Введение

Открытые около ста с лишним лет назад, азиды сыграли важную роль в истории человечества. Как нестабильные вещества находили применения в качестве взрывчатых веществ, сегодня, когда изучены хорошо изучены механизмы их реакций, азиды являются важными компонентами в химическом производстве.

Целью данной работы служит определение понятия как таковых азидов, азотистоводородной кислоты, их строения, свойств, изучения закономерностей их свойств, основных направлений в применении азидов, и основных методик их синтеза.

Более подробно рассмотрены азиды щелочных металлов.

Азидоводородная кислота и строение азид иона

Окрытие.

Азотистоводородная кислоты была впервые получена Курциусом в 1890г. Он предположил, что как их аммиака и азотистой кислоты образуется азот:

NH3 + HNO2 = N2 +2H2O

так и из гидразина и азотистой кислоты должен получится азоимид:

N2H4 + HNO2 = HN3 + 2H2O

В качестве исходного вещества он применил гидразиды кислот RCONHNH2, которые при взаимодействии с азотистой кислотой образуют соответствующие азоимиды RCON3, например

C6H5CONHNH2 + HONO = C6H5CON3 + H2O

При омылении щёлочью бензоилазоимид расщепляется с образованием солей бензойной и азотистоводородной кислот:

C6H5CON3 +2NaOH = C6H5COONa + NaN3 + H2O

При обработке азида натрия серной кислотой образуется азидоводородная кислота

NaN3 + H2SO4 = HN3 + NaHSO4

Физические свойства.

Чистый HN3 -- это бесцветная жидкость или газ (т. пл. « -80 °С, т. кип. (по оценкам) 35,7 °С, </=1,126 г-см-3 при 0°С). Большие положительные величины энтальпии и свободной энергии образования подчеркивают присущую соединению нестабильность: ?H?обр(1 атм, 298 К) = 269,5 кДж * моль-1, ?G?обр (1 атм, 298 К) = 327,2 кДж * моль-1. В безводном состоянии она может взорваться не только при нагревании, но и от сотрясения:

2HN3 = Н2 + 3N2

Он имеет неприятный, сильно раздражающий запах и является смертельным (хотя и не накапливающимся в организме) ядом; даже при концентрации в воздухе менее 10-4% он может быть опасен.

Водные растворы HN3 по кислотности сравнимы с уксусной кислотой

Химические свойства.

В разбавленных растворах азотистоводородная кислота медленно диспропорционирует:

HN3 + Н2О = N2 + NH2OH

Ион N3- - окислитель. По окислительным свойствам HN3 напоминает HNO3. При взаимодействии с металлами HN3 образует N2 и NH3

Cu + 3HN3 = Cu(N3)2 +N2 + NH3

Ион N3- ещё называют псевдогалогенид ионом

Смесь HN3 и HCl, подобно царской водке, - сильный окислитель за счёт образующегося хлора, способна растворят благородные металлы:

HN3 + 3HCl = NH4Cl + Cl2 + N2

2Pt +3HN3 + 13HCl = 2H2[PtCl5] + 3NH4Cl +3N2

Строение.

В течение длительного времени велась дискуссия по вопросу о строении азотистоводородной кислоты и азидов. Изначально такие учёные как Кекуле, Фишер, исходя из своих и других работ, предлагали циклическую форму строения азид иона

Тиле, изучая строение диазосоединений, пришел к убеждению, что азиды являются аналогами алифатических диазосоединений, и для HN3 предложил линейную формулу строения

Вопрос о строении азотистоводородной кислоты и ее производных решался различными способами

Множество учёных за длительное время провели множество исследований в этой области, в ход шли самые разнообразные методы от простой аналогии с другими веществами и сопоставления реакций, применения парохора (величину связывающую относительную молекулярную массу с величиной поверхностного напряжения), до инфракрасного абсорбционного спектра и изотопного анализа.

В настоящее время большинство исследователей считает, что как ион N3-, так и группа --N3 в ковалентных соединениях имеют линейное строение и азиды могут существовать в виде стабильной формы

и в виде реакционной формы