Mavzu. Elementlar davriy sistemasining V a gurux elementlarining xossalari. Elementlar sistemasining o‘n beshinchi guruh elementlarining umumiy xarakteristikasi, elektron tuzilishi

19-20-mavzu. Elementlar davriy sistemasining V A gurux elementlarining xossalari. Elementlar sistemasining o‘n beshinchi guruh elementlarining umumiy xarakteristikasi, elektron tuzilishi. Azotning tabiatda uchrashi, laboratoriyada va sanoatda olinishi, fizik va kimyoviy xossalari. Azotning vodorodli birikmalari. Ammiak. Azotli o‘g‘itlar. O‘zbekistonda ammiakni va azotli o‘g‘itlarning olinishi. Gidroksilamin, gidrazin, azid kislota. Azotning kislorodli birikmalari, kislotalari, tuzlari. Nitrat kislota va uning olinishi, xossalari, tuzlari, ahamiyati.
Mаvzu rеjаsi:
Elementlar sistemasining o‘n beshinchi guruh elementlarining umumiy xarakteristikasi, elektron tuzilishi.
Azotning vodorodli birikmalari. Ammiak. Azotli o‘g‘itlar.
Fosfor va uning xossalari. Fosfin. Fosfat kislota va uning tuzlari. Fosfor va uning birikmalarini ishlatilishi.
Mishyak, surma,vismut, ularning elektron formulasi, tabiatda uchrashi, olinishi, fizik, kimyoviy xossalari.
VA guruh elementlarining umumiy harakteristikasi

1. Tashqi pog’onaning elektron konfiguratsiyasi-ns2np3.

2. Atom massalari ortishi bilan metallik xossasi kuchayadi.
3. Qattiq holatda allotropik modifikatsiyaga ega.
4. IV A guruh elementlariga nisbatan ancha past suyuqlanish va qaynash temperaturasiga ega.
5. Yuqori oksidlanish darajali oksidlari kislotali xarakterga ega.
6. Atom massalari ortishi bilan oksidlarining asoslik xossasi ortadi.
7. Yengil elementlarning III valentli oksidlari kislotali, og’ir elementlarning III valentli oksidlari asosli xarakterga ega.
8. Eritmalarda N3+, P3+ As3+ ionlarini hosil qilmaydi. Sb3+, Bi3+ ionlarini hosil qiladi.
9. Vismut metall-metall bog’ini hosil qiladi.
10. Yengil elementlarning gidridlari suvda NH ioniga o’xshash ionlar hosil qiladi. Og’ir metallarning gidridlari esa bunday birikmalar hosil qilmaydi.
Azot
Azot atoimning elektron formulasi [2He]2s22p3. Azot atomi uchun 0, -3, +3, va +5 ba’zan +2, +4, oksidlanish darajalari xos bo’lib, bulardan N+5 holati nisbatan barqaror. Azot molekulasi (N ≡ N) qutbsiz va juda mustahkam molekula bo’lib, odatdagi sharoitda kimyoviy jihatdan inert moddadir. Azot molekulasi rangsiz, hidsiz va ta’msiz gaz bo’lib, rangsiz suyuqlik (O2 dan farq qilib) holida kondensirlanadi. Suvda kislorodga nisbatan kam (200C da 1 l suvda 15,4 ml N2) eriydi. Xona haroratida azot faqatgina litiy bilan reaksiyaga kirishadi. Boshqa elementlarning nitridlari kuchli qizdirilganda hosil bo’ladi.
N2 + 3Mg = Mg3N2 (8000C)
Elektr uchqunlari ta’sirida N2 ftor bilan, oz darajada kislorod bilan reaksiyaga kirishadi: N2 + 3F2 = 2NF3; N2 + O2 = 2NO
Azotning olinishi.
Sanoatda
Suyuqlantirilgan havoni rektifikatsiyalab olinadi.
Laboratoriyada
4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O; 2N2O → 2N2 + O2
8NH3 + 3Cl2 → N2 + 6NH4Cl; 2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2+3H2O
2NaN3 2Na + 3N2 (juda toza azot olinadi).
NH4NO2 N2 + 2H2O (laboratoriya usuli).
NH4Clerit + KNO2 eritma → N2 + KCl + 2H2O (1000C)

Oddiy moddalar bilan reaksiyalari

Muhim reagentlar bilan reaksiyalari

2As + 3H2SO4 (kons) 2H3AsO3 + 3SO2 + 2H2O;
2Bi + 6H2SO4 (kons) Bi2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O;
2As + 6NaOH 2Na3AsO3 + 3H2;
3P + 5HNO3 (kons) + 2H2O 3H3PO4 + 5NO;
2Sb + 10HNO3 (kons) Sb2O5 + 10NO2 + 5H2O.
Azotning xossalari
Metallmaslar bilan reaksiyasi
N2 + 3H2 2NH3, ∆H=-92 kJ (Gaber-Bosh jarayoni).
N2 + O2 2NO.
Azot galogenidlari gidroliz reaksiyasiga kirishadi:
NF3 + 2H2O = HNO2 + 3HF; NCl3 + 3H2O = NH3 + 3HClO
Azotning metallar bilan reaksiyasi
N2 + 6Li 2Li3N (boshqa , metallar azot bilan qizdirilganda reaksiyaga kirishadi).
N2 + 3Mg Mg3N2; N2 + 2Al 2AlN.
Azotning ishlatilishi
Kimyoviy reaktorlarda inert muhit yaratishda, ammiak ishlab chiqarishda ishlatiladi.
I — III guruh elementlari bilan tuzsimon nitridlar hosil qiladi.
IV — VII guruh elementlari bilan uchuvchan nitridlar hosil qiladi.
IV — VII guruhning qo’shimcha guruhcha elementlari bilan metalsimon nitridlar hosil qiladi..
B, Si, P lar bilan olmosga o’xshash qattiq, atom tuzilishli gidridlar hosil qiladi.
Ammiak
Rangsiz, o’tkir hidli gaz. Ammiak molekulasi tugallanmagan tetraedrik [:NH3] tuzilishli bo’lib, azot atomlari sp3 gibridlangan. Suyuq holatda vodorod bog’lar hisobiga assosilangan holda bo’ladi. Termik beqaror. Suvda yaxshi (200C da 1 l suvda 700 l NH3) eriydi.
Gaz holidagi HCl bilan oq “tutun” hosil qilishi va Hg2(NO3)2 eritmasi surtilgan qog’ozlarni qoraytirishi NH3 uchun sifat reaksiyasidir.
Ammiakning olinishi
Ammiak organik moddalarning chirishi natijasida hosil bo’ladi.
Sanoatda olinishi
N2 + 3H2 ↔ 2NH3, ∆H = - 92 kDj (Gaber-Bosh jarayoni).
T = 500°C, p = 25 MPa, kat = Fe + ishqor + SiO2
Laboratoriyada
NH4Cl + KOH KCl + H2O + NH3
Mg3N2 + 6H2O 3Mg(OH)2 + 2NH3↑
NaNO3 + 4Zn + 7NaOH + 6H2O NH3↑ + 4Na2[Zn(OH)4]
Ammiakning xossalari
Oddiy moddalar bilan reaksiyasi
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (katalizator ishtirokisiz)
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
2NH3 + 2Na → 2NaNH2 + H2; 2NH3 + 3Mg Mg3N2 + 3H2↑
2NH3 + 3F2 → NF3 + 3NH4F
Murakkab moddalar bilan reaksiyasi
NH3 + H2O ↔NH3 ∙ H2O ↔ NH4+ + OH-;
2(NH3 ∙ H2O) + H2SO4 ↔ (NH4)2SO4+ 2H2O
NH3 + HCl↔NH4Cl; 2NH3 + 3CuO→ 3Cu + N2 + 3H2O (5000C)
4NH3 + CuSO4 + H2O → [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O
3NH3 + KClO3 + 3NaOH → 3NaNO3 + 4KCl + 6H2O
2NH3 + H2O → 6H2O + N2
Ammiak gidrati NH3 ∙ H2O
Ammiak gidrati molekulalararo birikma bo’lib, kristall panjarasida NH3 va H2O molekulalari bo’ladi. Gaz holidagi vodorod xlorid bilan “oq tutun” hosil qilishi u uchun sifat reaksiyasidir. Ammiakning 1 molyar eritmasida 0,4% NH va OH- ionlari bo’ladi. Shuning uchun ionli “ammoniy gidroksid NH4OH” amalda eritmada mavjud emas, bunday birikma qattiq gidratda ham yo’q.
Muhim reaksiyalari
3(NH3 ∙ H2O)kons + CrCl3 = Cr(OH)3↓ + 3NH4Cl
8(NH3 ∙ H2O)kons + 3Br2 eritma = N2↑ + 6NH4Br + 8H2O (40-500C)
2(NH3 ∙ H2O)kons + 2KMnO4 = N2↑ + 2MnO2↓ + 4H2O + 2KOH
6(NH3 ∙ H2O)kons + NiCl2 = [Ni(NH3)6]Cl2 + 6H2O
Ammiakning suyultirilgan (3-10% li) eritmasi nashatir spirt; konsentrlangan (18,5-25% li) eritmasi ammiakli suv deyiladi.
Ammoniy tuzlari
Ammiak bilan kislotalar reaksiyaga kirishib ammoniy tuzlarini hosil qiladi.
Ammoniyning barcha tuzlari suvda eriydi va bunda ular gidrolizlanadi. Ammoniy tuzlari termik beqaror bo’lib, qizdirilganda parchalanadi:
NH4Cl NH3↑ + HCl; (NH4)3PO4 3NH3 + H3PO4
NH4HCO3 NH3↑ + CO2 + H2O; NH4NO2 → N2↑ + 2H2O
NH4NO3 N2O + 2H2O; (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O
Sanoatda ammoniy sulfat ikki bosqichda olinadi:
1) 2NH3 + CO2 + H2O → (NH4)2CO3
2) (NH4)2CO3 + CaSO4 → (NH4)2SO4 + CaCO3↓
Ammiakni aniqlash
1. Lakmus qog’ozning ko’karishi.
2 HCl bug’larida NH4Cl tutunini hosil qilishi.
3. Nessler reaktivi (K2[HgI4]) bilan qo’ng’ir cho’kma hosil qilishi.
4. CuSO4 eritmasining havo rangdan ko’k rangga o’tishi.
Ammiakning ishlatilishi
Nitrat kislota va uning hosilalarini olishda, sovutuvchi uskunalarda sovutuvchi agent sifatida, suvsiz erituvchi sifatida ishlatiladi.
Ammoniy tuzlarining ishlatilishi
NH4NO3 — o’g’it, portlovchi modda.
NH4HCO3 — kimyoviy yumshatgich.
Azot oksidlari
NO – tuz hosil qilmaydigan, rangsiz gaz. Azot (II) oksidi radikal bo’lib toq elektronlarga ega (•N = O). Molekulasida 1 ta σ va bitta π bog’ bo’ladi. Termik barqaror bo’lib O2 ga nisbatan sezgir. Havo kislorodi ishtirokida qo’ng’ir rangli birikma hosil qiladi. Qattiq holatda NO dimer N2O2 holida bo’ladi.
NO2- odatdagi sharoitda qo’ng’ir rangli gaz bo’lib, sovuqda qattiq holatda rangsiz dimer N2O4 hosil qiladi. NO2 molekulasida toq elektron bo’lib, u tugallanmagan uchburchak tuzilishiga ega. Azot atomlari sp3 gibridlangan holatda bo’ladi.
N2O5 – rangsiz qattiq modda. Xona haroratida 10 soat davomida NO2 va O2 ga ajraladi. N2O5 nitrat kislota angidridi bo’lib u H2O va ishqorlar bilan reaksiyaga kirishadi.
Azot oksidlarining olinishi
NH4NO3 N2O + 2H2O (kuldiruvchi gaz olinadi).
3Cu + 8HNO3(suyul.) →3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O

2NaNO2 + H2SO4 → Na2SO4 +H2O + NO + NO2
8HNO3 sovuq + 6Hg = 3Hg2(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
2NaNO2 + 2H2SO4 suyul + 2NaI = 2NO↑ + I2↓ + 2H2O + 2Na2SO4
2NO + O2 2NO2 (reaksiya havoda sekin boradi).
2Pb(NO3)2 2PbO + 4NO2 + O2; 2NO2 ↔ N2O4; *NO + NO2 →N2O3.
4HNO3 + P4O10 → 2N2O5 + 4HPO3; 2NO2 + O3 → N2O5 + O2.
Azot oksidlarining xossalari
2NO + C(grafit) = N2 + CO2 (400-5000C); 10NO + 4Pqizil 5N2 + 2P2O5
2NO+4Cu=N2+2Cu2O (500-6000C); 4NO2 suyuq+H2O= 2HNO3+N2O3 (sovuqda)
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO↑ ; NO2 + K = KNO2
2NO2 + 7H2 2NH3 + 4H2O; 6NO2 + Bi Bi(NO3)3 + 3NO
NO2 + 2HI = NO↑ + I2↓ + H2O ; NO2 + H2O + SO2 H2SO4 + NO
NO va NO2 aralashmasining reaksiyalari:
NO + NO2 + H2O = 2HNO2;
NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2 (450-5000C)
NO + NO2 + 2KOHsuyul = 2KNO2 + H2O
N2O molekulasining tuzilishi

2N2O 2N2 + O2; 2NO + Cl2 →2NOCl; NO + FeSO4 [Fe(NO)]SO4 NO + NO2→ N2O3; 2NO2 + H2O→ HNO2 + HNO3; 4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3
3NO2 + H2O 2HNO3 + NO; 2NO2 + 2KOH KNO3 + KNO2 + H2O;
N2O3 + 2NaOH → 2NaNO2 + H2O; N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O
NO2 molekulasining elektron tuzilishi:

NO2 dimerlanganda toq elektronlar (azot atomidagi) juftlashadi va kuchsiz N – N bog’i hosil bo’ladi:

N2O4 qo’sh oksidlar sinfiga kiradi. NO2 moddalar (masalan: suv, ishqorlar) bilan reaksiyaga kirishish vaqtida dimerlanadi. NO2 ning dimeri N2O4 da azot atomining biri +5, ikkinchisi +3 oksidlanish darajasini namoyon qiladi. Uning tuzilish formulasini quyidagicha tasavvur qilish mumkin:

Bunday tuzilish formulasiga ega bo’lishi quyidagi reaksiyalar yordamida isbotlangan:
2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2; 2NaOH + 2NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O
Nitrat kislota HNO3
Nitrat kislotaning olinishi
Sanoatda
1) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O
2) 2NO + O2 (mo’l) →2NO2
3) 3NO2 + H2O 2HNO3 + NO
Laboratoriyada
2N2O4 + 2H2O + O2 4HNO3
NaNO3 + H2SO4 (kons.) → HNO3 + NaHSO4 (laboratoriyada).
3HNO2 →HNO3 + 2NO + H2O
Nitrat kislotaning xossalari
Suyultirilgan nitrat kislota aktivligi past bo’lgan metall bilan NO, aktiv metal bilan — (NH4+) hosil qiladi.
Konsentrlangan nitrat kislota Fe, Al, Cr, Au, Pt lar bilan reaksiyaga kirishmaydi (odatdagi sharoitda); ishqoriy va ishqoriy-yer metallari bilan N2 yoki N2O, og’ir metallar bilan NO2 hosil qiladi.
2HNO3 → NO2+ + NO3- + H2O (suvsiz HNO3 ning dissosilanishi).
HNO3 + 3HCl → 2H2O + 2Cl + NOCl (zar suvi)
2HNO3 + CaO → Ca(NO3)2 + H2O
HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
3Cu + 8HNO3(suyul) → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu + 4HNO3(kons) →Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
2HNO3 (2-3%) + 8H0 (Zn + H2SO4 suyul) = NH4NO3 + 3H2O
HNO3 (30%) + 3H0 (Zn + H2SO4 suyul) = NO↑ + 2H2O
2KI + 4HNO3 kons 2KNO3 + I2 + 2NO2 + 2H2O
8HNO3 kons + CuS qattiq = CuSO4 + 8NO2↑ + 4H2O (qaynatish)
8HNO3 (suyul) 3CuS 3Cu(NO3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H2O
HNO3 (kons) + 4HCl kons + Au = H[AuCl4] + 2H2O + NO↑
4HNO3 kons + 18HClkons + 3Pt = 3H2[PtCl6] + 8H2O + 4NO↑
FeBr2 + 6HNO3 (kons) Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + Br2 + 3H2O
Nitrat kislota yorug’likda uzoq vaqt saqlanganda NO2 hosil qilib parchalanadi: 4HNO3 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O
Juda kuchli suyultirilgan nitrat kislota aktivligi past metallar bilan reaksiyaga kirishmaydi.
2HNO3(suyul) + 8FeSO4 + 3H2SO4 →2[Fe(NO)]SO4 ↓+ 3Fe2(SO4)3 + 4H2O
Qo’ng’ir cho’kma hosil bo’ladi ( qo’ng’ir halqa probasi )
Nitrat kislota uchun sifat reaksiyasi
2HNO3 + Na2 CO3 → 2NaNO3 + H2O + CO2 ↑
Nitratlar
Nitratlar-rangsiz kristall moddalar bo’lib, suvda yaxshi eriydi. Nitratlar termik beqaror. Ular harorat ta’sirida parchalanib, turli xil birikmalar hosil qiladi (oksidlanish-qaytarilish reaksiyalari mavzusiga qarang).
Nitratlar neytral suvli eritmalarda oksidlovchilik xossasini namoyon etmaydi. Kislotali eritmalarda suyultirilgan nitrat kislota kabi reaksiyaga kirishadi:
KNO3 + FeCl2 + 4HCl = NO↑ + 3FeCl3 + KCl + 2H2O
Ishqoriy muhitda nitratlar Mg, Al va Zn metallarini oksidlaydi:
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O = 4Na2[Zn(OH)4] + NH3↑
Nitratlar suyuqlanmasi kuchli oksidlovchi bo’lib, ular (ishqoriy metallarning nitratlari va ammoniy nitrat) qaytaruvchilar (C, S, Al) bilan qizdirilganda portlaydi:
KNO3 + 2H0 (Zn + H2SO4 suyul) = KNO2 + H2O
KNO3 + 8H0 (Al + KOHkons) = NH3↑ + 2H2O + KOH (800C)
KNO3 + NH4Cl = N2O↑ + 2H2O + KCl (230-3000C)

Nitratlar kislotali muhitda suyultirilgan HNO3 ga o’xshab metallarni eritadi:
3Cu + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3CuSO4 + K2SO4 + NO↑ + 4H2O
Kaliy nitritning olinishi
KNO3 + Pb = KNO2 + PbO (350-4000C)
KNO3 + Pb + H2O = KNO2 + Pb(OH)2
KNO3 + 2KOH + MnO2 = K2MnO4 + KNO2 + H2O (350-4500C)
Nitrit kislota HNO2
Laboratoriyada olinishi
AgNO2 + HCl → AgCl + HNO2
2AgNO2 + H2O → Ag2O + 2HNO2
Nitrit kislotaning xossalari
3HNO2 → HNO3 + 2NO ↑+ H2O
Nitrit kislota beqaror bo’lib faqat suyultirilgan eritmalardagina mavjud.
Nitrat kislota va tuzlarining ishlatilishi
Nitrat kislota – azotli o’g’itlar ishlab chiqarishda, portlovchi modda, bo’yoqlar, nitrobirikmalar, plastmassalar, dori- darmonlar olishda ishlatiladi.
Kaliy, natriy, kalsiy va ammoniy nitratlari –azotli o’g’itlardir.
AgNO3 (lyapis) tibbiyotda ishlatiladi.