V guruxning p elementlari

V GURUXNING p – ELEMENTLARI. Azot VA Forfor olinishi, xossalari
1. Umumiy xarakteristika

2. Azot, tabiatda uchrashi, olinishi, xossalari

3. Forfor, olinishi, xossalari, birikmalari

4. Fosforli ugitlar

Beshinchi guruxning p – elementlariga azot – N, fosfor – R, mish'yak – As, surma Sb va vismut Bi elementlari kiradi. Bu elementlar V – guruxning asosiy guruppacha elementlari xisoblanadi, azot bilan fosfor tipik metallmas, surma amfoter, mishyak va vismut metallardir.

Azot, fosfor, mishyak, surma va vismut atomlarining sirtki qavatida beshtadan (ya'ni S² P³) elektron buladi. Azotdan vismutga tomon elementlarning atom radiuslari ortib boradi; chunonchi, azot atomi kichik atom, uning yakka boglanishdagi kovalent radiusi 0,71 ⁰A ga teng. Fosforning kovalent radiusi 1,10 ⁰A ga, mishyakniki 1,16 ⁰A , surmaniki 1,34 ⁰A va nixoyat vismut atomining kovalent radiusi 1,46⁰A. Azot atomlari uzaro juda maxkam uch karrali bog (NN) xosil qiladi; azotning bir atomi atrofida faqat uchta kislorod atomi joylana oladi; fosfor, mishyak, surma va vismut atomlari uzaro faqat yakka boglarnigina xosil qiladi; ularning atomlari atrofida uchdan ortiq kislorod atomlari joylasha oladi.

Bu elementlarining uz birikmalaridagi oksidlanish darajalari +5 dan –3 ga kadar buladi. Azotdan fosforga utilganda elementlarning +5 valentlik xolati ancha mustaxkamlanadi; lekin fosfordan vismutga utgan sayin +5 valentlik xolatning mustaxkamligi kamayadi; N₂O₅ – P₂O₅-AS₂O₅-Sb₂O₅-Bi₂O₅ katorida N₂O₅ dan Vi₂O₅ ga utilganda kislotali xossalar susayib, asosli xossalar kuchayadi.

Bu guruppacha elementlarining 5 valenti xolatdagi gidroksidlari (HNO₃, H₃PO₄, H₃AsO₄, H[Sb(OH)₆]) da element atomining koordinasion soni azotdan surmaga utganda 3 dan 6 ga kadar ortadi, chunki surma atomining kavalent radiusi nisbatan katta bulganligi uchun uning atrofiga oltita kislorod atomi joylana oladi. Bu birikmalarning oksidlovchilik xossalari 5 valentli xolatning barkarorligi uzgarishiga muvofik keladi. Chunki HNO₃ – nitrat kislota kuchli oksidlovchi lekin ortofosfat kislota H₃PO₄ xech kanday oksidlash xossalarni namoyon qilmaydi. Arsenat kislota H₃AsO₄ va stibat kislota N[Sb(OH)₆] lar kislotali muxitda ma'lum darajada oksidlovchi moddalardir. Besh valentli vismutning birikmalari kislotali muxitdagina emas, xatto ishqoriy muxitda xam kuchli oksidlovchilardir.

Bu elementlarning +3 valentlik xolati azotdan vismutga utgan sayin mustaxkamlana boradi. Elementlarning +3 valentli xolatiga muvofik keladigan gidroksidlarining asosli xarakteri azotdan vismutga utgan sari kuchayib boradi; chunonchi: HNO₂ va H₃PO₃ – kislotalar bulib, H₃AsO₃- amfoter xossaga ega (lekin bunda kislotali xossalar ustun turadi); Sb(OH)₃; xam amfoter modda, ammo unda asosli xossalar ustun turadi; Bi (OH)₃ esa faqat asos xossalariga ega, u amfotermas gidroksid. Bu gidroksidlar kaytarish va oksidlash xossalarini namoyon qila oladi. +3 valentlik xolatdagi As, Sb va Bi birikmalarining kaytaruvchilik xossalari As dan Bi ga utgan sayin kamayib boradi. N, P, As, Sb va Bi uzlarining vodorodli birikmalari – NH₃, PH₃, AsH₃, SbH₃ va BiH₃ da – 3 ga teng oksidlanish darajaga ega; ularning gidridlari kislotali xossalarini namoyon qilmaydi. Bu gidridlarning xammasi xam kaytaruvchilardir. Bu xususiyat NH₃ dan BiH₃ ga utgan sayin kuchayib boradi.

V guruppaning asosiy guruppachasi elementlari nixoyatda katta axamiyatga ega. Masalan, azot oksil moddalar tarkibiga kiradi. Ogirlik jixatidan Yer pustlogining kariyb 4 ^. 10^-2% ini azot tashqil etadi. Bu miqdorning kupchilik kismi atmosferada buladi. Fosfor Yer pustlogining 8 ^. 10^-2% ini, mishyak 5 ^. 10^-2% ini, surma 4 ^. 10^-5% ini va vismut 2 ^. 10^-5% ini tashqil qiladi.

Azot – tartib nomeri 7, atom ogirligi 14,0067; tabiatdagi barkaror izatoplari ¹⁴N va ¹⁵N bulib, ¹⁵N tabiatdagi barcha azotning atiga 0,365% ini tashqil qiladi; kolgani ¹⁴N dir. Elektron konfigurasiyasi K 2S²2P³.

Azotning mavjudligini 1772 yilda D.Rezerford anikladi. 1774 yilda Lavuazye bu elementga «azot» deb nom berdi va uning mustaqil element ekanligini isbotladi.

Azot tabiatda erkin va boglangan xolatda uchraydi. Erkin azot N₂ molekulalar xolida asosan atmosferada, boglangan azot esa Chili selitrasi NaNO₃ va Xind selitrasi KNO₃, shuningdek oksidlar tarkibida uchraydi.

Azotning eng katta manbai xavo bulganligi sababli uni xavodan olish mumkin. Buning uchun avvalo xavoni kuritib, namni yukotiladi; karbonat angidrid esa kalsiy gidroksid yoki ishqor eritmasiga yuttiriladi; shu tarika tozalangan xavo chuglangan mis ustidan utkazilganda mis kislorodni uziga biriktirib oladi; azot va inert gazlar esa ajralib koladi. Texnikada azot olish uchun suyuk xavoni fraksiyalab xaydash usulidan foydalaniladi. Suyuk xavo asosan azot va kisloroddan iborat; azotning qaynash xaroratsi 195,8^o bulib, kislorodning qaynash xaroratsi – 183^o dan pastdir; binobarin, suyuk xavodan avval azot, keyin kislorod buglanadi.

Laboratoriyada toza azot olish uchun ammoniy xloridning tuyingan eritmasi bilan natriy nitratning tuyingan eritmalari aralashmasini kizdiriladi. Bunda kuyidagi reaksiya sodir buladi:

NH₄NO₂⁺ --> N₂+2H₂O

Ammoniy nitratning uzi esa NH₄Cl bilan NaNO₂ dan xosil qilinadi. Ammoniy xlorid urnida ammoniy sulfatdan foydalanish xam mumkin. Azot ammiakni xlorli oxak bilan oksidlash yuli bilan xam olinadi:

2NH₃+ 3CaOCl₂ = N₂+3H₂O+3CaCl₂

Odatdagi sharoitda azot rangsiz va xidsiz gaz. Azot suyuk va qattiq xolatlarda xam rangsiz. Azotning kritik xaroratsi juda past (-147,1^oS); shuning uchun xam uni suyuk xolatga aylantirish ancha kiyin.

Azot ximiyaviy reaksiyalarga kirishmaslik jixatidan inert gazlaridan keyin birinchi urinda turadi. Lekin ba'zi metallar (masalan, litiy) bilan salgina kizdirgandayok birikib ketadi. Azot litiy bilan birikkanda litiy nitrid Li₃N xosil buladi. Azot magniy bilan xam magniy nitrid Mg₃N₂ xosil qiladi.

Ishqoriy va ishqoriy – yer metallarning nitridlari suvda gidrolizga uchraydi:

Mg₃N₂ + 6H₂O --> 3Mg(OH)₂ +2NH₃

Azot kalsiy, alyuminiy va kremniylar bilan faqat yukori xaroratda reaksiyaga kirishadi. Ogir metallar (titan, sirkoniy, xrom, niobiy, tantal, toriy va uran) xam azot bilan nitridlar xosil qiladi; lekin bu metallarning nitridlari, ayniksa toriy nitridi, suvda gidrolizlanmaydi.

Ammiak NH₃, gidrazin N₂H₄ va azid kislota NH₃ azotning vodorodli birikmalaridir. Gidroksilamin (NH₂OH) xam azotning vodorodli birikmasi katoriga kiradi.

Ammiak tabiatda oksil moddalarning chirishidan xosil buladi, bundan tashkari, u ammoniy tuzlari ( masalan, ammoniy xlorid) kuchli asoslar ta'siridan parchalanganda ammiak xosil buladi:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ --> CaCl₂+2NH₃+2H₂O

Ammiakli suv – novshadil spirtni kizdirish yuli bilan xam laboratoriyada ammiak olinadi. Ba'zan nitridlar gidroliz qilinganda xam ammiak xosil buladi.

Sanoatda ammiak olish asosiy xom ashyo erkin xolatdagi vodorod bilan azotdir. Bu ikki moddadan ammiak sintez qilinadi:

N₂+3H₂  2NH₃

Ammiak uziga xos utkir xidli, rangsiz gaz. U suvda juda yaxshi (20^o S da 1 l H₂O da 700 l NH₃) eriydi. Ammiak 20^o S da va 8,5 atm bosimda suyuk xolatga utadi. Suyuk ammiak ba'zi anorganik moddalarni yaxshi eritadi, shuning uchun turli sintez reaksiyalarida erituvchi sifatida ishlatiladi.

Ammiak odatdagi sharoitda barkaror modda. Ammiak kuyidagi bir kator reaksiyalarga kirisha oladi:

1. Ammiak molekulalari metallarning tuzlari bilan birikib, ammiakatlar xosil qiladi.

2. Ammiakning suvdagi eritmasi asosli xossaga ega; uni ammoniy gidroksid deb ataladi. Ammoniy ionining xosil bulishini donor – akseptor boglanish natijasi deb qaraladi: ammiak molekulasidagi bir juft erkin elektronlarga proton kelib birikadi:

H₃N: + H⁺ --> [NH₄]⁺

3. Ammiak kislotalar bilan birikib ammoniy tuzlarini xosil qiladi, masalan:

NH₃ + HCl --> NH₄Cl

4. Ammiak bilan kislorod (yoki oldindan kizdirilgan xavo) aralashmasi yonganida erkin azot va suv bugi xosil buladi:
4NH₃ + 3O₂ --> 2N₂ + 6H₂O
Ammiakning bu tarika yonishi xech kanday amaliy axamiyatga ega emas, aksincha uni katalizator (platina) ishtirokida 800^oS da xavo kislorodi NO ga kadar oksidlanishi katta texnikaviy axamiyatga ega:

4NH₃ +5O₂ --> 6H₂O +4NO chunki xosil bulgan NO xavo kislorodi bilan birikib, NO₂ ga aylanadi: NO₂ dan esa nitrat kislota olinadi. Ammiakning katalitik oksidlanishi xozirgi vaktda nitrat kislota olishning asosiy usuli xisoblanadi.

5. Ammiak okimi 300^oS ga kadar kizdirilgan nitratga (xavosiz joyda) yuborilsa, nitriy amid NH₂Na xosil buladi:

Xuddi shu yul bilan boshka ishqoriy va ishqoriy – yer metallarning amidlari olinadi.

6. Ammiakning suvdagi eritmasi orqali xlor utkazilsa, ammiak oksidlanib azotga aylanadi:

8NH₃+Cl₂ --> N₂+NH₄Cl

7. Ammiak molekulasidagi bir vodorod atomining xlorga almashinish maxsuloti xloramin NH₂Cl ammiakning natriy gipoxlorit ta'sirida oksidlanishdan olinadi:

NH₃ +NaOCl --> NaOH +NH₂Cl

Xloramin minus 66^oS da suyuklanadigan yomon xidli gaz. Xloramindan tashkari ftoramin NH₂F va xloramin NHCl₂ va ftoramin NHF₂ lar xam ma'kul.

Ammiak asoslar katoriga kiradi. U kuchli va kuchsiz kislotalar bilan (xatto karbonat kislota bilan xam) tuzlar xosil qiladi.

Ammoniy tuzlarining uziga xos xossalari kuyidagidan iborat:

1. Ammoniy tuzlari suvdagi eritmalarda gidrolizga uchraydi.

2. Ammoniy tuzlari ishqorlar ta'siridan parchalanadi, masalan:

NH₄Cl +NaOH --> NH₃+NaCl+H₂O

3. Ammoniy tuzlari issik ta'siridan parchalanadi, masalan:

NH₄Cl --> NH₃ + HSl

NH₄NO₃ --> N₃+O₂+2H₂O.

Azotning 5 ta oksidi ma'lum.