Азот

Азо́т

(от греч. ázōos — безжизненный, лат. Nitrogenium)

N, химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 7, атомная масса 14,0067; бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса.

Историческая справка. Соединения А. — селитра, азотная кислота, аммиак — были известны задолго до получения А. в свободном состоянии. В 1772 Д. Резерфорд, сжигая фосфор и др. вещества в стеклянном колоколе, показал, что остающийся после сгорания газ, названный им «удушливым воздухом», не поддерживает дыхания и горения. В 1787 А. Лавуазье установил, что «жизненный» и «удушливый» газы, входящие в состав воздуха, это простые вещества, и предложил название «А.». В 1784 Г. Кавендиш показал, что А. входит в состав селитры; отсюда и происходит латинское название А. (от позднелатинское nitrum — селитра и греческое gennao — рождаю, произвожу), предложенное в 1790 Ж. А. Шапталем. К началу 19 в. были выяснены химическая инертность А. в свободном состоянии и исключительная роль его в соединениях с др. элементами в качестве связанного азота. С тех пор «связывание» А. воздуха стало одной из важнейших технических проблем химии.

Распространённость в природе. А. — один из самых распространённых элементов на Земле, причём основная его масса (около 4×1015 т) сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере (См. Атмосфера). В воздухе свободный А. (в виде молекул N2) составляет 78,09% по объёму (или 75,6% по массе), не считая незначительных примесей его в виде аммиака и окислов. Среднее содержание А. в литосфере 1,9×10-3% по массе. Природные соединения А. — хлористый аммоний NH4Cl и различные нитраты (см. Селитры.) Крупные скопления селитры характерны для сухого пустынного климата (Чили, Средняя Азия). Долгое время селитры были главным поставщиком А. для промышленности (сейчас основное значение для связывания А. имеет промышленный синтез Аммиака из А. воздуха и водорода). Небольшие количества связанного А. находятся в каменном угле (1—2,5%) и нефти (0,02—1,5%), а также в водах рек, морей и океанов. А. накапливается в почвах (0,1%) и в живых организмах (0,3%).

Хотя название «А.» означает «не поддерживающий жизни», на самом деле это — необходимый для жизнедеятельности элемент (см. Азот в организме). В белке животных и человека содержится 16 — 17% А. В организмах плотоядных животных белок образуется за счёт потребляемых белковых веществ, имеющихся в организмах травоядных животных и в растениях. Растения синтезируют белок, усваивая содержащиеся в почве азотистые вещества, главным образом неорганические. Значительные количества А. поступают в почву благодаря азотфиксирующим микроорганизмам (См. Азотфиксирующие микроорганизмы), способным переводить свободный А. воздуха в соединения А. (см. Азотфиксация).

В природе осуществляется круговорот А. (см. Круговорот веществ), главную роль в котором играют микроорганизмы — нитрофицирующие, денитрофицирующие, азотфиксирующие и др. Однако в результате извлечения из почвы растениями огромного количества связанного А. (особенно при интенсивном земледелии) почвы оказываются обеднёнными А. Дефицит А. характерен для земледелия почти всех стран, наблюдается дефицит А. и в животноводстве («белковое голодание»). На почвах, бедных доступным А., растения плохо развиваются. Азотные удобрения и белковая подкормка животных — важнейшее средство подъёма сельского хозяйства. Хозяйственная деятельность человека нарушает круговорот А. Так, сжигание топлива обогащает атмосферу А., а заводы, производящие удобрения, связывают А. воздуха. Транспортировка удобрений и продуктов сельского хозяйства перераспределяет А. на поверхности земли.

А.— четвёртый по распространённости элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода) (см. Космохимия).

Изотопы, атом, молекула. Природный А. состоит из двух стабильных изотопов: 14N (99,635%) и 15N (0,365% ). Изотоп 15N применяют в химических и биохимических исследованиях в качестве меченого атома (См. Меченые атомы). Из искусственных радиоактивных изотопов А. наибольший период полураспада имеет 13N (T1/2 = 10,08 мин), остальные весьма короткоживущие. В верхних слоях атмосферы, под действием нейтронов космического излучения, 14N превращается в радиоактивный изотоп углерода 14C. Этот процесс используют и в ядерных реакциях для получения 14C (см. Углерод). Внешняя электронная оболочка атома А. состоит из 5 электронов (одной неподелённой пары и трёх неспаренных — конфигурация 2s22p3, см. Атом). Чаще всего А. в соединениях З-ковалентен за счёт неспаренных электронов (как в аммиаке NH3). Наличие неподелённой пары электронов может приводить к образованию ещё одной ковалентной связи, и А. становится 4-ковалентным (как в ионе аммония NH4+). Степени окисления А. меняются от +5 (в N205) до —3 (в NH3). В обычных условиях в свободном состоянии А. образует молекулу N2, где атомы N связаны тремя ковалентными связями. Молекула А. очень устойчива: энергия диссоциации её на атомы составляет 942,9 кдж/моль (225,2 ккал/моль), поэтому даже при t около 3300°С степень диссоциации А. составляет лишь около 0,1%.

Физические и химические свойства. А. немного легче воздуха; плотность 1,2506 кг/м3 (при 0°С и 101325 н/м2 или 760 мм рт. ст.), tпл —209,86°С, tкип —195,8°C. А. сжижается с трудом: его критическая температура довольно низка (—147,1 °С), а критическое давление высоко 3,39 Мн/м2 (34,6 кгс/см2); плотность жидкого А. 808 кг{м3. В воде А. менее растворим, чем кислород: при 0°С в 1 м3 Н2О растворяется 23,3 г А. Лучше, чем в воде, А. растворим в некоторых углеводородах.

Только с такими активными металлами, как литий, кальций, магний, А. взаимодействует при нагревании до сравнительно невысоких температур. С большинством других элементов А. реагирует при высокой температуре и в присутствии катализаторов. Хорошо изучены соединения А. с кислородом N2O, NO, N2O3, NO2 и N2O5 (см. Азота окислы). Из них при непосредственном взаимодействии элементов (4000°C) образуется окись NO, которая при охлаждении легко окисляется далее до двуокиси NO2. В воздухе окислы А. образуются при атмосферных разрядах. Их можно получить также действием на смесь А. с кислородом ионизирующих излучений (см. Радиационная химия). При растворении в воде азотистого N2О3 и азотного N2О5 ангидридов соответственно получаются Азотистая кислота HNO2 и Азотная кислота HNO3, образующие соли — Нитриты и Нитраты. С водородом А. соединяется только при высокой температуре и в присутствии катализаторов, при этом образуется Аммиак NH3. Кроме аммиака, известны и другие многочисленные соединения А. с водородом, например Гидразин H2N—NH2, диимид HN=NH, азотистоводородная кислота HN3(H—N=N≡N), октазон N8H14 и др.; большинство соединений А. с водородом выделено только в виде органических производных. С галогенами А. непосредственно не взаимодействует, поэтому все галогениды А. получают только косвенным путём, например фтористый азот NF3— при взаимодействии фтора с аммиаком. Как правило, галогениды А. — малостойкие соединения (за исключением NF3); более устойчивы оксигалогениды А. — NOF, NOCI, NOBr, N02F и NO2CI. С серой также не происходит непосредственного соединения А.; азотистая сера N4S4 получается в результате реакции жидкой серы с аммиаком. При взаимодействии раскалённого кокса с А. образуется Циан (CN).;. Нагреванием А. с ацетиленом C2H2 до 1500°C может быть получен Цианистый водород HCN. Взаимодействие А. с металлами при высоких температурах приводит к образованию нитридов (См. Нитриды)(например, Mg3N2).

При действии на обычный А. электрических разрядов [давление 130 — 270 н/м2 (1— 2 мм рт ст)] или при разложении нитридов В, Ti, Mg и Са, а также при электрических разрядах в воздухе может образоваться активный А., представляющий собой смесь молекул и атомов А., обладающих повышенным запасом энергии. В отличие от молекулярного, активный А. весьма энергично взаимодействует с кислородом, водородом, парами серы, фосфором и некоторыми металлами.

А. входит в состав очень многих важнейших органических соединений (Амины, Аминокислоты, Нитросоединения и др.).

Получение и применение. В лаборатории А. легко может быть получен при нагревании концентрированного раствора нитрита аммония: NH4NO2 = N2 + 2H2О. Технический способ получения А. основан на разделении предварительно сжиженного воздуха, который затем подвергается разгонке (см. Газов разделения (См. Газов разделение)).

Основная часть добываемого свободного А. используется для промышленного производства аммиака, который затем в значительных количествах перерабатывается на азотную кислоту, удобрения, взрывчатые вещества и т. д. Помимо прямого синтеза аммиака из элементов, промышленное значение для связывания А. воздуха имеет разработанный в 1905 цианамидный метод, основанный на том, что при 1000°C Карбид кальция (получаемый накаливанием смеси извести и угля в электрической печи) реагирует со свободным А.: СаС­ + N­ -= CaCN­ + С. Образующийся Цианамид кальция при действии перегретого водяного пара разлагается с выделением аммиака:

CaCN+ЗН2О=СаСО3+2NH3.

Свободный А. применяют во многих отраслях промышленности: как инертную среду при разнообразных химических и металлургических процессах, для заполнения свободного пространства в ртутных термометрах, при перекачке горючих жидкостей и т. д. Жидкий А. находит применение в различных холодильных установках. Его хранят и транспортируют в стальных сосудах Дьюара, газообразный А. в сжатом виде — в баллонах. Широко применяют многие соединения А. производство связанного А. стало усиленно развиваться после 1-й мировой войны и сейчас достигло огромных масштабов.

Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, М., 1965; Реми Г., Курс неорганической химии, пер. с нем., т. 1, М., 1963: Химия и технология связанного азота, [М.— Л.], 1934; КХЭ, т. 1, М.,1961.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. Азот — Аз’от (укрепленное место) (Нав.13:3 ; Нав.15:47 ; 1Цар.5:1 ,3,5-7; 1Цар.6:17 ; 2Пар.26:6 ; Неем.4:7 ; Неем.13:23 ; Ис.20:1 ; Иер.25:20 ; Ам.1:8 ; Ам.3:9 ; Соф.2:4 ; Зах.9:6 ; Деян.8:40) — один из пяти главных филистимских городов. Библейский словарь Вихлянцева
  2. азот — (Алхим.) Творящий принцип в Природе, большая часть которого хранится в Астральном Свете. Он символизирован фигурой, представляющий крест (см. Теософский словарь
  3. азот — азот м. Химический элемент, газ без цвета и запаха, составляющий основную часть воздуха и являющийся одним из главных элементов питания растений. Толковый словарь Ефремовой
  4. АЗОТ — АЗОТ (лат. Nitrogenium) — N, химический элемент V группы периодической системы, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. Название от греческой a — отрицательная приставка и zoe — жизнь (не поддерживает дыхания и горения). Большой энциклопедический словарь
  5. азот — Азота, мн. нет, м. [от греч. отриц. a и zoe – жизнь]. Газ без цвета и запаха, входящий в состав воздуха. || Химический элемент (хим.). Большой словарь иностранных слов
  6. азот — Заимств. из франц. яз. в XVIII в. Франц. azote является новообразованием химика Лавуазье (греч. a «не» и zōos «живой»). Азот буквально — «не дающий жизни». См. зоология с тем же корнем. Этимологический словарь Шанского
  7. азот — АЗОТ -а; м. [франц. azote от греч. an- — не-, без- и zōtikos — дающий жизнь]. Химический элемент (N), газ без цвета и запаха, не поддерживающий дыхания и горения (составляет основную по объёму и массе часть воздуха... Толковый словарь Кузнецова
  8. азот — АЗ’ОТ, азота, мн. нет, ·муж. (от ·греч. ·отриц. a и zoe — жизнь). Газ без цвета и запаха, входящий в состав воздуха. | Химический элемент (·хим. ). Толковый словарь Ушакова
  9. Азот — I (хим. знак N, атомный вес — 14) — один из химических элементов; бесцветный газ, не имеющий ни запаха, ни вкуса; очень мало растворим в воде. Удельный вес его 0,972. Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
  10. азот — АЗОТ, а, м. Химический элемент, газ без цвета и запаха, главная составная часть воздуха, входящий также в состав белков и нуклеиновых кислот. | прил. азотистый, ая, ое и азотный, ая, ое. Азотная, азотистая кислоты. Азотные удобрения. Толковый словарь Ожегова
  11. Азот — Азот (Ашдод), впервые упоминается в Нав 11:22 как город енакимов. Позднее он назван в числе пяти главных филистимских городов-государств наряду с Газой, Аскалоном, Гефом и Екроном (Нав 13:3; 1Цар 6:17). Согл. Нав 15:47... Библейская энциклопедия Брокгауза
  12. Азот — (укрепленное место; Нав 11:22, 13:3, 15:47, Суд 1:18, Деян 8:40) — один из пяти главных городов Филистимских, на восточном берегу Средиземного моря, между Аккароном и Аскалоном, в 15-ти или 20-ти англ. милях к с. от Газы. Библейская энциклопедия архим. Никифора
  13. азот — АЗОТ (от греч. а--приставка, здесь означающая отсутствие, и-жизнь; лат. Nitrogenium, от nitrum — селитра и греч. gennao — рождаю, произвожу) N хим. элемент V гр. периодической системы, ат. н. 7, ат. м. 14,0067. Прир. Химическая энциклопедия
  14. азот — орф. азот, -а Орфографический словарь Лопатина
  15. азот — Азот, азоты, азота, азотов, азоту, азотам, азот, азоты, азотом, азотами, азоте, азотах Грамматический словарь Зализняка
  16. азот — АЗОТ м. химич. основание, главная стихия селитры; селитротвор, селитрород, селитряк; он же главная, по количеству, составная часть нашего воздуха (азота — 79 объемов, кислорода — 21). Азотистый, азотный, азотовый азот в себе содержащий. Толковый словарь Даля
  17. Азот — I Азот (Nitrogenium, N) химический элемент V группы периодической системы Д.И. Менделеева, один из наиболее распространенных в природе химических элементов. В составе всех живых организмов... Медицинская энциклопедия
  18. Азот — N (лат. Nitrogenium * a. nitrogen; н. Stickstoff; ф. azote, nitrogene; и. nitrogeno), — хим. элемент V группы периодич. системы Mенделеева, ат.н. 7, ат. м. 14,0067. Oткрыт в 1772 англ. исследователем Д. Pезерфордом. При обычных условиях A. Горная энциклопедия
  19. азот — АЗОТ -а м. azote m. <�араб. 1787. Лексис.1. алхим. Первая материя металлов — металлическая ртуть. Сл. 18. Пустился он <�парацельс> на конец по свету, предлагая всем за весьма умеренную цену свой Лауданум и свой Азот... Словарь галлицизмов русского языка
  20. азот — Это слово было создано искусственно в 1787 году, когда потребовался научный термин для названия этого газа. Поскольку этот газ не поддерживает дыхания и название ему было придумано соответствующее... Этимологический словарь Крылова
  21. азот — сущ., кол-во синонимов: 8 газ 55 неметалл 17 нитроген 1 органоген 6 селитрород 3 селитротвор 3 селитряк 3 элемент 159 Словарь синонимов русского языка
  22. азот — -а, м. Химический элемент, газ без цвета и запаха, не поддерживающий горения (составляет основную по объему или массе часть воздуха, является одним из главных элементов питания растений). [франц. azote от греч. ’α- — не-, без- и ζωή — жизнь] Малый академический словарь
  23. азот — Французское – azote. Греческое – azoos (неживой). Слово «азот» стало известно и употребляется в русском языке с XVIII в. как научный термин, называющий химический элемент, бесцветный газ. Этимологический словарь Семёнова
  24. Азот — • Azōtus, Ἄζωτος город в Палестине, недалеко от моря. Его завоевал Псамметих Египетский (Hdt. 2. 157), равно как Ионафан Маккавей, который и разрушил его. В 56 г. до Р. X. он вместе с другими городами вновь построен проконсулом Габинием. А. в Ветхом Завете, н. деревня Эсдуд. Словарь классических древностей
  25. азот — АЗОТ (от греч. а- — приставка, здесь означающая отсутствие, и Joe — жизнь; лат. Nitrogenium), N, хим. элемент, бесцветный газ. Осн. масса его сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере. Сельскохозяйственный словарь
  26. азот — Азо́т/. Морфемно-орфографический словарь
  27. АЗОТ — АЗОТ (символ N), химический элемент без цвета и без запаха, принадлежащий к V группе периодической системы Менделеева. Открыт в 1772 г., встречается обычно в виде газа. Является основным компонентом атмосферы Земли (78% объема). Научно-технический словарь