Bài 7: Nitơ

Giới thiệu

*Giới thiệu chung về nguyên tố Nito*

Vị trí và cấu hình electron nguyên tử

– Nito ở ô số 7, nhóm VA, chu kì 2 của bảng tuần hoàn.

$– \mathrm{Cấu} \mathrm{hình} \mathrm{e} (\mathrm{Z}=7): 1{\mathrm{s}}^2 2{\mathrm{s}}^2 2{\mathrm{p}}^3$

$– \mathrm{Công} \mathrm{thức} \mathrm{cấu} \mathrm{tạo}: \mathrm{N} \equiv \mathrm{N}$

Tính chất vật lý

– Là chất khí không màu, không mùi, không vị.

– Không duy trì sự cháy, hô hấp, tan ít trong nước. 

Tính chất hóa học

– Điều kiện thường: N₂ trơ về mặt hóa học, chỉ hoạt động mạnh ở nhiệt độ cao.

Tính oxi hóa

• Tác dụng với kim loại

– Ở nhiệt độ cao, Nito tác dụng với các kim loại hoạt động tạo nitrua kim loại. 

$3\mathrm{Mg} + \stackrel{0}{{\mathrm{N}}_2} \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } {\mathrm{Mg}}_3\stackrel{–3}{{\mathrm{N}}_2} (\mathrm{magie} \mathrm{nitrua})$

• Tác dụng với Hidro

– Đây cũng là phản ứng thể hiện tính oxi hóa của Nito.

$\stackrel{0}{{\mathrm{N}}_2} + 3{\mathrm{H}}_2 \stackrel{\mathrm{t}°, \mathrm{p}, \mathrm{xt}}{\rightleftarrows } 2\stackrel{–3}{\mathrm{N}}{\mathrm{H}}_3 \left(\mathrm{amoniac}\right)$

* * Số oxi hóa của Nito giảm => Nito có tính oxi hóa

Tính khử

$\stackrel{0}{{\mathrm{N}}_{2 }}+ {\mathrm{O}}_2 \stackrel{2000°\mathrm{C}}{\rightleftarrows } 2\stackrel{+2}{\mathrm{N}}\mathrm{O}$

NO (không màu) kết hợp với oxi trong không khí tạo ra NO₂ (nâu đỏ).

$2\mathrm{NO} + {\mathrm{O}}_2 \to 2{\mathrm{NO}}_2$

** Số oxi hóa của Nito tăng => Nito có tính khử

Ứng dụng

– Một trong thành phần dinh dưỡng chính của thực vật => Phân đạm,…

– Sản xuất axit nitric

– Nito lỏng dùng để bảo quản máu và các mẫu vật sinh học khác.

Trạng thái tự nhiên

– Nito tồn tại ở dạng tự do hoặc hợp chất

– Nito thiên nhiên là hỗn hợp của 2 đồng vị

$\mathbf{N}_{\mathbf{7}}^{\mathbf{14}}\mathbf{ }\mathbf{(}\mathbf{99}\mathbf{,}\mathbf{63}\mathbf{\%}\mathbf{)} \mathrm{và} \mathbf{N}_{\mathbf{7}}^{\mathbf{15}}\mathbf{ }\mathbf{(}\mathbf{0}\mathbf{,}\mathbf{37}\mathbf{\%}\mathbf{)}$

Điều chế

Trong công nghiệp

– Chưng cất phân đoạn khí lỏng.

Trong phòng thí nghiệm

$$\begin{gathered} {\mathrm{NH}}_4{\mathrm{NO}}_2 \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } {\mathrm{N}}_2\uparrow + 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \\ {\mathrm{NH}}_4\mathrm{Cl} + {\mathrm{NaNO}}_2 \stackrel{\mathrm{t}°}{\to } {\mathrm{N}}_2\uparrow + \mathrm{NaCl} + 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \end{gathered}$$

*Số oxi hóa của Nito trong hợp chất*