Title CHUYÊN ĐỀ 6.2. PHI KIM - NITROGEN - PHOSPHORUS - SULFUR.docx ✅

CHUYÊN ĐỀ 6.2: PHI KIM – NITROGEN - SULFUR PHẦN I: LÝ THUYẾT (gồm 4 nguyên tố N và S, P, nên bổ sung thêm C cũng như vài phi kim khác) PHẦN A: NGUYÊN TỐ NITROGEN Kí hiệu nguyên tố: N; số hiệu nguyên tử: Z = 7; độ âm điện: 3,04; công thức phân tử: N 2 I. Trạng thái tự nhiên - Trong tự nhiên, nitrogen tồn tại cả ở dạng đơn chất và hợp chất: + Dạng đơn chất, nitrogen (N 2 ) có trong khí quyển của Trái Đất chiếm khoảng 78% thể tích không khí. + Dạng hợp chất, nguyên tố nitrogen tập trung ở một số mỏ khoáng dưới dạng sodium nitrate (thường gọi là diêm tiêu Chile). Nguyên tố nitrogen còn có trong tất cả cơ thể người và động vật, là thành phần cấu tạo nên nucleic acid, protein, … II. Vị trí, cấu tạo và tính chất vật lí 1. Vị trí, cấu tạo - N (Z = 7): 1s 2 2s 2 2p 3 : Ô số 7, chu kì 2, nhóm VA. - Số oxi hóa thường gặp của nitrogen: - Phân tử: N 2 : N ≡ N chứa 1 liên kết ba năng lượng liên kết lớn và là phân tử không phân cực. 2. Tính chất vật lí - Ở điều kiện thường, nitrogen là chất khí không màu, không mùi, không vị, tan rất ít trong nước, hóa lỏng ở -196 o C. - 2N/kk 28 d1 29 khí N 2 nhẹ hơn không khí. - Khí nitrogen không duy trì sự cháy và sự hô hấp. Thí nghiệm chứng minh nitrogen không duy trì sự cháy III. Tính chất hóa học - Phân tử N 2 chứa liên kết ba N ≡ N có năng lượng liên kết lớn nên rất khó bị phá vỡ  Ở điều kiện thường N 2 khá trơ về mặt hóa học. - Ở nhiệt độ cao, nitrogen trở nên hoạt động hơn và có khả năng phản ứng với hydrogen (thể hiện tính oxi hóa), oxygen (thể hiện tính khử). 1. Tác dụng với hydrogen (tính oxi hóa) - Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác (Fe) khí nitrogen có phản ứng với khí hydrogen tạo thành khí ammonia (NH 3 ): N 2 (g) + 3H 2 (g) oxt,t,pˆˆˆˆ† ‡ˆˆˆˆ 2NH 3 (g) o r298H = - 92 kJ - Quá trình tổng hợp ammonia trên thường được gọi là quá trình Haber – Bosch (Ha-bơ Bớt). - Phản ứng tổng hợp amonia là quá trình trung gian quan trọng để sản xuất nitric acid, thuốc nổ, đạm nitrate, urea, … 2. Tác dụng với oxygen (tính khử) - Ở nhiệt độ cao trên 3000 o C hoặc có tia lửa điện, nitrogen kết hợp với oxygen tạo thành nitrogen monoxide (NO): N 2 (g) + O 2 (g) ˆˆˆˆˆˆˆ†‡ˆˆˆˆˆˆˆo3000C hoaëctialöûañieän 2NO(g) o r298H = 180kJ - Trong tự nhiên, phản ứng trên xảy ra trong những cơn mưa dông kèm theo sấm sét, khởi đầu cho quá trình chuyển hóa từ nitrogen thành nitric acid (HNO 3 ), sau đó HNO 3 tan trong nước phân li ra ion nitrate (NO 3 - ) là một dạng phân đạm cần thiết cho cây trồng. - Sơ đồ:  2222OOOHO 2233(1)(2)(3)NNONOHNOHNO