Nitơ I Cấu tạo phân tử - Nguyên tử nitơ có cấu hình electoron 1s22s22s3, phân lớp có electoron độc thân - Hai nguyên tử nitơ liên kết với ba liên kết cộng hoá trị cực, tạo thành phân tử N2 - Công thức electoron :N::N: Công thức cấu tạo N N II Trạng thái tự nhiên - Trong tự nhiên, nitơ tồn dạng tự dạng hợp chất dạng tự do: nitơ chiếm khoảng 80% thể tích không khí Nitơ tự nhiên hỗn hợp caue hai đồng vị: 147 N (99,63%) 157 N (0,37%) dạng hợp chất: nitơ có nhiều khoáng vật natri nitrat (NaNO3) với tên gọi diêm tiêu natri Nitơ có thành phần protêin, axit nucleic, nhiều hợp chất hữu khác III Tính chất vật lí - điều kiện thờng, nitơ chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ không khí, hoá lỏng -1960C, hoá rắn -2100C - Khí nitơ tan nớc, không trì cháy hô hấp IV Tính chất hoá học - Vì có liên kết ba với lợng liên kết lớn (946kJ/mol) nên phân tử nitơ bền nhiệt độ thờng, nitơ trơ mặt hoá học nhng nhiệt độ cao nitơ trở nên hoạt động tác dụng với nhiều chất - Nguyên tử nitơ có độ âm điện lớn nhỏ độ âm điện flo, clo oxi Vì nitơ thể tính oxi hoá tính khử, nhiên tính oxi hoá trội Tính khử: tác dụng với oxi tạo khí nitơmonooxit - Điều kiện: nhiệt độ khoảng 30000C (hoặc nhiệt độ lò quang điện) - PTPƯ: N2 + O2 t 2NO Phản ứng thuận nghịch thu nhiệt (H = +180kJ) - điều kiện thờng, khí NO không màu kết hợp với oxi không khí tạo thành nitơ đioxit màu nâu đỏ: 2NO + O2 2NO2 - Trong thiên nhiên, khí NO đợc tạo thành có giông - Chú ý: oxit khác nitơ (N2O, N2O3, N2O5) không điều chế đợc từ phản ứng trực tiÕp tõ N2, O2 TÝnh oxi ho¸ *) T¸c dụng với hiđro tạo khí amoniac - Điều kiện: nhiệt độ cao (trên 4000C), áp suất cao có chất xúc tác - PTPƯ: N2 + 3H2 t , p , xt 2NH3 Phản ứng thuận nghịch toả nhiều nhiệt (H = -92kJ) *) Tác dụng với kim loại - nhiệt độ thờng, nitơ tác dụng với liti, tạo thành liti nitrua: 6Li + N2 2Li3N - nhiệt độ cao, nitơ tác dụng số kim loại mạnh: 3Mg + N2 t Mg3N2 V Điều chế Trong công nghiệp - Nitơ đợc sản xuất phơng pháp chng cất phân đoạn không khí lỏng Sau đà loại bỏ CO2 nớc, không khí đợc hoálỏng dới áp suất cao nhiệt độ thấp Nâng dần nhiệt độ không khí lỏng đến -1960C nitơ sôi đợc tách khỏi oxi lỏng oxi có nhiệt độ sôi cao (-1830C) Khí nitơ đợc vận chuyển bình thép, nén dới áp suất 150atm Trong phòng thí nghiệm - Ngời ta điều chế lợng nhỏ nitơ tinh khiết cách đun nóng nhẹ dung dịch bÃo hoà muối amoni nitrat (muối amoni axit nitơ): NH4NO2 t N2 + 2H2O - Hoặc điều chế dung dịch bÃo hoà muối nitrit amoni clorua: NH4Cl + NaNO2 ⃗t NaCl + N2 + 2H2O