Молекула азотной кислоты HNO3

 Теория:

Молекула азотной кислоты — это химическое соединение с формулой HNO₃.

Простыми словами, это очень важная и сильная кислота, которая состоит из:

• одного атома Водорода (H)
• одного атома Азота (N)
• трех атомов Кислорода (O)

Эти атомы соединены между собой химическими связями, образуя стабильную, но очень реакционноспособную молекулу.

Основные характеристики и свойства молекулы

Молекула азотной кислоты имеет химическую формулу HNO₃.

Состав:

Одна молекула HNO₃ состоит из:

1. Одного атома водорода (H).
2. Одного атома азота (N).
3. Трех атомов кислорода (O).

Структура (Геометрия)

1. Молекула азотной кислоты имеет плоскую (планарную) структуру.
2. Атом азота находится в центре, и к нему присоединены три атома кислорода.
3. Один атом кислорода связан с азотом двойной связью (N=O).
4. Один атом кислорода связан с азотом одинарной связью и также связан с атомом водорода (N-O-H).
5. Третий атом кислорода связан с азотом одинарной связью, но также участвует в резонансе, что означает, что его связь с азотом имеет промежуточный характер между одинарной и двойной. Заряд на азоте при этом +1, а на одном из кислородов -1.
6. Молекула является полярной из-за неравномерного распределения электронной плотности.

Молекулярная масса

1. Атомная масса водорода (H) ≈ 1.008 а.е.м.
2. Атомная масса азота (N) ≈ 14.007 а.е.м.
3. Атомная масса кислорода (O) ≈ 15.999 а.е.м.
4. Молекулярная масса HNO₃ = 1.008 + 14.007 + (3 × 15.999) = 1.008 + 14.007 + 47.997 = 63.012 а.е.м.
5. Молярная масса HNO₃ ≈ 63.01 г/моль.

Физические свойства (чистой азотной кислоты)

1. Агрегатное состояние: Жидкость.
2. Цвет: В чистом виде бесцветная, но часто приобретает желтоватый или коричневатый оттенок из-за разложения с образованием оксидов азота (например, NO₂).
3. Запах: Едкий, удушливый.
4. Плотность: Около 1.51 г/см³ при 20 °C.
5. Температура кипения: ≈ 83 °C.Температура плавления: ≈ -42 °C.
6. Растворимость в воде: Полностью смешивается с водой в любых пропорциях.

Химические свойства

1. Сильная кислота: В водном растворе полностью диссоциирует, отдавая протон (H⁺) и образуя нитрат-ион (NO₃^—).
2. Сильный окислитель: Является очень сильным окислителем, особенно в концентрированном виде, и может реагировать со многими металлами и неметаллами, часто без выделения водорода, а с образованием различных оксидов азота.
3. Нитрация: Используется для введения нитрогруппы (-NO₂) в органические соединения, что важно для производства взрывчатых веществ (например, нитроглицерина, тротила) и красителей.

Применение

1. Производство удобрений (главным образом аммиачной селитры).
2. Производство взрывчатых веществ.
3. Органический синтез.
4. Травление металлов и очистка поверхностей.
5. Лабораторный реагент.

 Пример решения, задача:

Какова масса 0.5 моль азотной кислоты (HNO₃)?

Решение:

Масса (m) = Количество вещества (n) × Молярная масса (M)
m(HNO₃) = 0.5 моль × 63.02 г/моль = 31.51 г.

Ответ: 31.51 г.

Часто задаваемые вопросы