Температури кипіння і плавлення у аміаку набагато нижче, ніж у води, незважаючи на близькість молекулярних мас і схожість будови молекул. Це пояснюється відносно більшою міцністю міжмолекулярних зв'язків у води, ніж у аміаку (така межмолекулярная зв'язок називається водневої).
Аміак як розчинник
Висока діелектрична проникність і дипольний момент рідкого аміаку дозволяють використовувати його як розчинник для полярних або іонних неорганічних речовин. Аміак-розчинник займає проміжне положення між водою і органічними розчинниками типу етилового спирту. Лужні і лужноземельні метали розчиняються в аміаку, утворюючи темносині розчини. Можна вважати, що в розчині відбувається сольватация і іонізація валентних електронів по схемі:
Синій колір пов'язують з сольватацией і рухом електронів або з рухливістю «дірок» в рідини. При високій концентрації натрію в рідкому аміаку розчин приймає бронзову забарвлення і відрізняється високою електропровідністю. Незв'язаний лужної метал можна виділити з такого розчину випаровуванням аміаку або додаванням хлориду натрію. Розчини металів в аміаку є хорошими восстановителями. У рідкому аміаку відбувається автоіонізації
аналогічно процесу, що протікає в воді:
Рідкий аміак як розчинник має перевагу в деяких випадках, коли неможливо проводити реакції у воді через швидке взаємодії компонентів з водою (наприклад, окислення і відновлення). Наприклад, в рідкому аміаку кальцій реагує з KCl з утворенням CaCl2 і K, оскільки CaCl2 не розчиняється в рідкому аміаку, а До розчинний, і реакція протікає повністю. У воді така реакція неможлива через швидке взаємодії Ca з водою [8,10].
Газоподібний NH3 виділяється з солей амонію при дії сильного підстави, наприклад, NaOH:
Метод застосуємо в лабораторних умовах. Невеликі виробництва аміаку засновані також на гідролізі нітридів, наприклад Mg3N2, водою. Ціанамід кальцію CaCN2 при взаємодії з водою також утворює аміак. Основним промисловим методом отримання аміаку є каталітичний синтез його з атмосферного азоту і водню при високій температурі і тиску:
Водень для цьогосинтезу отримують термічним крекингом вуглеводнів, дією парів води на вугілля або залізо, розкладанням спиртів парами води або електролізом води. На синтез аміаку отримано безліч патентів, що відрізняються умовами проведення процесу (температура, тиск, каталізатор). Існує спосіб промислового отримання при термічній перегонці вугілля. З технологічною розробкою синтезу аміаку пов'язані імена Ф.Габера і К.Боша [8,9,10].
У з'єднаннях з киснем азот проявляє все ступеня окислення, утворюючи оксиди: N2O, NO, N2O3, NO2 (N2O4), N2O5. Є мізерна інформація про освіту пероксидов азоту (NO3, NO4).
Оксид азоту (I) N2O (монооксид діазота) виходить при термічній дисоціації нітрату амонію:
Молекула має лінійну будову
N2O досить інертний при кімнатній температурі, але при високих температурах може підтримувати горіння легко окислюються матеріалів. N2O, відомий як «звеселяючий газ», використовують для помірної анестезії в медицині.
Оксид азоту (II) NO - безбарвний газ, є одним з продуктів каталітичної термічної дисоціації аміаку в присутності кисню:
NO утворюється також при термічному розкладанні азотної кислоти або при реакції міді з розведеною азотною кислотою:
NO можна отримувати синтезом з простих речовин (N2 і O2) при дуже високих температурах, наприклад в електричному розряді. У структурі молекули NO є один неспарених електронів. З'єднання з такою структурою взаємодіють з електричним і магнітним полями. У рідкому або твердому стані оксид має блакитне забарвлення, оскільки неспарених електронів викликає часткову асоціацію в рідкому стані і слабку дімерізацію в твердому стані: 2NO N2O2.
Оксид азоту (III) N2O3 (триоксид азоту) - ангідрид азотної кислоти:
N2O3 + H2O = 2HNO2.
Чистий N2O3 може бути отриманий у вигляді блакитної рідини при низьких температурах (-20 ° С) з еквімолекулярной суміші NO і NO2. N2O3 стійкий тільки в твердому стані при низьких температурах (т.пл. -102,3 ° С), в рідкому і газоподібному стану він знову розкладається на NO і NO2.
Оксид азоту (IV) NO2 (діоксид азоту) також має в молекулі неспарених електронів (див. Вище оксид азоту (II)). В будові молекули передбачається трехелектронная зв'язок, і молекула проявляє властивості вільного радикала (одна лінія відповідає двом спареним електронам)