Nitơ là một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố có ký hiệu N và số nguyên tử bằng 7, nguyên tử khối bằng 14. Ở điều kiện bình thường nó là một chất khí không màu, không mùi, không vị và khá trơ và tồn tại dưới dạng phân tử N₂, còn gọi là đạm khí
Cấu tạo phân tử và tính chất vật lí của Nitơ
– Cấu tạo phân tử: N2 (N ≡ N).
– Chất khí, không màu, không mùi, không vị, không duy trì sự sống, sự cháy.
Tính chất hóa học của Nitơ
– Các mức oxi hóa có thể có của N: -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5.
– Vì phân tử chứa liên kết ba rất bền vững nên ở điều kiện thường, nitơ là một chất ít hoạt động chỉ tham gia phản ứng ở nhiệt độ cao. Nitơ vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa.
Cấu tạo phân tử N2
a. Nitơ là chất oxi hóa
– Tác dụng với kim loại → muối nitrua.
+ Nhiệt độ thường chỉ tác dụng với Li:
6Li + N2 → 2Li3N
+ Nhiệt độ cao phản ứng với một số kim loại như Mg, Ca và Al …
2Al + N2 → 2AlN
3Ca + N2 → Ca3N2
– Tác dụng với H2 → Amoniac
N2 + 3H2 ↔ 2NH3 (> 4000C; Fe, p); ΔH = -92kJ
b. Nitơ là chất khử
N2 + O2 ↔ 2NO (Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ 30000C hoặc có tia lửa điện)
2NO + O2 → 2NO2
(khí không màu) (khí màu nâu đỏ)
Điều chế Nitơ
– Trong phòng thí nghiệm: nhiệt phân muối amoni nitrit
NH4NO2 → N2 + 2H2O (t0)
NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2H2O (t0)
– Trong công nghiệp: chưng cất phân đoạn không khí lỏng, dùng màng lọc rây phân tử.
Nhận biết Nitơ
Trong các bài toán nhận biết, N2 thường được để lại để nhận biết sau cùng.
Trạng thái tự nhiên và ứng dụng của Nitơ
– Trong tự nhiên, nitơ tồn tại ở dạng tự do và trong hợp chất:
+ Dạng tự do: Nitơ chiếm 80% thể tích không khí.
+ Dạng hợp chất: có nhiều ở dạng NaNO3 (diêm tiêu natri), trong thành phần protein, axit nucleic…
– Ứng dụng: phần lớn được dùng để tổng hợp amoniac từ đó sản xuất ra các loại phân đạm, axit nitric… Dùng làm môi trường trơ cho các ngành công nghiệp luyện kim; nitơ lỏng được dùng để bảo quản máu và các các mẫu sinh học khác….
