируют самые
разнообразнейшие продукты, начиная от аммиака и
кончая гормонами насекомых
1
.
З. Поллер
Общая характеристика
Распространенность на Земле большинства р-элементов V группы средняя
(%1010
64 −−
− ), значительна лишь для фосфора (0,05%) и азота (0,025%).
В соответствии с электронной конфигурацией
32
ps элементы данной группы
проявляют, в основном, ст.ок. (+3), (+5) и (–3) (азот, кроме того, может иметь все
промежуточные ее значения через 1 за счет более высокой Э.О.). Причем характер
изменения их устойчивости в подгруппе тот же, что и для ст.ок. (+4), (+6) и (–2) в случае
халькогенов.
По сравнению с Х положительная поляризация атомов
p-элементов V группы в
соединениях более предпочтительна, а отрицательная – менее (?). И это определяет
форму их нахождения в природе. Так, азот по сравнению с кислородом менее устойчив в
отрицательный ст.ок., но гораздо более стоек в
нулевой (за счет двойного )pp(
−
π
-
перекрывания в молекуле
2
N
).
Поэтому при формировании земной атмосферы практически весь
аммиак, бывший
когда-то в отсутствии свободного кислорода
основным ее компонентом, по мере
накопления
2
O
2
окислился им до
2
N . Эта форма представляет примерно половина запасов
азота на Земле и составляет 79% (об.) воздуха; сжижением последнего с дальнейшей
отгонкой
2
O получают
2
N в промышленности.
В природе азот находится также в виде
селитр (нитраты K, Nа, Са, Сu) и
органических веществ растений и животных. Важную жизненную роль играют и
фосфорсодержащие органические соединения (особенно в работе нервных клеток мозга
3
).
Но основные природные запасы P – это
фосфориты (горная порода, основу которой
составляет
243
)PO(Ca ) и апатиты (минералы состава X)PO(Ca
345
, где Х – это F или ОН).
Гидроксофосфат кальция является также основным компонентом костных тканей
живых организмов, а фторофосфат входит в состав эмали зубов, обеспечивая ей большую
прочность и химическую устойчивость. Вот почему в зубные пасты вводят F-содержащие
компоненты, а в некоторых странах фторируют воду с целью предотвращения кариеса.
Получают фосфор в
промышленности восстановлением фосфоритов углем в
присутствии песка (
2
SiO ), который снижает т.пл. фосфорита, а также связывает
+2
Ca
в
силикат. При 25
0
С эта реакция запрещена (
0G
0
>∆
). Однако при 1500
0
C, когда
преодолевается кинетический барьер данного процесса, он становится и
термодинамически обусловленным ( 646G
0
−=∆ КДж/моль). Это происходит за счет
значительного роста энтропии (вследствие образования
газа СО и паров фосфора).
Подчеркнем, что без добавления песка
78G
0
−=∆ кДж/моль при той же температуре.
Аналоги фосфора: мышьяк, сурьма и висмут, - представлены в природе в основном
в виде сульфидов
32
SЭ , которые обжигом переводят в оксиды с последующим
восстановлением углем до простых веществ. Из арсенопирита мышьяк получают по
реакции:
1
В них тоже содержится азот.
2
Кислород тогда выделялся из раскаленных недр Земли.
3
Содержание фосфора в мозговой ткани составляет 0,38%, в мышцах – 0,27%.

Страницы