NO O
O O
-
Muối của axit nitric được gọi là nitrat. Trong muối nitrat ion NO3- cĩ cấu tạo tam giác đều với gĩc ONO bằng 1200 và độ dài liên kết N-O bằng 1,218A0, trong đĩ N ở trạng thái lai hĩa sp2, ba obitan lai hĩa tham gia tạo thành ba liên kết σ với ba nguyên tử oxi. Obitan 2p cịn lại ở N tạo nên liên kết π khơng định chỗ với ba nguyên tử oxi. Các muối nitrat bền hơn axit. Hầu hết các muối nitrat đều tan trong nước. Một vài muối hút ẩm trong khơng khí như NaNO3, NH4NO3,. Muối nitrat của những kim loại hĩa trị hai và ba thường ở dạng hidrat. Cũng như ion NO3- đa số các muối nitrat khơng cĩ màu.
Các nitrat kim loại được điều chế từ hidroxit, oxit, hay cacbonat kim loại với axit nitric. Trong các phản ứng này, các ion OH-, O22-, CO32-, tác dụng với ion H+ của axit theo phản ứng
OH- + H+ → H2O
O2- + H+ → H2O
CO32- + 2H+ → CO2 + H2O
Trong dung dịch cịn lại ion NO3- sẽ kết hợp với ion kim loại tạo thành muối nitrat M(NO3)n .
Ion nitrat trong mơi trường axit cĩ tính oxi hĩa như là axit nitric, trong mơi trường trung tíng khơng thể hiện tính oxi hĩa, tuy nhiên trong mơi trường kiềm cĩ thể bị khử đến NH3.
NaNO3 + 4Zn + 7NaOH + 6H2O → 4Na2[Zn(OH)4] + NH3
Các nitrat đều bị nhiệt phân, trong đĩ nitrat kim loại kiềm là bền nhất, ví dụ KNO3 phân hủy ở 400 0C , cịn các nitrat khác thì bị nhiệt phân ở nhiệt độ thấp hơn. Sản phẩm của sự nhiệt phân phụ thuộc vào bản chất của ion kim loại.
Nitrat của những kim loại hoạt động từ kim loại kiềm đến trước Mg, khi bị nhiệt phân thì phân hủy tạo thành nitrit tương ứng và oxi
2KNO3 (diêm tiêu)→ 2KNO2 + O2
Nitrat của những kim loại từ Mg đến Cu thì cho sản phẩm là oxit kim loại, NO2 và O2
2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2 + O2
Nitrat của những kim loại kém hoạt động hơn Cu thì cho sản phẩm là kim loại tự do, NO2 và O2
2AgNO3 → 2Ag + 2NO2 + O2
NH4NO3 → N2O + 2H2O
Như vậy các nitrat nĩng chảy là những chất oxi hĩa mạnh, vì thế chúng được dùng để điều chế nhiều thứ thuốc nổ. Ví dụ thuốc súng đen (hay thuốc pháo) là hỗn hợp gồm 75% KNO3, 15% C, 10% S phản ứng nổ xảy ra như sau:
2KNO3 + 3C + S → N2 + 3CO2 + K2S
Ngồi cac sản phẩm kể trên cịn cĩ CO, K2CO3, K2SO4. Các sản phẩm khí sinh ra làm tăng thể tích gấp 2000 lần thể tích của thuốc súng, nên khi được đốt cháy trong hệ thống kín, thuốc sẽ nổ. K2S trong sản phẩm là chất rắn dưới dạng phân tử cực kì nhỏ, tích tụ lại trong khơng khí thành khĩi và cĩ mùi H2S là do sự thủy phân của K2S trong hơi nước của khơng khí.
Trong tự nhiên, nitrat được tạo thành từ các hang động trong núi đá vơi. Phân dơi trong các hang động lâu ngày phân hủy thành khí NH3. Dưới tác dụng của một số vi khuẩn, khí NH3 bị khơng khí oxi hĩa thành HNO2 rồi thành HNO3. Chính axit nitric đã tác dụng với đá vơi đá vơi tạo thành Ca(NO3)2. Muối này một phần bám vào thành hang và một phần lớn tan vào nước mưa chảy ngấm vào đất. Người ta lấy đất trong các hang này trộn đều với tro củi rồi dùng nước nĩng dội nhiều lần qua hỗn hợp đĩ để tách ra KNO3:
Ca(NO3)2 + K2CO3 → 2KNO3 + CaCO3.
XIII. PHOTPHO
1. Tính chất lí học và các dạng thù hình
Khác với nitơ, photpho cĩ một số dạng thù hình: