Почему азот является неактивным элементом?
Ответы на вопрос
Коротко: «неактивность» азота в обычных условиях — это про молекулу N₂, а не про атомарный азот. Главная причина — очень прочная тройная связь N≡N, из-за которой большинству реакций с участием азота мешает огромный энергетический барьер.
Чуть подробнее по пунктам:
-
Тройная связь и её прочность.
В N₂ два атома азота связаны одной σ- и двумя π-связями. Эту конструкцию разорвать трудно: энергия разрыва тройной связи очень велика. Пока молекулу не «распаковали», азот как реагент недоступен. Поэтому в обычных условиях (комнатная температура и давление) N₂ почти не реагирует ни с кислородом, ни с водой, ни с большинством веществ. -
Кинетическая, а не термодинамическая инертность.
Многие продукты «химически выгоднее» (термодинамически стабильнее), чем N₂ + что-то ещё. Но чтобы их получить, нужно сначала преодолеть высокий барьер — активировать N₂ (то есть ослабить/разорвать N≡N). Без катализатора или экстремальных условий реакции идут ничтожно медленно. Это классический пример, когда медленная кинетика создаёт видимую «инертность». -
Заполненный октет и слабая поляризуемость.
У каждого атома азота в N₂ завершённый октет; молекула неполярна и слабо поляризуема. Ей трудно вступать в реакции по механизму донорно-акцепторного взаимодействия или через индуцированную поляризацию — опять же, нужен сильный толчок (высокая температура, плазма, УФ-возбуждение) или «умный» катализатор. -
Малое сродство к электрону и большой разрыв между занятыми и свободными орбиталями.
У N₂ низкое эффективное сродство к электрону и большой «запретный промежуток» между HOMO и LUMO. Это делает молекулу плохим участником реакций, требующих лёгкого приёма/отдачи электрона или возбуждения на низких энергиях. -
Когда азот «оживает».
— При очень высоких температурах (например, в зоне электрической искры, в камере сгорания, при ударе молнии) N₂ начинает окисляться, образуя NOₓ.
— В присутствии сильных катализаторов и водорода при повышенных T и P идёт синтез аммиака (процесс Габера–Боша) — катализатор снижает барьер активации N₂.
— С активными металлами при нагревании образуются нитриды (Li₃N, Mg₃N₂ и т. п.).
— В плазме или под жёстким излучением N₂ диссоциирует на атомарный азот, который уже крайне реакционноспособен.
Итог: азот «неактивен» не потому, что он «не любит» химические связи, а потому что в форме N₂ он уже связан максимально прочно. Без энергии и/или катализатора эту тройную связь почти невозможно вскрыть, поэтому в быту и при нормальных условиях азот выглядит инертным.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Химия
Последние заданные вопросы в категории Химия
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili

