Положение алюминия в периодической системе и строение его атома

Рис. 1. Молекула оксида азота(I) – N2O

Оксид N2O разлагается при нагревании:

Оксид N2O реагирует с водородом:

N+2O – оксид азота(II), несолеобразующий оксид. Получают NO реакцией меди с кислотой HNO3 (разб.) (рис. 3).

Кристаллическая решетка молекулярная; молекула легкая, слабополярная (электроотрицательность кислорода немного выше, чем у азота). Можно предположить, что температуры плавления и кипения будут низкими, но выше, чем у азота, т. к. полярность молекулы дает возможность подключать электростатические силы притяжения к просто межмолекулярным силам. Образование димера тоже способствует повышению температуры кипения. Строение молекулы позволяет предположить и невысокую растворимость в воде. Оксид азота(II) не имеет ни цвета, ни запаха.

Для получения оксида азота(II) в пробирку помещают немного медных стружек и заливают разбавленную азотную кислоту. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и укрепляют в штативе. Конец газоотводной трубки опускают в кристаллизатор с водой и далее в цилиндр (рис. 3). При нагревании выделяется NO. NO легко окисляется кислородом воздуха, т. е. действует как восстановитель:

В реакции с сернистым газом оксид NO – окислитель:

N+22O3 – оксид азота(III), азотистый ангидрид (ему соответствуют азотистая кислота HNО2 и соли нитриты); это кислотный оксид, для него характерны все свойства кислотных оксидов. Получают оксид N2O3 по реакции:

NO2 + NO N2O3.

N+4O2– оксид азота(IV), диоксид азота, бурый газ (токсичен).

Рассмотрим электроны азота в молекуле NО. Это неспаренный электрон, свободная пара электронов и еще два электрона на связи с кислородом – всего пять. А у атома кислорода, «выходящего на связь», шесть электронов на четырех орбиталях. Если расположить их по два, то одна орбиталь останется свободной. Именно ее и занимает пара электронов атома азота (рис. 4, 5).

Рис. 4. Схема электронного строения молекулы NO2 (первый вариант). (Точками обозначены электроны атомов О, крестиками – электроны атома N)

Рис. 5. Схема электронного строения молекулы NO2 (второй вариант). (Звездочкой обозначен возбужденный атом O, стрелкой – донорно-акцепторная связь.

Раз пара электронов, находящаяся на s-орбитали, «пошла на связь», она просто обязана подвергнуться гибридизации. Возникает вопрос: какой тип гибридизации использует атом? Ответ: три электронные орбитали азота находятся в состоянии sp2-гибридизации. Молекула NO2 угловая, угол 134° (угол больше 120° потому, что 1 электрон отталкивает от себя электроны связи слабее, чем пара электронов) (рис. 6, 7).

Кристаллическая решетка молекулярная, однако, поскольку сама молекула тяжелее NO и склонность к димеризации у нее заметно выше, то плавиться и кипеть это вещество должно при заметно более высоких температурах. Температура кипения составляет 21 °С, поэтому при обычных условиях – 20 °С и 760 мм рт. ст. – оксид азота(IV) жидкий.

Оксид азота (IV) в воде растворяется, одновременно с ней реагируя, и получается при этом сразу две кислоты.

Рис. 6. Молекула NO2 — вид «сверху»

Рис. 7. Молекула NO2 – вид «сбоку», со стороны донорно-акцепторной связи. (Второй атом кислорода не виден за орбиталями атома азота. Заштрихованные кружки – это гибридизованные орбитали атомов, направленные к читателю.)

Актуально о образовании:

Нравственные отношения учителя и учеников в педагогической этике
В педагогической этике рассматриваются нравственные отношения учителя с учащимися. Субъектом нравственных отношений в педагогической среде является учитель. Будучи основным звеном в учебно-воспитательном процессе, он осуществляет самое широкое взаимодействие с учащимися, их родителями. Поэтому он я ...

Задачи физического воспитания детей старшего дошкольного возраста в условиях ДОУ
Основной задачей физического воспитания, как и воспитания вообще в ДОУ, является формирование здорового, всесторонне развитого ребенка. Система работы в МДОУ "Колокольчик" предусматривает обязательное планомерное и систематическое воздействие на ребенка средствами физического воспитания. ...

Личностно-ориентированное педагогическое взаимодействие учителя и учеников при компьютерном обучении
Педагогика сотрудничества, деятельностный подход к учебному процессу, активация учащихся, индивидуализация обучения – все эти тенденции современной педагогики заставляют задуматься о кардинальном переосмыслении роли учителя в учебном процессе. Авторитарная схема синхронного управления классом из не ...