Аммиак принимает протон
Переключай среду вокруг NH₃. Модель показывает неподелённую пару, появление четвёртой связи и источник щелочной среды.
Схема объясняет процесс; размеры, расстояния и цвета частиц условны. Это учебная модель, а не инструкция проведения опыта.
У азота остаётся неподелённая пара
Молекула NH₃ имеет форму треугольной пирамиды: атом N связан с тремя H и сохраняет неподелённую электронную пару. Связи N—H полярны, молекула в целом тоже полярна. Это помогает объяснить взаимодействие с водой.
Неподелённая пара может участвовать в присоединении H⁺ с образованием NH₄⁺. При этом возникает четвёртая связь N—H, а общая частица получает положительный заряд. Число атомов водорода меняется, поэтому NH₃ и NH₄⁺ нельзя смешивать.
NH₃
Три связи N—H и неподелённая пара
Присоединение H⁺
Пара участвует в новой связи
NH₄⁺
Четыре N—H и заряд +1
Молекула NH₃ имеет форму треугольной пирамиды: атом N связан с тремя H и сохраняет неподелённую электронную пару. Связи N—H полярны, молекула в целом тоже полярна.
Вода создаёт щелочную среду
Аммиак хорошо растворяется в воде и частично реагирует с ней: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Образование OH⁻ объясняет щелочную среду. Большая часть растворённого аммиака при обычных условиях остаётся молекулярной.
Обозначение «NH₄OH» иногда используют условно, но оно не должно создавать представление о растворе устойчивых отдельных молекул такого основания. Обратимая запись с NH₃, H₂O и ионами точнее передаёт равновесие.
Равновесие
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
Причина среды
Появление OH⁻
Индикатор
Фенолфталеин окрашивается в достаточно щелочной среде
Аммиак хорошо растворяется в воде и частично реагирует с ней: NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻. Образование OH⁻ объясняет щелочную среду.
Модель молекулы аммиака NH₃
Три связи N—H и пирамидальная форма молекулы помогают объяснить её полярность и взаимодействие с водой.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Кислоты превращают аммиак в соли
При взаимодействии NH₃ с HCl образуется NH₄Cl. Сокращённая запись NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ показывает перенос протона. Это кислотно-основное взаимодействие, в котором степень окисления азота остаётся −3.
Одна молекула NH₃ присоединяет один протон. Поэтому для полной нейтрализации H₂SO₄ до (NH₄)₂SO₄ нужны две молярные порции аммиака. Расчёт строится по числу переносимых H⁺, а не по внешнему сходству формул.
| Кислота | Уравнение | Соотношение NH₃ : кислота |
|---|---|---|
| HCl | NH₃ + HCl → NH₄Cl | 1 : 1 |
| HNO₃ | NH₃ + HNO₃ → NH₄NO₃ | 1 : 1 |
| H₂SO₄ | 2NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ | 2 : 1 |
При взаимодействии NH₃ с HCl образуется NH₄Cl. Сокращённая запись NH₃ + H⁺ → NH₄⁺ показывает перенос протона.
Синтез и окисление связывают темы
Промышленный синтез описывают N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Катализатор ускоряет процесс, а условия подбирают с учётом скорости и равновесия. Повышение давления при прочих равных благоприятствует стороне с меньшим числом газовых молекул — аммиаку.
Окисление NH₃ даёт разные продукты в зависимости от условий: без специального катализатора в школьной схеме N₂, при каталитическом окислении — NO. Последний путь служит началом производства азотной кислоты. Аммиак токсичен; модель рассматривает только химическую сущность.
| Признак / объект | Что означает | Пояснение |
|---|---|---|
| Синтез | N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ | Получение аммиака |
| Горение | 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O | Продукт N₂ |
| Каталитическое окисление | 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O | Путь к HNO₃ |
Промышленный синтез описывают N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. Катализатор ускоряет процесс, а условия подбирают с учётом скорости и равновесия.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 27. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 27. Аммиак.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах