Азот - это типичный неметалл

Азот - это представитель пятой группы (главной подгруппы) таблицы Менделеева. Охарактеризуем некоторые особенности данного элемента, а также его значение для живой природы и деятельности человека.

Положение в ПС

Азот - это типичный неметалл, имеющий 7 порядковый номер, относительную атомную массу 14. В его ядре содержится семь протонов и столько же нейтронов, вокруг по двум орбитам движется семь электронов. При нормальных условиях азот - это газ, не имеющий цвета, вкуса и запаха. Растворимость его увеличивается в органических соединениях.

Исторические сведения

Аммиак, азотная кислота, а также соли азота (селитры) были известны гораздо раньше, чем сам газ. В свободном состоянии это простое вещество было выделено в конце восемнадцатого века Д. Резерфордом. Во время эксперимента, связанного с сжиганием под куполом различных веществ, ученому удалось доказать, что внутри остается газ, который не поддерживает горения. Резерфорд назвал его «удушливым воздухом».

Лавуазье предложил называть его азотом, но только к началу 19 века исследования подтвердили инертность этого простого вещества.

Нахождение в природе

Азот - это самый распространенный на Земле элемент. В свободном виде он находится в воздухе (около 78 процентов по объему), входит в составе оксидов, нитратов в литосферу. В небольших количествах он встречается в нефти, каменном угле, живых организмах.

Несмотря на то, что в названии идет речь о «безжизненности», именно азот является важнейшим элементом, который необходим для полноценной жизнедеятельности. В организме живых существ азот находится в составе белковых молекул, участвует в синтезе из аминокислот белков, специфичных для каждого отдельного человека.

Азот принимает участие в природном круговороте, где основная роль принадлежит нитрифицирующим, денитрифицирующим, азотфиксирующим микроорганизмам. Если его удалить из почвы, растения плохо развиваются и быстро гибнут.

Строение атома

Природный азот включает в себя два стабильных изотопа: 14N (около 99 процентов) и 15N (менее 1%). Второй изотоп используют при проведении биохимических и химических исследований в виде меченого атома.

На внешней электронной оболочке атома содержится пять валентных электронов: 2s22р3. В химических реакциях он проявляет окислительные свойства, принимая три электрона.

Учитывая, что на внешнем уровне есть неподеленная пара электронов, возможно не только окисление азота, но и его участие в качестве донора при формировании катиона аммония.

Физические и химические свойства

Азот немного легче воздуха, имеет невысокую температуру кипения (−195,8 °C), небольшую растворимость в воде (2,3 мл/100 г при 0 °C). Данный неметалл является инертным химическим веществом, поэтому возможно только соединение азота с активными металлами, а также реакция с кислородом. В воздухе его оксиды образуются во время грозового разряда.

Заключение

Азот является важным элементом для жизни и деятельности биологических организмов. Большая его часть, добываемая из атмосферного воздуха, используется в промышленном производстве аммиака и азотной кислоты. Кроме того, этот неметалл востребован в качестве инертной среды при проведении металлургических и химических процессов. Азотом заполняют свободное пространство в термометрах, он востребован в холодильных установках.

Азот является основным биогенным элементом, который входит в состав нуклеиновых кислот и белковых молекул. Существенные запасы этого элемента сосредоточены в почве в виде минеральных солей (нитратов) и органических веществ. При синтезе аминокислот осуществляется ферментативный синтез. Полученные кислоты участвуют в образовании первичной структуры белковых молекул.