Аммиак из элементов азота и водорода

С водородом углерод образует громадное число соединений различной степени сложности (см. гл. 31), но для сопоставления свойств гидридов азота, углерода и бора упомянем только простейший представитель этого класса - метан СН4. В ряду F - О - N - С уменьшение заряда ядра должно сопровождаться некоторым уменьшением энергии связи элементов с водородом. В то же время при движении в этом ряду уменьшается число неподеленных пар, остающихся в молекулах гидридов, что должно сопровождаться уменьшением межэлектронного отталкивания, а значит, наоборот, упрочнением связи. Обе эти тенденции приводят к тому, что в ряду HF - СН4 энергия связи N—в аммиаке оказывается минимальной [c.305]

По энергии сродства к электрону азот стоит на третьем месте среди всех элементов, после фтора и кислорода. Поэтому одним из наиболее устойчивых соединений азота является аммиак. Из приведенного выше (см. гл. 4, 6) следует, что около атома азота в молекуле аммиака имеется свободное пространство и в то же время сильное поле электрического заряда. Последний обусловлен высокой электроотрицательностью атома азота несмотря на ковалентный характер связи азот—водород, электроны смещены к азоту. Дипольный момент молекулы аммиака равен 1,46. [c.255]

Одна молекула элемента азота (N3) реагирует с тремя молекулами водорода (Н2) с образованием двух молекул соединения под названием аммиак (ЫНд). Каждая молекула аммиака состоит из одного атома азота и трех атомов водорода. В исходных веществах и п Х)дуктах имеется два атома азота и шесть атомов водорода. [c.42]

На рис. 8.22 показано, что при сопоставлении температур плавления гидридов элементов VI группы у воды обнаруживаются аномальные свойства. При наличии приблизительно однотипных сил межмолекулярного взаимодействия температуры плавления веществ возрастают по мере увеличения их молекулярного веса. Это и наблюдается для гидридов трех более тяжелых элементов VI группы. Однако температура плавления воды приблизительно на 200 превышает ожидаемую на основании ее молекулярного веса. Химики с другой планеты, где нет воды, вероятно, должны были бы предположить, что температура плавления воды равна приблизительно -100° С, что на Земле нет озер, рек и океанов и что вода на Земле существует только в газообразном состоянии даже на Северном и Южном полюсах В отличие от воды сероводород, а также НгЗе и НгТе не способны образовывать сильные межмолекулярные связи. Водородные связи значительной прочности обнаруживаются только в веществах, молекулы которых содержат наиболее электроотрицательные элементы, такие, как фтор, кислород и азот. На строение веществ, подобных воде, с высокополярными связями Н — X, например аммиака и фтористого водорода, также оказывают большое влияние водородные связи, и многие свойства таких веществ в твердом и жидком состояниях обусловлены наличием диполь-дипольных взаимодействий между их молекулами. [c.144]

Аммиак в больших количествах также получают непосредственным синтезом из элементов (Габер). Образование аммиака из азота и водорода происходит при высокой температуре и давлении в присутствии катализаторов [c.520]

Важной количественной характеристикой, показывающей число взаимодействующих между собой атомов в образовавшейся молекуле, является валентность. Понятие о валентности элементов возникло в химии свыше ста лет назад. Валентность — свойство атомов одного элемента присоединять определенное число атомов других элементов. Количественно валентность определяется числом атомов водорода, которое данный элемент может присоединять или замещать. Так, например, в плавиковой кислоте НР фтор одновалентен, в аммиаке ННз азот трехвалентен, в кремневодороде ЗШ4 кремний четырехвалентен и т. д. [c.42]

Рассмотрим равновесную систему, состоящую из азота, водорода и аммиака. Образование аммиака из элементов сопровождается выделением теплоты [c.178]

Этот принцип имеет огромное практическое значение. Так, синтез аммиака из азота и водорода — процесс экзотермический (теплота, выделяющаяся при образовании 1 моля аммиака, составляет 46 кДж) следовательно, максимальный выход аммиака будет достигаться при поддержании возможно более низкой температуры. Промышленный процесс получения аммиака из элементов стал практически осуществим только после того, как были найдены катализаторы, ускоряющие данную реакцию при низких температурах. [c.295]

Основным способом промышленного получения аммиака является его синтез из элементов - азота и водорода. Синтез аммиака из водорода и [c.73]

В курсе неорганической химии эти возможности используются значительно слабее даже там, где они могли бы быть реализованы. Например, при рассмотрении химической связи, кристаллических решеток и т. д. Но и в неорганической химии можно найти примеры проблемного подхода. Например, изучение реакции синтеза аммиака из азота и водорода и рассмотрение на ее примере факторов, влияющих на смещение равновесия системы. Или проблема зависимости свойств элементов от порядкового номера в периодической системе (т. е. заряда ядра атома) и др. [c.165]

Корродирует сталь водород и азот, аммиак же способствует коррозии при частичной своей диссоциации на атомарный водород и азот. Азот при высоких температурах и давлениях проникает в сталь и количество его в последней может увеличиваться в 20 и более раз, по сравнению -с первоначальным. Соединяясь с железом и большинством легирующих элементов, азот образует нитриды, что меняет механические свойства стали делая ее более твердой и хрупкой. Механизм водородной коррозии стали в основном остается тем же, однако, в зависимости от марки стали и ее термической обработки, образующиеся нитриды могут ускорять или замедлять процесс водородной коррозии. [c.359]

Металлическое железо является единственным, по-видимому, в настоящее время промышленным катализатором синтеза аммиака из азота и водорода активность кобальта и в еще большей степени— никеля значительно ниже активности железа [363], Такой ряд активности обратен обычному ряду активности рассматриваемых элементов по отношению к большому числу реакций гидрирования, для которых, как правило, активность N1 > Со > Fe. Это связано с тем, что для осуществления синтеза аммиака на первый план выступает необходимость активации молекулы азота. [c.728]

Синтез аммиака из элементов — основной способ связывания атмосферного азота. Водород получают электролизом воды, а также из коксового и природных газов. [c.115]

К началу прошлого века аммиачную воду получали из угля уже в значительных количествах в качестве побочного продукта при производстве светильного газа, который использовали для освещения Но откуда в угле взяться аммиаку Его там и нет, но уголь содержит заметные количества сложных органических соединений, в состав которых входят помимо других элементов, азот и водород. При сильном нагреве (пиролизе) образуется аммиак. На коксохимических заводах при нагревании без доступа воздуха 100 кг каменного угля получали до 70 кг кокса и свыше 30 м газообразных продуктов Горячие газы охлаждали, а затем пропускай через воду, при этом получали примерно 5 кг каменноугольной смолы и 4 кг аммиачной воды. Не растворившийся в воде коксовый газ состоял в основном из водорода (45%), метана (35%), оксида углерода (8%) и небольших количеств других углеводородов, азота и диоксида углерода. [c.18]

Водород соединяется непосредственно также с бромом и серой, а равным образом с иодом, селеном и теллуром. Реакции его с тремя последними элементами доходят до определенного равновесного состояния. В то время как иодистый водород при повышении температуры начинает разлагаться, для селена и теллура равновесное состояние этой реакции с возрастанием температуры, наоборот, смещается в сторону образования соединений. Последние, как и следует ожидать на основании принципа Ле-Шателье, являются эндотермичными соединениями С азотом водород в сколько-нибудь значительном количестве соединяется только в присутствии катализаторов. Эта реакция экзотермична (подробнее об этом будет сказано при рассмотрении синтеза аммиака). [c.62]

В настоящее время главным способом получения аммиака является синтез его из элементов — азота и водорода (связывание атмосферного азота). [c.172]

Валентность, проявляемую элементами в атомных соединениях, принято называть ковалентностью. Величина ковалентности элемента равна числу электронов, выделяемых атомом его на образование общих электронных пар в молекуле химического соединения. Например, в молекулах воды, аммиака и метана водород одновалентен, кислород двухвалентен, азот трехвалентен и углерод четырехвалентен. [c.60]

Приведенные значения Дальтон получил исходя из простейших принципов. Он использовал прежде всего найденный различными исследователями процентный состав бинарных соединений, содержащих водород, и брал отношение чисел, выражающих процентное содержание обоих элементов. Приняв далее вес первичной частицы водорода за единицу и используя данные А. Лавуазье о составе воды (85% кислорода и 15% водорода), Дальтон нашел относительный вес атома кислорода — 85 15=5,66. Относительный вес первичного атома азота он определил на основании анализа В. Остина (1788) состава аммиака (80% азота и 20% водорода) 80 20=4. [c.35]

Синтез аммиака из элементов (азота и водорода) был разработан в 1913 г. в Германии. Он оказался значительно выгоднее дугового и цианамидного, быстро вытеснил их и стал господствующим способом фиксации атмосферного азота во всех странах мира. [c.90]

В парообразном состоянии аммиак при обычной температуре ие загорается, но в нагретом состоянии легко воспламеняется и горит зеленовато-желтым пламенем. Если аммиак нагреть до 871 °С, то он распадается на составные элементы — азот и водород. Аммиак хорошо горит в кислороде. Смесь аммиака с кислородом взрывоопасна. [c.147]

Соединения с атомной связью называются атомными или гомео-полярными. В атомных соединениях, как и в ионных, валентность элементов рассматривается на основе электронных представлений. Известно, что углерод в метане четырехвалентен, азот в аммиаке трехвалентен, а водород в этих соединениях, как и во всех других, одновалентен. Из приведенных схем видно, что валентность элемента в атомном соединении определяется числом, электронов его атома, идущих на образование общих электронных пар с атомами другого элемента. У атома углерода таких электронов четыре, у атома азота — три, у атома кислорода два, а у атома водорода — один. [c.70]

Реакция обратимая, т. е. может идти как в направлении образования аммиака из азота и водорода, так и в направлении разложения аммиака на исходные элементы. [c.123]

Старейший промышленный способ получения аммиака — выделение его из отходящих газов при коксовании угля. Основной современный способ промышленного получения аммиака — синтез из элементов — азота и водорода, предложенный в 1908 г. немецким химиком Ф. Габером. [c.20]

Степень окисления элемента в молекуле с ковалентной связью равна числу общих электронных пар. Так, в молекуле аммиака атом азота образует с атомами воДорода три общие электронные пары, следовательно, валентность азота равна трем. [c.16]

Для изотопных соединений всех элементов, кроме водорода, величины а очень близки к единице (табл. 22) и существенное разделение может быть достигнуто лишь путем многократного повторения единичной операции. Рассмотрим подробнее, как это может быть осуществлено на примере разделения обоих изотопов азота и Для этого можно воспользоваться, например, обменной реакцией между аммиаком и раствором какой-нибудь соли аммония [c.79]

Идею о предельных формах соединений Менделеев развил еще в 1861 г. в статье Опыт теории пределов органических соединений и в книге Органическая химия , написанных в одно и то же время. Согласно этой теории все углеродистые соединения делятся на две категории 1) предельные, которые совершенно лишены способности прямо соединяться с хлором, бромом, водородом, хлористоводородной кислотой... или вообще с Хг [13, стр. 23] и 2) непредельные, которые могут прямо соединяться с названными веществами и таким образом стремятся приблизиться или достичь предела... [13, стр. 25]. Статья заканчивалась указанием на то, что автор должен отложить до другого раза развитие предмета о том, какое влияние на предел органических соединений может оказывать азот. Тем самым намечалось, что в дальнейшем должно последовать изучение с точки зрения теории пределов таких элементов, которые фигурируют не только в органической химии, но в химии неорганической (например, аммиак, окислы азота и т. п.). [c.64]

Хотя азот — электроотрицательный элемент, NH -rpynna является основной и стремится отдать свою последнюю пару электронов и приобрести положительный заряд. Точно так же как аммиак принимает ион водорода, давая ион аммония (NH ), органические соединения, производные аммиака, принимают ионы водорода, давая замещенные ионы аммония. [c.352]

Таким образом, для того чтобы отыскать учебную проблему, необходимо проанализировать содержание, а для того чтобы это сделать, нужно прежде всего вскрьггь его структуру, т. е. выделить элементы содержания и связи между ними, а также внутрипредметные связи с предыдущими и последующими темами. Например, при изучении свойств аммиака вначале характеризуют строение атомов элементов азота и водорода, строение молекулы аммиака, определяют степени окисления атомов азота и водорода в аммиаке, а затем химические свойства этого соединения. [c.56]

Получение аммиака тилизацией азота воздуха можно осуществить двояко 1 реакцией азота с водородом, т. е. прямым соединением элементов по равенству [c.74]

Научные работы относятся к различным областям физики и химии. В 1811 заложил основы молекулярной теории, обобщил накопленный к тому времени экспериментальный материал о составе веществ и привел в единую систему противоречащие друг другу опытные данные Ж. Л. Гей-Люсса-ка и основные положения атомистики Дж. Дальтона, отвергнув часть последних. Открыл (1811) закон, согласно которому в одинаковых объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое количество молекул (закон Авогадро). Именем Авогадро названа универсальная постоянная — число молекул в 1 моле идеального газа. Создал (1811) метод определения молекулярных масс, посредством которого по экспериментальным данным других исследователей первым правильно вычислил (1811—1820) атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и ряда других элементов. Установил количественный атомный состав молекул многих веществ (в частности, воды, водорода, кислорода, азота, аммиака, оксидов азота, хлора, фосфора, мышьяка, сурьмы), для которых он ранее был определен неправильно. [c.10]

Естественны давние стремления ученых получить дешевое сырье для азотной промышленности. Начиная с XVIII в., предпринималось множество попыток синтезировать аммиак из азота и водорода. Смесь газов нагревали при разной температуре, подвергали высокому давлению, но практически получить аммиак не удавалось. В конце прошлого века Рамзай и Юнг заметили, что при пропускании над железом нри 800° аммиак не полностью разлагается на азот и водород. Попытка провести реакцию в обратном направлении — синтезировать аммиак из этих элементов — не увенчалась успехом. Однако французскому ученому Ле-Шателье на основе законов термодинамики удалось сформулировать условия синтеза аммиака. Он установил, что при повышении температуры равновесие реакции [c.112]

К характерной особенности химических процессов относится также то, что в них участвуют не отдельные атомы и молекулы, а масса их, образованные из них вещества. Химическое вещество однозначно определяется как совокупность атомов химических элементов. Каждая химическая реакция есть, следовательно, взаимодействие огромных количеств различных частиц. Так, уравнение Ы2+ЗН25= =2ЫНз-1-Р отражает лишь соотношение между массами (молями) молекул азота, водорода и аммиака— участников реакции. Но изменение количества молекул веществ, участвующих в процессе химического взаимодействия, также неизбежно придает последнему и новый качественный характер. Совокупность молекул обладает особенностями, не присущими отдельным молекулам. Так, например, химические реакции в газах могут протекать обычно только при наличии совокупности молекул К Характерно также и то, что химические и физические свойства данного вещества, как правило, не представляют собой суммы свойств составляющих его молекул Эти факты вполне согласуются с законом диалектики о переходе количества в качество. [c.32]

Описанные случаи образования аммиака при некаталитических процессах приводят к выводу, что для осуществления реакции между Н, и N2 в газовой фазе с образованием аммиака необходима активация обоих компонентов. Изложенный выше механизм каталитического синтеза аммиака включает, как необходимый момент каталитического ироцесса, активацию азота, и как возможный элемент — активацию водорода. В общем можно считать, что такой механизм каталитического синтеза аммиака, допускающий переход молекул азота через реакцию с активными поверхностными атомами железа в форму поверхностного нитрида, способного гидрироваться до аммиака адсорбированным водородом, не противоречит ни одному из экспериментально извесгаых свойств азота или водорода. [c.162]

Но вот отличие глубокое и знаменательное между способностью элементов соединяться с водородом и кислородом. Каждый элемент, если назовем его через К, дает только одно соединение с водородом, заключающее в своей частице п атомов водорода НХ , например, болотный газ только один СН4, какого-нибудь другого углеродистого водорода нет, кроме болотного газа Аммиак для азота один — тогда как кислородных соединений элемент дает иногда несколько видов КгОт- Следовательно, для данного элел ента т не будет характерной величиной, а п будет характерной величиной, потому что каждый элемент соединяется только в одной пропорции с водородом, а с кислородом в нескольких. Величина т не будет столь характерна, если мы ей не составим особого определения, по той причине, что, как мы знаем это для азота, для хлора и, например, для ртути, многие элементы, если не все, дают несколько разных соединений с кислородом. Например, азот образует не только закись N20, азотноватый ангидрид Ыг04, но и окись ЫдОг, азотистый ангидрид ЫгОз и азотный ЫгОб, следовательно, атомов кислорода при азоте может быть от одного до пяти. Какое же число атомов будет характерно для азота [c.151]

Образование комплексных соединений элементов II периода (от лития до фтора) связано с гибридизацией 25-и 2р-орбиталей. Например, образование иона аммония связано с 5р -гибридизацией. Атом азота имеет 3 неспаренных электрона (см. рис. 19). В реакции с водородом они образуют а-связи с 5-электронами атомов водорода, в результате чего получается молекула аммиака (рис. 21,а). Последняя имеет так называемую неподеленную электронную пару (25 ), не использованную для связи с другими атомами или ионами (на рис. 21, а орбиталь этой пары показана кругом). Если к молекуле аммиака приближается ион водорода, неподеленная пара может быть использована для осуществления связи с ним. Для этого происходит гибридизация всех трех 2р-орбиталей и 25-орбитали комплексообразователя. Образуются гибридные орбиталй, направленные к вершинам тетраэдра, в центре которого находится азот (см. д -орбитали на рис. 21, б). Все гибридные орбитали имеют одну и ту же форму и растянуты в направлении лигандов. Поэтому они легко взаимодействуют [c.90]

Седьмой элемент — азот. Проявляет металлоидные свойства в большей степени, чем углерод. Высший окисел его Н. Од — азотный ангидрид. Ему соответствует гидрат—азотная кислота ПНОд, принадлежащая к числу сильных кислот. Соединяется также с водородом, образуя аммиак—НПз. В этом соединении азот проявляет отрицательную валентность — 3. [c.144]

Следуюпщм важным шагом, сделанным Берцелиусом но пути развития атомистической теории, является введение буквенных химических знаков, сохранившихся до наших дней. Эти знаки соответствовали определенным относительным количествам элемента и позволяли поэтому составлять формулы химических соединений. Впервые эти знаки были опубликованы в 1813 г. в статье Исследование природы азота, водорода и аммиака и различных степеней окисления азота [24]. В следующей работе— О причине химических пропорций и о некоторых к этому отно- [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология