Bài 7: Nitơ

NITƠ

1.Cấu hình phân tử

- Nitơ là nguyên tố thuộc nhóm VA nên có phân lớp electron ngoài cùng có 3 electron độc thân

Cấu hình electron : 1s²2s²2p³

- Hai nguyên tử Nito liên với nhau bằng ba liên kết cộng hóa trị tạo thành phân tử N₂

2.Tính chất vật lí

- Nitơ là chất khí không màu, không mùi, không vị, nhẹ hơn không khí, hóa lỏng ở -196^oC

- Nitơ không duy trì sự cháy và sự hô hấp

3.Tính chất hóa học 

Nitơ là nguyên tố nhóm VA nên có khuynh hướng nhận thêm 3 điện tử để tạo cấu hình bền :

\(X + 3e \to X^{3-}\)

Nguyên tử Nitơ có độ âm điện chỉ nhỏ hơn độ âm điện của flo,clo và oxi.Nitơ vừa thể hiện tính oxi hóa, vừa thể hiện tính khử nhưng tính oxi hóa vẫn trội hơn tính khử

a) Tính oxi hóa :

- Tác dụng với hidro : Ở nhiệt độ trên 400^oC , áp suất cao và có mặt chất xúc tác. Đây là phản ứng thuận nghịch và tỏa nhiệt.

\(N_2 + 3H_2 \buildrel{{t^o,p,xt}}\over\rightleftharpoons 2NH_3\ \) ΔH = -92 kJ

- Tác dụng với kim loại : Tạo muối nitrua

\(6Li + N_2 \to 2Li_3N(\text{Liti nitrua})\\ 3Mg + N_2 \xrightarrow{t^o} Mg_3N_2(\text{Magie nitrua})\)

b) Tính khử :

Ở nhiệt độ ở hồ quang điện, nitơ kết hợp trực tiếp với oxi tạo khí nito monooxit. Sau đó, khí NO kết hợp ngay với oxi trong không khí ở điều kiện thường tạo khí nitơ đioxit màu nâu đỏ

\(N_2 + O_2 \xrightarrow{3000^oC}2NO \xrightarrow{O_2}NO_2\)

4.Trạng thái tự nhiên

Nitơ tồn tại ở dạng tự do và dạng hợp chất :

- Ở dạng tự do : Tồn tại hai đồng vị \(^{14}_{7}N(99,63\%)\) và \(^{15}_{7}N(0,37\%)\)

- Ở dạng hợp chất : Có nhiều trong khoáng vật Natri nitrat(diêm tiêu Natri), có trong thành phần protein,axit nucleic,...

5.Điều chế

a) Trong công nghiệp 

Sản xuất bằng phương pháp chưng cất phân đoạn không khí lỏng :

Không khí \(\xrightarrow{\text{Loại bỏ khí cacbonic,hơi nước}}\) Hỗn hợp khí \(\xrightarrow{\text{Hóa lỏng đến}\ -196^oC}\) Nito sôi và được tách ra

b) Trong phòng thí nghiệm

Đun nóng nhẹ dung dịch bão hòa muối amoni nitrit :

\(NH_4NO_2 \xrightarrow{t^o} N_2 + 2H_2O\)

Ngoài ra, còn có thể điều chế bằng cách đun nóng nhẹ dung dịch muối Natri nitri và amoni clorua :

\(NH_4Cl + NaNO_2 \xrightarrow{t^o} N_2 + NaCl + 2H_2O\)