Подгруппа азота

Химия элементов V группы очень разнообразна и, учитывая необычные свойства элементов, при изучнии ее разбивают на две подгруппы - подгруппу азота и подгруппу мышьяка.

Азот (N2) был открыт Дж.Пристли в 1774г. При обычных условиях это газ без цвета и запаха. В природе состоит из двух изотопов 14N (99,6%) и 15N(0,4%).
"азот" (греч.) - безжизненный, не поддерживает дыхание и горение.
Азот - основной компонент воздуха (78% по объему).

немного легче воздуха; плотность 1,2506 кг/м3 (при н.у.)
tпл = - 209,8 ∘C, tкип = -195,8 ∘C
азот сжижается с трудом: плотность жидкого азота 800 кг/м3

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЗОТА
Промышленные способы:
Ректификация (разделение) жидкого воздуха:
сначала улетучивается N2 (tкип= -196∘C);
затем О2 (tкип = -183,0 ∘C) Лабораторные способы:
Окислительно-восстановительное разложение некоторых солей аммония:
Окисление аммиака и солей аммония:

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА:
Молекулярный азот — химически инертное вещество, поэтому легко реагирует только с металлами:
Азот при взаимодействии с металлами проявляет окислительные свойства: образуются нитриды металлов, в которых степень окисления азота равна -3.

С неметаллами азот реагирует тяжелее: для инициирования и ускорения реакций необходимо применять высокие температуры, искровые электрические разряды, ионизирующее излучение, катализаторы (Fe, Cr, V, Ti и их соединения):
Реакция горения азота идет при высокой температуре, в электрическом разряде или в присутствии катализатора:

В возбужденном состоянии фосфор проявляет валентность V, в основном - III. Характерные степени окисления фосфора в соединениях –3, +3, +5; наиболее устойчивой является степень окисления +5.

Р4 - белый фосфор мягкий, как воск, плавится и кипит без разложения, обладает чесночным запахом. На воздухе белый фосфор быстро окисляется (светится зеленоватым цветом). Он нерастворим в воде, но хорошо растворяется в сероуглероде (CS2). Воспламеняется при 35∘C или от трения, поэтому его хранят и режут под слоем воды. Обладает очень высокой химической активностью. При нагревании без доступа воздуха до 250–300 ∘C превращается в красный фосфор.
Ядовит! Противоядием служит сильно разбавленный раствор сульфата меди (II). Он обезвреживает фосфор, переводя его в фосфид меди.

Рn - красный фосфор, полимер; твёрдое порошкообразное вещество тёмно-красного цвета, нерастворимое в воде и сероуглероде По свойствам резко отличается от белого фосфора: не ядовит, не светится в темноте, не растворяется в сероуглероде и других органических растворителях, не обладает высокой химической активностью.
При комнатной температуре медленно переходит в белый фосфор; при нагревании до 200 ∘C под давлением превращается в черный фосфор.

Черный фосфор по виду похож на графит: имеет металлический блеск. По структуре – это неорганический полимер, молекулы которого имеют слоистую структуру.
Полупроводник. Не ядовит. Химическая активность значительно ниже, чем у белого фосфора. На воздухе устойчив. При нагревании переходит в красный фосфор.
Известны также и другие модификации – фиолетовый и коричневый фосфор. Эти разновидности элемента пока ещё не находят широкого практического применения

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФОСФОРА
Наиболее активным в химическом отношении является белый фосфор (но на практике предпочитают работать с красным фосфором). Он может проявлять в реакциях свойства как окислителя, так и восстановителя, например:

1) При взаимодействии с водой фосфор диспропорционирует (является и окислителем и восстановителем одновременно) с образованием фосфина и фосфорноватистой кислоты:
2) С растворами щелочей фосфор образует фосфин и гипофосфиты:

3) Фосфор не реагирует с большинством кислот, однако сильные кислоты-окислители (азотная, серная, хлорная) превращают фосфор в (орто)фосфорную кислоту:

4) Реакция окисления также происходит при поджигании спичек, в качестве окислителя выступает бертолетова соль: