АММИАК, ЕГО СТРОЕНИЕ, СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА

Азот образует несколько соединений с водородом.В лаборатории аммиак обычно получают, нагревая хлорид аммония NH4C1 с гашеной известью Са(ОН)2. Реакция выражается уравнением

2NH4C1 + Са(ОН)2 = СаС12 + 2Н2O + 2NH3↑

Выделяющийся аммиак содержит пары воды. Для осушения его пропускают через натронную известь (смесь извести с едким натром).

Поскольку этот газ значительно легче воздуха, то его можно собирать в перевернутые вверх дном сосуды.

Аммиак очень хорошо растворим в воде. В химическом отношении аммиак довольно активен; он вступает во взаимодействие со многими веществами. В аммиаке азот имеет самую низкую степень окисленности (—3). Поэтому аммиак обладает только восстановительными свойствами. Если пропускать ток NH3 по трубке, вставленной в другую широкую трубку (рис. 114), по которой проходит кислород, то аммиак можно легко зажечь; он горит бледным зеленоватым пламенем. При горении аммиака образуется вода и свободный азот:

4NH3 + 3O2 = 6Н2O + 2N2

При других условиях аммиак может окисляться до оксида азота NO (см. § 143).

В отличие от водородных соединений неметаллов VI и VII групп, аммиак не обладает кислотными свойствами. Однако атомы водорода в его молекуле могут замещаться атомами металлов. При полном замещении водорода металлом образуются соединения, называемые нитридами. Некоторые из них, например нитриды кальция и магния, получаются при непосредственном взаимодействии азота с металлами при высокой температуре;

3Mg + N2 = Mg3N2

При замещении в молекулах аммиака только одного атома водорода металлами образуются амиды металлов. Так, пропуская аммиак над расплавленным натрием, можно получить амид натрия NaNH2 в виде бесцветных кристаллов:

2NH3 + 2Na = 2NaNH2 + Н2 Вода разлагает амид натрия;

NaNH2 + Н2O = NaOH + NH3↑

Обладая сильными основными и водоотнимающими свойствами, амид натрия нашел применение при некоторых органических синтезах, например, в производстве красителя индиго и некоторых лекарственных препаратов.

Водород в аммиаке может замещаться также галогенами. Так, при действии хлора на концентрированный раствор хлорида аммония получается нитрид хлора, или хлористый азот, NC13 в виде тяжелой маслянистой взрывчатой жидкости.

Подобными же свойствами обладает нитрид иода (йодистый азот), образующийся в виде черного, нерастворимого в воде порошка при действии иода на аммиак. Во влажном состоянии он безопасен, но высушенный взрывается от малейшего прикосновения; при этом выделяются пары иода фиолетового цвета.

С фтором азот образует устойчивый фторид азота NF3.

Электроотрицательность хлора и иода меньше, а фтора больше, чем электроотрицательность азота. Отсюда следует, что в соединениях NCl3 и NI3 степень окисленности азота равна —3, а в NF3 она равна +3. Поэтому фторид азота отличается по свойствам от нитридов хлора и иода. Например, при взаимодействии с водою NCl3 или NI3 образуется аммиак, а в случае HF3 получается оксид азота (Ш);

NCl3 + ЗН20 = NH3 + ЗНОСl

2NF3 + 3H20 = N2O3 + 6HF

Атом азота в молекуле аммиака связан тремя ковалентными связями с атомами водорода и сохраняет при этом одну неподеленную электронную пару:

Выступая в качестве донора электронной пары, атом азота может участвовать в образовании по донорно-акцепторному способу четвертой ковалентной связи с другими атомами или ионами, обладающими электроноакцепторными свойствами. Этим объясняется чрезвычайно характерная для аммиака способность вступать в реакции присоединения.

Взаимодействие молекулы NH3 с ионом водорода, приводящее к образованию иона аммония NH₄⁺:

NH3 + H⁺ = NH₄⁺

В этой реакции аммиак служит акцептором протона и, следовательно, с точки зрения протонной теории кислот и оснований проявляет свойства основания. Действительно, реагируя с кислотами, находящимися в свободном состоянии или в растворе, аммиак нейтрализует их, образуя соли аммония. Например, с соляной кислотой получается хлорид аммония NH4CI:

NH3 + НCl= NH4Cl

Аммиак — слабое основание. В 1 л одномолярного водного раствора аммиака содержится всего лишь 0,0042 эквивалента ионов ОН^- и NH₄⁺; такой раствор при 18°С имеет рН 11,77.

Поиск по сайту: