Аммиак: строение, формулы, свойства и примеры

Аммиак – это летучее водородное соединение (нитрид водорода), которое играет ведущую роль в современной промышленности.

Хоть его и открыли лишь в восемнадцатом веке, но он был известен человеку с незапамятных времен. Водный раствор аммиака – это нашатырный спирт. Данное вещество содержится в продуктах разложения живых организмов и моче. Поэтому при распаде органики (останков растений, животных) выделяется аммиак, и от этого появляется резкий запах гниения (нашатыря).

История аммиака

• Аммиак был открыт в конце восемнадцатого века британским химиком Джозефом Пристли – одним из основоположников современной химии, который совершил также множество важных открытий в других сферах науки (физике, биологии, оптике).
• Например, в списках его изобретений есть: газированная вода, за которую он получил медаль Лондонского Королевского общества, и всем известный ластик (раньше для стирания графита все пользовались хлебом).
• Нельзя отрицать того, что Джозеф Пристли сделал огромный вклад в химию, особенно в области газов, однако многие свои достижения он совершил случайно.
• Джозеф Пристли получил аммиак методом нагревания хлорида аммония (нашатырь) с гидроксидом кальция (гашеная известь) и затем собрал выделившийся газ в ртутной ванной.

Ртутная ванная – это специальный прибор, созданный Пристли для концентрирования газов. При комнатной температуре ртуть является жидкостью с высокой плотностью, что не позволяет ей абсорбировать газы. Их ученый легко выделял из веществ, нагревая над поверхностью ртути.

1. Уравнение аммиака:
2. 2NH4Cl + Ca(OH)2 = NH3 + CaCl2.
3. После открытия Джозефом Пристли аммиака, его изучение не стояло на месте.
4. В 1784 был установлен состав этого вещества химиком Луи Бертолле, который разложил его на исходные элементы электрическим разрядом.
5. Именование «нашатырь» он получил уже в 1787 году от латинского названия нашатырной щелочи, а само наименование «аммиак», которым мы привыкли пользоваться, ввел Яков Дмитриевич Захаров в 1801 году.

Но вот что интересно. За сто лет до Джозефа Пристли и его открытия аммиака, ученый Роберт Бойль наблюдал некое явление, при котором палочка, предварительно смоченная в соляной кислоте, начинала дымить, когда ее подносили к газу, выделяющемуся при сжигании навоза.

Это объясняется тем, что кислота и аммиак вступали в реакцию, и в ее продуктах содержался хлорид аммония, частицы которого и создавали дым. Получается, что экспериментальными методами аммиак был выявлен давно, но его нахождение в мире было доказано намного позже.

Состав молекулы

Молекула аммиака (NH3) имеет форму тетраэдра с атомом азота в вершине. В ней находятся четыре электронных облака, которые перекрываются вдоль линии связи, следовательно, в молекуле содержатся исключительно сигма-связи.

По сравнению с водородом азот имеет большую электроотрицательность, поэтому общие электронные пары в молекуле смещены в его сторону.

И так как в аммиаке везде одинарные связи, то тип гибридизации – sp3, а угол между электронными облаками равен 109 градусам.

Способы получения

В мире ежегодно производится около 100 миллионов тонн аммиака, поэтому этот процесс можно по праву считать одним из важнейших в мире. Выпускают его в жидком виде или как двадцати пяти процентный раствор.

Существуют следующие способы его получения:

1. В промышленности аммиак добывают посредством синтеза азота и водорода, что сопровождается выделением тепла. Причем данная реакция может проходить лишь при высокой температуре, давлении и в присутствии катализатора, который, ускоряя слабую реакцию, сам в нее не вступает.

Уравнение реакции аммиака:

N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 + Q

2. Можно получить аммиак во время коксования каменного угля.

На самом деле в угле нет никакого аммиака, но в нем присутствует много органических соединений, в составе которых содержатся азот и водород. А при сильном нагревании угля (пиролизе) эти составляющие и образуют аммиак, который выходит как побочный продукт.

• 3. В лаборатории аммиак добывают нагреванием хлорида аммония и гидроксида кальция:
• 2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
• 4. Или нагреванием хлорида аммония с концентрированной щелочью:
• NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2O

Применение

Аммиак – это незаменимое и действительно нужное вещество, без которого мировая промышленность замедлила бы свое движение. Область его применения широка: он задействован во всех производственных процессах человека, начиная от заводов и лабораторий, заканчивая медициной. Его преимущества в том, что он экологически чист и является довольно дешевым продуктом.

Области применения аммиака:

1. Химическая промышленность. Его используют в производстве удобрений, полимеров, азотной кислоты, взрывчатых веществ, в качестве растворителя (жидкий аммиак).
2. Холодильные установки. Аммиак испаряется с поглощением большого количества тепла из окружающей среды, так как обладает определенными термодинамическими свойствами. Холодильные системы, основанные на его применении более чем эффективны, поэтому он является главным хладагентом в промышленности.
3. Медицина. Нашатырный спирт или 10 % раствор аммиака используют при выведении из обморочного состояния (раздражение рецепторов слизистой оболочки носа способствует стимуляции дыхания), обработке рук хирурга, возбуждении рвоты и так далее.
4. Текстильная промышленность. С его помощью получают синтетические волокна. Также аммиак используют при очистке или окрашивании различных тканей.

Физические свойства

Вот какие физические свойства присущи аммиаку:

1. При нормальных условиях является газом.
2. Бесцветный.
3. Имеет резкий запах.
4. Ядовит и очень токсичен.
5. Очень хорошо растворим в воде (один объем воды на семьсот объемов аммиака) и ряде органических веществ.
6. Температура плавления составляет -80 °С.
7. Температура кипения – около -36 °С.
8. Является взрывоопасным и горючим веществом.
9. Примерно вдвое легче воздуха.
10. Имеет молекулярную кристаллическую решетку, соответственно, он легкоплавкий и непрочный.
11. Молярная масса аммиака равна 17 грамм/моль.
12. При нагревании в кислородной среде разлагается на воду и азот.

Химические свойства аммиака

Аммиак является сильным восстановителем, так как степень окисления азота в молекуле минимальная. Он способен также к окислительным свойствам, что случается намного реже.

Реакции с аммиаком:

• С кислотами аммиак образует соли аммония, разлагающиеся при нагревании. С соляной кислотой аммиак составляет хлорид аммония, а с серной — сульфат аммония.

NH3 + HCL = NH4CL

NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

• С кислородом при нагревании образуется азот, а при участии катализатора (Pt) получается оксид азота.

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

• С водой образуется неустойчивый гидрат аммиака.

NH3 + H2O = NH3 × H2O

Аммиак способен проявлять щелочные свойства, поэтому при взаимодействии с водой он образует слабое основание – NH4OH. Но на самом деле такого соединения не существует, поэтому формулу следует записывать так: NH3 × H2O.

1. 2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O
2. 8NH3 + 3Cl2 =N2 + 6NH4Cl
3. 3NH3 + ЗН2О + AlCl3 = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Соединения аммиака

Есть несколько типов сложных веществ, образующихся при взаимодействии с аммиаком:

1. Соли аммония. Они образуются в результате реакций аммиака с кислотами и разлагаются при нагревании.
2. Амиды. Это соли, которые получают, действуя на щелочные металлы аммиаком.
3. Гидразин. Это вещество, которое получают в результате окисления аммиака гипохлоритом натрия в присутствии желатина.
4. Амины. Аммиак взаимодействует с галогеноалканами в качестве реакции присоединения, образуя соли.
5. Аммиакаты. С серебром и солями меди аммиак образует комплексные соли.

Биологическая роль

Аммиак — вещество, образующееся в организмах живых существ при метаболизме, являющееся в них продуктом азотистого обмена. В физиологии животных для него отведена важная роль, однако он имеет высокую токсичность для организмов и почти не содержится в них в чистом виде. Большая его часть перерабатывается печенью в безвредное вещество – мочевину или как ее еще называют карбамид.

Также он способствует нейтрализации кислот поступающих в организм с пищей, поддерживая кислотно-щелочной баланс крови.

Аммиак – это важный источник азота для растений. Главным образом они поглощают его из почвы, но это очень трудоемкий и неэффективный процесс. Некоторые растения способны накапливать азот, который содержится в атмосфере, с помощью специальных ферментов – нитрогеназов. После чего они перерабатывают азот в полезные им соединения, например, белки и аминокислоты.

Агрегатные состояния

Аммиак может находиться в разных агрегатных состояниях:

1. Он присутствует в виде бесцветного газа с неприятным резким запахом в нормальных условиях.
2. Также он очень хорошо может растворяться в воде, поэтому его можно хранить в виде водного раствора с определенной концентрацией. Он сжижается и становится жидкостью в результате давления и сильного охлаждения.
3. Аммиак имеет твердое состояние, в котором он предстает бесцветными кубическими кристаллами.

Отравление аммиаком

Как уже выше упоминалось, аммиак – это крайне токсичное и ядовитое вещество. Его относят к четвертому классу опасности.

Отравление этим газом сопровождается нарушением многих процессов организма:

• Сначала поражается нервная система и снижается усвоение кислорода нервными клетками.
• При проникновении в глотку, затем трахею и бронхи аммиак оседает на слизистых покровах, растворяется, образуя щелочь, которая начинает пагубно действовать на организм, вызывая внутренние ожоги, разрушая ткани и клетки.
• Это вещество также оказывает разрушающее воздействие на жировые компоненты, которые в том или ином виде входят в состав всех органов человека.
• Попадают под влияние сердечно-сосудистая и эндокринная система, нарушается их работа.

После контакта с аммиаком страдает почти весь организм человека, его внутренние ткани и органы, ухудшается процесс жизнедеятельности.

Чаще всего случаи отравления этим газом происходят на химических производствах в результате его утечки, но также можно им отравиться и в домашних условиях, например, если емкость, в которой содержится нашатырный спирт, неплотно закрыта, и его пары накапливаются в помещении.

Отравление может произойти, даже когда при обморочном состоянии человеку подносят к носу тампон, смоченный в нашатыре. Если пострадавшему дать понюхать его более пяти секунд, то высок риск интоксикации, так что с нашатырным спиртом всегда следует обращаться предельно осторожно.

Симптомы отравления

Ниже перечислен ряд признаков отравления аммиаком:

1. Сильный кашель, затруднение дыхания.
2. Жжение в глазах, слезоточивость, болевая реакция на яркий свет.
3. Жжение в полости рта и носоглотке.
4. Головокружение, головная боль.
5. Боли в животе, рвота.
6. Снижение слухового порога.
7. При более серьезном отравлении возможны: потеря сознания, судороги, остановка дыхания, острая сердечная недостаточность. Совокупность нарушений может привести пострадавшего в коматозное состояние.

Профилактика при отравлении

Первая помощь в данном случае состоит из нескольких простых действий. Сначала необходимо вынести пострадавшего на свежий воздух, промыть ему лицо и глаза проточной водой. Даже те, кто был не очень хорош в химии, со школы знают: щелочь нейтрализуется кислотой, поэтому ротовую полость и нос нужно обязательно промыть водой с добавлением лимонного сока или уксуса.

Если отравившийся потерял сознание, следует уложить его на бок на случай рвоты, а при остановке пульса и дыхания сделать массаж сердца и искусственное дыхание.

Последствия отравления

После интоксикации аммиаком человека могут ждать очень серьезные необратимые последствия. В первую очередь страдает центральная нервная система, что влечет за собой целый ряд осложнений:

• Мозг перестает полностью выполнять свои функции и начинает давать сбои, из-за этого снижается интеллект, появляются психические заболевания, амнезия, нервные тики.
• Понижается чувствительность некоторых частей тела.
• Нарушается работа вестибулярного аппарата. Из-за этого человек ощущает постоянное головокружение.
• Органы слуха начинают терять свою работоспособность, что приводит к глухоте.
• При поражении глазных покровов снижается зрение и его острота, в худшем случае пострадавшего ждет слепота.
• Наступление летального исхода. Это зависит от того, насколько концентрация газа в воздухе была высокой и сколько паров аммиака попало в организм.

Знать и соблюдать предписанные меры безопасности — значит оградить себя от риска угрозы собственной жизни или худшей участи — инвалидности, потери слуха или зрения.

Источник: https://www.syl.ru/article/430916/ammiak—eto-nashatyirnyiy-spirt-formula-svoystva-i-primenenie-ammiaka

Аммиак, получение, свойства, химические реакции

• Аммиак, NH3 – химическое соединение азота и водорода, состоящее из одного атома азота и трех атомов водорода, нитрид водорода.
• Аммиак, формула, газ, характеристики
• Аммиак, жидкость, твердое тело, характеристики
• Физические свойства аммиака
• Химические свойства аммиака
• Получение аммиака в промышленности и лаборатории
• Химические реакции – уравнения получения аммиака
• Применение и использование аммиака

Аммиак, формула, газ, характеристики:

Аммиак – химическое соединение азота и водорода, состоящее из одного атома азота и трех атомов водорода, нитрид водорода.

Аммиак (NH3) – наиболее простое и устойчивое соединение азота с водородом.

Химическая формула аммиака NH3. Изомеров не имеет.

Строение молекулы аммиака:

Форма молекулы аммиака напоминает тригональную пирамиду, в вершине которой расположен атом азота.

Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+. Несвязывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, поэтому молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.

Аммиак – при нормальных условиях бесцветный газ, с резким характерным запахом (запах «нашатырного спирта»).

Аммиак – токсичное горючее газообразное вещество, обладающее свойством образовывать при контакте с воздухом взрывоопасную смесь.

Легче воздуха. Плотность по сравнению с плотностью воздуха 0,59. Таким образом, аммиак практически вдвое (в 1,7 раза) легче воздуха. Его можно собирать в перевернутые вверх дном сосуды.

Аммиак – это горючий газ. Пожаро- и взрывоопасен. В чистом кислороде аммиак сгорает бледно-желтым пламенем, превращаясь, в основном, в азот и воду. Аммиак горит при наличии постоянного источника огня. Наличие масел и другого горючего увеличивает пожаровзрывоопасность этого вещества.

Аммиак образует с воздухом взрывоопасную смесь. Концентрационные пределы распространения пламени – 15,0-33,6 объемные доли, %; либо 107-240 г/м3. Наиболее легковоспламеняемая концентрация 24,5% (180 г/м3).

Хорошо растворим в воде как в газообразном, та и в жидком состоянии. Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика – около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды. При растворении аммиака в воде выделяется значительное количество тепла.

Водный раствор аммиака имеет сильную щелочную реакцию вследствие образования гидроокиси аммония NH4OH.

Аммиак

Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/ammiak-poluchenie-svoystva-himicheskie-reaktsii/

Химические свойства аммиака | Дистанционные уроки

Резкий запах аммиака известен человеку с доисторических времен, так как этот газ образуется в значительных количествах при гниении, разложении и сухой перегонке содержащих азот органических соединений, например мочевины или белков.

Аммиак — NH3, нитрид водорода, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта).

Пары аммиака сильно раздражают слизистые оболочки глаз и органов дыхания, а также кожные покровы. Это человек и воспринимает как резкий запах. Пары аммиака вызывают обильное слезотечение, боль в глазах, химический ожог конъюнктивы и роговицы, потерю зрения, приступы кашля, покраснение и зуд кожи

В больших количествах токсичен для человека.

Интересными химическими свойствами молекула аммиака обязана атому азота — p-элемент элемент 2-го периода V группы периодической системы имеет на внешнем энергетическом уровне 5 электронов. 

На 3  ковалентных связи с водородом расходуются 3 электрона. 2 остаются. Эти 2 неспаренных электрона образуют неподеленную электронную пару.

Именно эта свободная неподеленная пара электронов определяет многие химические свойства аммиака.

• Образование иона аммония:

NH3 + H+   → NH4+   —

— у аммиака есть неподеленная электронная пара, а у иона водорода есть абсолютно свободная орбиталь;

• молекула аммиака полярна — отрицательный заряд двух электронов и положительный — от трех водородов, поэтому вещество хорошо растворимо в воде, более того, водный раствор аммиака — широко известный «нашатырный спирт» — жидкость с очень характерным запахом

Формулу такого раствора часто записывают вот в таком виде:

NH3 + H2O → NH3•H2O  или  NH4OH

NH4OH — гидроксид аммония. Т.к. азот притягивает к себе водород из воды, то по химическим свойствам аммиак —  слабое основание, т.е. очень слабо диссоциирует на NH4+ (ион аммония) и OH— — гидроксид-ион.

• соответственно, водород «любит» все, что содержит водород, например, кислоты:

NH3 + HСl → NH4Cl — хлорид аммония

• к химическим свойствам аммиака относится и  вытеснение металлов из водных растворов солей:

2NH3 + CuSO4 = (NH4)2SO4 + Cu

• к химическим свойствам аммиака относятся и реакции окисления:

2NH3 + 6KMnO4+ 6KOH → 6K2MnO4+N2 + 6H2O

(аммиак окисляется до азота)

В чистом кислороде он сгорает бледно-желтым пламенем:

• аммиак не восстанавливается, т.к. атом азота находится в низшей (№ группы-8) степени окисления;

 Качественные реакции на  аммиак:

• изменение окраски индикатора в водном растворе аммиака (щелочная среда):

• лакмус — становится синим,
  фенолфталеин — малиновым,
• метиловый-оранжевый — желтым;

• если к пробирке с раствором NH3  (NH3•H2O  или  NH4OH) поднести палочку, смоченную в концентрированной соляной кислоте  HCl – будет выделяться видимый  белый дым – образуется хлорид аммония (NH4Cl);
  

Свойства солей аммония:

• ионная кристаллическая решетка;
• в растворе диссоциируют:

NH4X → NH4+ + X—

• подвергаются гидролизу с образованием кислой среды:
  гидролиз по катиону:

1. NH4Сl + H2O → NH3 ↑+ H2O + HCl (кислая среда)
2. гидролиз по катиону и аниону:
3.  (NH4)2СO3 +  H2O → 2NH3 ↑+ 2H2O + СO2 ↑ (нейтральная среда)

• свойства солей аммония соответствуют свойствам всех других солей — взаимодействие с основаниями, другими солями и кислотами. Главные условия протекания таких реакций до конца — образование газа, осадка или малодиссоциирующего вещества;
• важное химическое свойство солей аммония — разложение при нагревании:

Последняя реакция — разложение бихромата аммония часто используется в заданиях С3 ЕГЭ по химии (химический эксперимент), так что стоит ее выучить.

Химические свойства аммиака обусловлены строением молекулы, т.е. электронной конфигурацией атома азота. Т.к. в заданиях ГИА и ЕГЭ уделяется много внимания как самому аммиаку, так и его соединениям, то эту тему надо знать хорошо.

Обсуждение: «Химические свойства аммиака»

(Правила комментирования)

Источник: https://distant-lessons.ru/ximicheskie-svojstva-ammiaka.html

Формула Аммиака структурная химическая

Структурная формула

Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: NH3

Химический состав Аммиака

Символ Элемент Атомный вес Число атомов Процент массы

N	Азот	14.007	1	82,2%
H	Водород	1.008	3	17,8%

Молекулярная масса: 17,031

Аммиа́к (нитрид водорода) — химическое соединение с формулой NH3, при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта и мочи).

Плотность аммиака почти вдвое меньше, чем у воздуха, ПДКр.з. 20 мг/м3 — IV класс опасности (малоопасные вещества) по ГОСТ 12.1.007[1].

Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды.

Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине.

Три неспаренных p-электрона атома азота участвуют в образовании полярных ковалентных связей с 1s-электронами трёх атомов водорода (связи N−H), четвёртая пара внешних электронов является неподелённой, она может образовать ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+. Благодаря тому, что не связывающее двухэлектронное облако строго ориентировано в пространстве, молекула аммиака обладает высокой полярностью, что приводит к его хорошей растворимости в воде.

В жидком аммиаке молекулы связаны между собой водородными связями. Сравнение физических свойств жидкого аммиака с водой показывает, что аммиак имеет более низкие температуры кипения (tкип −33,35 °C) и плавления (tпл −77,70 °C), а также более низкую плотность, вязкость (вязкость жидкого аммиака в 7 раз меньше вязкости воды), проводимость и диэлектрическую проницаемость.

Это в некоторой степени объясняется тем, что прочность этих связей в жидком аммиаке существенно ниже, чем у воды, а также тем, что в молекуле аммиака имеется лишь одна пара неподелённых электронов, в отличие от двух пар в молекуле воды, что не даёт возможность образовывать разветвлённую сеть водородных связей между несколькими молекулами.

Аммиак легко переходит в бесцветную жидкость с плотностью 681,4 кг/м3, сильно преломляющую свет. Подобно воде, жидкий аммиак сильно ассоциирован, главным образом за счёт образования водородных связей. Жидкий аммиак практически не проводит электрический ток. Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений.

Твёрдый аммиак — бесцветные кубические кристаллы.

keywords формула, аммиак, структурная, химическая, брутто, химия Description Формула Аммиака химическая структурная, брутто. Формулы химических элементов и веществ. Сайт о Формулах. Формулы по математике. Формулы по физике.

Источник: http://formula-info.ru/khimicheskie-formuly/a/formula-ammiaka-strukturnaya-khimicheskaya

Cвойства аммиака

Нитрид водорода с формулой NH3 называется аммиаком. Это лёгкий (легче воздуха) газ с резким запахом. Строение молекулы определяет физические и химические свойства аммиака.

Молекула аммиака состоит из одного атома азота и трёх атомов водорода. Связи между атомами водорода и азота ковалентные. Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды.

На 2р-орбитали азота находится три свободных электрона. С ними вступают в гибридизацию три атома водорода, образуя тип гибридизации sp3.

Рис. 1. Строение молекулы аммиака.

Если один атом водорода заменить углеводородным радикалом (CnHm), получится новое органическое вещество – амин. Замещаться может не только один атом водорода, но и все три. В зависимости от количества замещённых атомов различают три вида аминов:

• первичные (метиламин – CH3NH2);
• вторичные (диметиламин – СН3-NH-СН3);
• третичные (триметиламин – СН3-N-(СН3)2).

К молекуле аммиака могут присоединиться С2Н4, С6Н4, (С2Н4)2 и другие вещества, содержащие несколько атомов углерода и водорода.

Рис. 2. Образование аминов.

У аммиака и аминов остаётся свободной пара электронов азота, поэтому свойства двух веществ схожи.

Основные физические свойства аммиака:

• бесцветный газ;
• резкий запах;
• хорошая растворимость в воде (на один объём воды 700 объёмов аммиака при 20°С, при 0°С – 1200);
• легче воздуха.

Аммиак сжижается при температуре -33°С и становится твёрдым при -78°С. Концентрированный раствор содержит 25 % аммиака и имеет плотность 0,91 г/см3. Жидкий аммиак растворяет неорганические и органические вещества, но не проводит электрический ток.

В природе аммиак выделяется при гниении и разложении органических веществ, содержащих азот (белки, мочевина).

Степень окисления азота в составе аммиака – -3, водорода – +1. При образовании аммиака водород окисляет азот, отнимая у него три электрона. За счёт оставшейся пары электронов азота и лёгкого отделения атомов водорода аммиак является активным соединением, вступающим в реакции с простыми и сложными веществами.

Основные химические свойства описаны в таблице.

Взаимодействие	Продукты реакции	Уравнение
С кислородом	Горит с образованием азота или взаимодействует с кислородом в присутствии катализатора (платины), образуя оксид азота	– 4NH3 +3O2 → 2N2 + 6H2O; – 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
С галогенами	Азот, кислота	2NH3 + 3Br2 → N2 + 6HBr
С водой	Гидроксид аммония или нашатырный спирт	NH3 + H2O → NH4OH
С кислотами	Соли аммония	– NH3 + HCl → NH4Cl; – 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4
С солями	Замещает металл, образуя новую соль	2NH3 + CuSO4 → (NH4)2SO4 + Cu
С оксидами металлов	Восстанавливает металл, образуется азот	2NH3 + 3CuO → 3Cu + N2 + 3H2O

Рис. 3. Горение аммиака.

Выяснили, какими свойствами обладает аммиак. Аммиак – бесцветный лёгкий газ с резким запахом. Сжижается при низкой температуре. Раствор аммиака – хороший растворитель.

Способен отдавать атомы водорода, присоединяя углеводородный радикал и образуя амины.

Аммиак за счёт оставшейся электронной пары азота реагирует с простыми и сложными веществами – галогенами, кислородом, водой, кислотами, солями, оксидами.

Средняя оценка: 4.3. Всего получено оценок: 231.

Источник: https://obrazovaka.ru/himiya/svoystva-ammiaka-himicheskie-fizicheskie.html

ПОИСК

Рис. 6. Схема электронного строения молекулы аммиака

    Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы периодической системы. Азот. Строение атома, строение молекулы, степени окисления. Круговорот азота в природе. Получение, физические и химические свойства азота. Аммиак, строение молекулы, получение, физические и химические свойства. Восстановительные свойства аммиака. Аммиачная вода. Соли аммония, их получение. Термическое разложение солей аммония. Оксиды азота, их получение и основные химические свойства. Азотистая кислота. Окислительно-восстановительные свойства соединений азота со степенью окисления +3. Азотная кислота, ее получение и химические свойства. Окислительные свойства азотной кислоты в реакциях взаимодействия с металлами и неметаллами. Царская водка. Соли азотной кислоты, их термическое разложение. Азотные удобрения. Фосфор, строение атома, степени окисления. Аллотропия. Физические и химические свойства. Фосфин. Фосфиды, их гидролиз. Оксиды фосфора (III) и (V), их получение, свойства. Ортофосфор-ная кислота, ее получение. Одно-, двух- и трехзамещен-ные фосфаты. Их растворимость и гидролиз. Метафос-форная кислота, ее общая характеристика. Фосфорные удобрения. [c.7]

    Гибридизация в молекулах воды и аммиака. Строение молекул воды, аммиака и аналогичных им соединений было уже рассмотрено в предположении, что образуется чистая р-связь. При этом было рассчитано, что угол НХН должен быть равен 90°, т. е. значению, намного отклоняющемуся от опытных данных как для воды, так и для аммиака. Строение молекул этих соединений можно рассмотреть, предположив гибридизацию связей [12]. [c.195]

    РиС 1Х-3. Строение молекулы аммиака. [c.384]

    Строение молекул некоторых сложных веществ — аммиака, воды, диоксида углерода и метана — можно изобразить схемами  [c.104]

    Пространственное строение молекулы аммиака рассмотрено в разд. 4.5.5 п [c.428]

    Трифторид азота NF3 в обычных условиях — бесцветный газ (т. кип. —129°С, т. пл. —209°С). Получают его при окислении аммиака фтором. Молекула NFs имеет пирамидальное строение (см. рис. 38), dNF=l,37A, FNF=102°. В отличие от H3N дипольный момент NF3 очень мал, всего 0,2D (стр. 81).

Электронодонорных свойств NF3 практически не проявляет. По отношению к нагреванию и различным химическим воздействиям трифторид весьма устойчив, вступает в реакции только выше 100°С.

В воде он практически нерастворим, гидролиз начинает протекать лишь при пропускании электрической искры через смесь его с водным паром. [c.397]

    Электронная структура н пространственное строение молекулы аммиака рассмотрены в 43. В жидком аммиаке молекулы NHj ((i=l,48D) связаны между собой водородными связями, что обусловливает сравнительно высокую температуру кипения аммиака (—33,4°С), не соответствующую его малой молекулярной массе (17 а. е. м.). [c.399]

    Составьте электронные схемы строения молекул водорода, хлора, азота, воды и аммиака. [c.45]

    Молекулы, состоящие из трех или более атомов с полярными связями, могут быть как полярными, так и неполярными. Это зависит от симметрии строения молекул. Например, молекулы воды и аммиака полярны, распределение электрических зарядов у них такое, что электрические центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадут  [c.94]

    Строение молекул и химические свойства. Строение молекул аминов аналогично строению молекулы аммиака, и поэтому свойства этих веществ сходны. В их молекулах атом азота имеет одну неподеленную пару электронов. [c.5]

    Для многих молекул о симметрии равновесной конфигурации (но не о расстояниях) удается судить уже по самому существованию или отсутствию спектра. Так, ИК-вращательный спектр аммиака указывает на пирамидальное строение молекулы, поскольку плоская молекула ХУз не имеет дипольного момента и неактивна в ИК-спектре.

Аналогично существование вращательного ИК-спектра молекулы НгО указывает на нелинейность молекулы, так как линейные симметричные молекулы неполярны. Так как ИК- и МВ-вращательные спектры связаны с наличием дипольного момента, то, изучая эффект Штарка в МВС, можно определить дипольный момент люлекулы. [c.

170]

    Опишите строение молекулы аммиака и объясните высокую яолярность молекулы, резко выраженную склонность к донорно- [c.62]

    Еще будучи студентом третьего курса, В. С. Гутыри под руководством доцента Е. Познера участвовал в научно-исследовательских работах лаборатории количественного анализа АКИМ им. М. А. Азизбекова. Первая его публикация посвящена применению газообразного аммиака для количественного определения алюминия (1932 г.).

4]

    Сказанное проиллюстрируем на примере строения молекул метана, аммиака и воды. Центральные атомы этих молекул образуют химические связи за счет электронов 5р -гибридных орбиталей. У атома углерода на четыре 5/ -гибридные орбитали приходится четыре электрона  [c.67]

    Выше отмечалось, что валентные углы в молекулах Н2О и N1 ] не точно соответствуют расположению р-орбиталей и это обусловлено некоторым вкладом 5-электронов в образование химической связи. Такой вклад есть не что иное, как гибридизация.

Электронное строение молекул воды и аммиака выражается схемами, показанными иа с. 91. Четыре пары электронов в этих молекулах занимают четыре орбитали, которые близки к гибридным.

Отличие валентных углов от тетраэдрических объясняется тем, что гибридизация в данном случае неполная. [c.94]

    Химические свойства аммиака определяются особенностями строения молекулы ЫНз. [c.131]

    Строение молекулы. Азот образует с водородом несколько соединений, из которых важнейшим является аммиак. Электронная формула молекулы аммиака такова  [c.106]

    Выше указывалось, что валентные углы в молекулах Н2О н ННз не точно соответствуют расположению р-орбнталей и это обусловлено некоторым вкладом -электронов в образование химической связи. Такой вклад есть ни что иное, как гибридизация. Электронное строение молекул воды и аммиака выражается схемами [c.88]

    Аммиак. Строение молекулы. Окислительно-зосстановительные свойства. Растворение в воде, гидрат аммиака и e o свойства. Соли аммония, их гидролиз и термическое разлсясенис. Получение аммиака в лаборатории и в промышленности. [c.133]

    Строение молекулы МНз рассмотрено ранее (см. рис. 3.4). Она имеет форму пирамиды. Химическая связь Ы—Н полярная положительный заряд сосредоточен на атомах водорода, отрицательный — на атоме азота. Вследствие этого между молекулами аммиака образуется водородная связь, что можно изобразить так  [c.189]

    БОРАЗОЛ BзNзHe — бесцветная прозрачная жидкость, т. кип. 55° С по строению молекулы, физическим и химическим свойствам напоминает бензол. Получают при нагревании диборана ВгНа в струе аммиака. [c.46]

    На месте, оставшемся после крушения теории радикалов, Жерар начал строить новое здание, подойдя к органической молекуле не со стороны ее углеродистого радикала, а как бы с противоположной точки зрения со стороны функциональной группы.

Не претендуя на познание строения молекулы, опираясь лишь на известные аналогии в поведении веществ, Жерар сформулировал теорию типов, согласно которой органические соединения можно сопоставлять с простейшими неорганическими веществами (водород, хлористый водород, вода, аммиак) и рассматривать их как аналоги неорганических молекул, в которых вместо водорода помещены органические остатки. Теория типов содействовала становлению учения о валентности, поскольку стало ясным, какое число атомов или групп может быть связано с водородом, кислородом, азотом. Максимальной вершины теория типов достигла в работах Кекуле, который установил тип метана и тем самым открыл четырехвалент-ность углерода. Кекуле принадлежит также огромная заслуга в том, что он обнаружил способность атомов углерода насыщать валентность друг друга, т, е. образовывать цепи. И все же Кекуле не сделал решающего шага, необходимого для того, чтобы стать творцом принципиально новой теории последователь Жерара, он продолжал считать химическую конституцию тел непознаваемой, а свои формулы — лишь удобным способом описания некоторых превращений и аналогий веществ. [c.8]

    В качестве примера определения геометрической конфигурации молекул, содержащих неэквивалентные электронные пары рассмотрим строение молекулы аммиака NHз. В данной молекуле азот (электронная конфигурация 7N…

25 2р 2р 2р ) и три атома водорода ( И 1з ) образуют за счет (1 + 1)-взаимодействий 3 поделенные электронные пары. Четвертая — неподеленная электронная пара принадлежала атому азота и до образования связей. Таким образом, на электронной оболочке азота в молекуле NHз находятся 4 электронные пары.

    При обобщении знаний учащихся о структуре веществ весьма эффективно использование наложений графопособий для характеристики геометрии и пространственного строения молекул (например, молекул фтороводорода и воды, воды и аммиака, аммиака и метана).

При изучении типов гибридизации электронных орбиталей метод наложения позволяет проследить последовательность изменения энергий связей, форм электронных облаков, величин валентных углов и т. д., что обеспечивает более целенаправленное понимание теоретических вопросов.

Новые возможности открывают прием, обратный наложению,— снятие транспарантов, что позволяет выделить детали, укрупнить их, освободив фон от других частей изображения.

Так, в обучении химии снятие дает возможность выделить формулы веществ в уравнениях реакций, тепловые эффекты реакций, показать закономерность изменения свойств, физических констант и т. д. [c.130]

    Рассмотрим несколько простых примеров. Из двух мыслимых вариантов (а и б) строения молекулы аммиака (рис. 63) выбираем б, поскольку измерения показывают, что молекула полярна (см. также стр. 179). Мы синтезировали дихлорбензол СвН4С1г. Какой из трех  [c.139]

    Возникает и такой вопрос если для молекул воды и аммиака характерна 5р -гибридизация, то почему угол между связями получается значительно меньше по сравнению с тетраэдрическим Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к схемам строения молекул метана СН4, аммиака ЫНз и воды НаО (см. рис. 17).

Как видно из рисунка 17, а, у атома углерода все четыре 5/ -гибридные орбитали заполнены свя-зываюш,ими электронными парами. У атома азота (рис. 17, б) только три 5р-гибрндные орбитали заполнены связывающими электронными парами, а четвертая 5р -гибридная орбиталь заполнена неподеленной электронной парой. У атома же кислорода (рис.

У атома азота одна такая пара, поэтому угол отклонения от тетраэдрического небольшой и составляет 107,3°. У атома кислорода их уже две, поэтому угол отклонения от тетраэдрического больше и составляет 104,5°. [c.79]

    Фтористый водород выше 19,5 °С представляет собой бесцветный газ с резким раздражаюш им дыхательные пути действием, а ниже указанной температуры кипения — легкоподвижную бесцветную жидкость.

Благодаря особенностям химического строения молекула НР характеризуется высоким значением электрического момента диполя (0,64-Кл-м), превосходящим электрический момент диполя воды, сернистого газа и аммиака.

Жидкий фторид водорода имеет большую величину диэлектрической постоянной, равную 83,6 при О °С, НР ассоциирован за счет водородных связей в (НР) , где п изменяется от 1 до 4 в парах, а в жидком фтористом водороде л>4. [c.353]

    Моменты днполей связей. МО в двухатомных и многоатомных молекулах с полярными связями. Строение молекул гидридов. Строение молекулы диборана. Тетраэдрическая пятиатомная молекула метана. Пирамидальная четырехатомная молекула аммиака. Уголковая трехатомная молекула воды. Двухатомная молекула фтористого водорода. [c.298]

Источник: https://www.chem21.info/info/6632/

Амины: способы получения, строение и свойства

Амины – это органические производные аммиака NH3, в молекуле которого один, два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы.

R-NH2,   R1-NH-R2,   R1-N(R2)-R3

Строение аминов

Атом азота находится в состоянии sp3-гибридизации, поэтому молекула имеет форму тетраэдра.

Также атом азота в аминах имеет неподелённую электронную пару, поэтому амины проявляют свойства органических оснований.

Классификация аминов

По количеству углеводородных радикалов, связанных с атомом азота, различают первичные, вторичные и третичные амины.

По типу радикалов амины делят на алифатические, ароматические и смешанные.

Амины	Первичные	Вторичные	Третичные
Алифатические	МетиламинCH3-NH2	ДиметиламинCH3-NH-CH3	Триметиламин(CH3)3N
Ароматические	ФениламинC6H5-NH2	Дифениламин(C6H5)2NH	Трифениламин(C6H5)3N
Смешанные	МетилфениламинCH3-NH-C6H5	Диметилфениламин(CH3)2N-C6H5

Номенклатура аминов

• Названия аминов образуют из названий углеводородных радикалов и суффикса амин. Различные радикалы перечисляются в алфавитном порядке.

• При наличии одинаковых радикалов используют приставки ди и три.
• CH3-NH2                   Метиламин                       
• СH3CH2-NH2            Этиламин  
• CH3-CH2-NH-CH3    Метилэтиламин  
•  (CH3)2NH                 Диметиламин

• Первичные амины могут быть названы как производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены на аминогруппы -NH2.

В этом случае аминогруппа указывается в названии приставкой  амино-:

1-Аминопропан	1,3-Диаминобутан
CH3-CH2-CH2-NH2	NH2-CH2-CH2-CH(NH2) -CH3

• Для смешанных аминов, содержащих алкильные и ароматические радикалы, за основу названия обычно берется название первого представителя ароматических аминов – анилин.

Например, N-метиланилин:

   Символ N- ставится перед названием алкильного радикала, чтобы показать, что этот радикал связан с атомом азота, а не является заместителем в бензольном кольце.

Изомерия аминов

Для аминов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения аминогруппы и изомерия различных типов аминов.

Изомерия углеродного скелета

Для   аминов характерна изомерия углеродного скелета (начиная с С4H9NH2).

Например. Формуле С4Н9NH2 соответствуют два амина-изомера углеродного скелета.

н-Бутиламин (1-аминобутан)	Изобутиламин (1-амин-2-метилпропан)

Изомерия положения аминогруппы

Для аминов характерна изомерия положения аминогруппы (начиная с С3H9N).

Например.Формуле С4Н11N соответствуют амины положения аминогруппы.

1-Аминобутан (н-бутиламин)	2-Аминобутан (втор-бутиламин)

Изомерия между типами аминов

Например. Формуле  С3Н9N соответствуют первичный, вторичный и третичный амины.

Пропиламин(первичный амин)	Метилэтиламин (вторичный амин)	Триметиламин(третичный амин)

Физические свойства аминов

1. При обычной температуре низшие алифатические амины CH3NH2, (CH3)2NH и (CH3)3N – газы (с запахом аммиака), средние гомологи – жидкости (с резким рыбным запахом), высшие – твердые вещества без запаха.

         

2. Ароматические амины – бесцветные жидкости с высокой температурой кипения или твердые вещества.
3. Первичные и вторичные амины образуют слабые межмолекулярные водородные связи:

• Это объясняет относительно более высокую температуру кипения аминов по сравнению с алканами с близкой молекулярной массой.
•  Амины также способны к образованию водородных связей с водой:
• Поэтому низшие амины хорошо растворимы в воде.

 С увеличением числа и размеров углеводородных радикалов растворимость аминов в воде уменьшается. Ароматические амины в воде не растворяются.

Химические свойства аминов

Амины имеют сходное с аммиаком строение и проявляют подобные ему свойства.Как в аммиаке, так и в аминах атом азота имеет неподеленную пару электронов:

Аммиак  :NH3

Первичный амин    R–:NH2

Поэтому амины и аммиак обладают свойствами оснований.

1. Основные свойства аминов

Алифатические амины являются более сильными основаниями, чем аммиак, а ароматические — более слабыми.

Это объясняется тем, что радикалы СН3–, С2Н5–  увеличивают электронную плотность на атоме азота:

Это приводит к усилению основных свойств.

Основные свойства аминов возрастают в ряду:

1.1. Взаимодействие с водой

В водном растворе амины обратимо реагируют с водой. Среда водного раствора аминов — слабощелочная:

1.2. Взаимодействие с кислотами

1. Амины реагируют с кислотами, как минеральными, так и карбоновыми, и аминокислотами, образуя соли (или амиды в случае карбоновых кислот):
2. При взаимодействии аминов с многоосновными кислотами возможно образование кислых солей:

1.3. Взаимодействие с солями

Амины способны осаждать гидроксиды тяжелых металлов из водных растворов.

Например, при взаимодействии с хлоридом железа (II) образуется осадок гидроксида железа (II):

2. Окисление аминов

Амины сгорают в кислороде, образуя азот, углекислый газ и воду. Например, уравнение сгорания этиламина:

3. Взаимодействие с азотистой кислотой

Первичные алифатические амины при действии азотистой кислоты превращаются в спирты:

Это качественная реакция на первичные амины – выделение азота.

Вторичные амины (алифатические и ароматические) образуют нитрозосоединения — вещества желтого цвета:  

4. Алкилирование аминов

• Первичные амины  способны взаимодействовать с галогеналканами с образованием соли вторичного амина:
• Из полученной соли щелочью выделяют вторичный амин, который можно далее алкилировать до третичного амина.

Особенности анилина

Анилин С6H5-NH2 – это ароматический амин.

Анилин – бесцветная маслянистая жидкость с характерным запахом. На воздухе окисляется и приобретает красно-бурую окраску. Ядовит.  В воде практически не растворяется.

При 18 оС  в 100 мл воды растворяется 3,6г анилина. Раствор анилина не изменяет окраску индикаторов.

Видеоопыт изучения среды раствора анилина можно посмотреть здесь.

Для анилина характерны реакции как по аминогруппе, так и по бензольному кольцу.

• Бензольное кольцо уменьшает основные свойства аминогруппы по сравнению алифатическими аминами и даже с аммиаком:

Анилин не реагирует с водой, но реагирует с сильными кислотами, образуя соли:

• Бензольное кольцо в анилине становится более активным в реакциях замещения, чем у бензола.

Реакция с галогенами идёт без катализатора во все три орто- и пара- положения.

Качественная реакция на анилин: реагирует с бромной водой с образованием 2,4,6-триброманилина (белый осадок ↓).

Видеоопыт бромирования анилина можно посмотреть здесь.

Получение аминов

Первичные амины можно получить восстановлением нитросоединений.

• Восстановление сульфидом аммония (реакция Зинина):

• Алюминий или цинк в щелочной среде.

1. Алюминий и цинк реагируют с щелочами с образованием гидроксокомплексов.
2. В щелочной и нейтральной среде получаются амины.
3. Восстановлением нитробензола получают анилин.

• Металлами в кислой среде – железом, оловом или цинком в соляной кислоте.

• При этом образуются не сами амины, а соли аминов:
• Амины из раствора соли  выделяют с помощью щелочи: 

Алкилирование аммиака и аминов

1. При взаимодействии аммиака с галогеналканами происходит образование соли первичного амина, из которой действием щелочи можно выделить сам первичный амин.
2. Если проводить реакцию с избытком аммиака, то сразу получится амин, а галогеноводород образует соль с аммиаком:

Гидрирование нитрилов

Таким образом получают первичные амины. Возможно восстановление нитрилов водородом на катализаторе:

.

Соли аминов

• Соли аминов — это  твердые вещества без запаха, хорошо растворимые в воде, но не растворимые в органических растворителях (в отличие от аминов).

• При действии щелочей на соли аминов выделяются свободные амины:

Видеоопыт взаимодействия хлорида диметиламмония с щелочью с образованием диметиламина можно посмотреть здесь.

• Соли аминов вступают в обменные реакции в растворе:

• Взаимодействие с аминами.

Соль амина с более слабыми основными свойствами может реагировать с другим амином, образуя новую соль (более сильные амины вытесняют менее сильные из солей):

Источник: https://chemege.ru/aminy/

Физические и химические свойства аммиака

Билет № 24

1. Аммиак: состав молекулы, химическая связь в молекуле. Физические и химические свойства аммиака

Молекулярная формула аммиака   NH3. Три атома водорода соединены с азотом ковалентными полярными связями (азот более электроотрицателен). В образовании связей принимают участие три неспаренных электрона азота и по одному электрону водорода. Структурная формула:
H – N – H
       |
      H

Молекула аммиака имеет форму треугольной пирамиды, в вершинах которой находятся атомы азота и водорода.Угол между связями N–H около 107°

Аммиак — бесцветный газ с характерным резким запахом. Легче воздуха, его можно собирать в перевернутые вверх дном сосуды.

При последующем испарении поглощается много тепла, поэтому его используют в качестве хладагента в холодильных установках.

Аммиак химически активен.

Наличие у атома азота неподелённой электронной пары, не участвующей в образовании связей, делает возможным присоединение протона и образования еще одной, донорно-акцепторной связи, обозначаемой стрелкой:
       H
        l

[H – N → H ]+

        l

       H

• Ион аммония образуется, например, при растворении аммиака в воде:
• NH3 + H2O NH4+ + OH−
• Поэтому раствор аммиака обладает щелочными свойствами и окрашивает индикатор фенолфталеин в малиновый цвет. 
• Аммиак взаимодействует с кислотами. Если близко поднести стеклянные палочки, смоченные концентрированным раствором аммиака и концентрированной соляной кислотой, образуется «дым» из кристалликов хлорида аммония:
• NH3 + HCl = NH4Cl 
• Аммиак горит в кислороде с образованием молекулярного азота:
• 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
• В присутствии платины в качестве катализатора, азот аммиака окисляется до оксида азота (II):
• 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

Эта реакция используется в производстве азотной кислоты и азотных удобрений. 10%-ный раствор аммиака в воде используется в медицине под названием «нашатырный спирт». 

При нагревании аммиак разлагается (реакция обратная синтезу):

2NH3 N2 + 3H2

2. Опыт. Распознавание раствора соли серной кислоты среди трех предложенных растворов солей

1. Для распознавания соли серной кислоты капаем в каждую пробирку раствор хлорида бария.

   Там, где находится сульфат, выпадет белый кристаллический осадок, нерастворимый в концентрированной азотной кислоте:

2. Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl
3. или в ионном виде:
4. Ba2+ + SO42−= BaSO4↓
5. Если среди растворов будет карбонат (тоже выпадает в осадок с Ba2+):

1. Делим каждый раствор на две порции и капаем в первую тройку соляную кислоту. В пробирке с карбонатом выделится газ.
2. Оставшиеся два раствора испытываем на сульфат.

автор: Владимир Соколов

Источник: https://staminaon.com/ru/chemistry/chemistry_9-24.htm