БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (НИ)
Низшие Н. чрезвычайно взрывоопасны. Некоторые Н. применяют в качестве бризантных взрывчатых веществ, например тринитрофенилметилнитрамин (тетрил), циклотриметилентринитрамин (гексоген), циклотетраметилентетранитрамин (октоген).
Лит.: Химия нитро- и нитрозогрупп, под ред. Г. Фойера, пер. с англ., М., 1972; Овербергер Ч. Дж., Анселм Ж.-П., Ломбардино Дж., Органические соединения со связями азот-азот, пер. с англ., Л., 1970.
М. М. Краюшкин.
Нитраты
Нитра'ты металлов, соли азотной кислоты HNO3. Бесцветные кристаллические вещества; при обычной температуре устойчивы; при высоких температурах легко отдают кислород и являются в этих условиях сильными окислителями (например, 2К NO3 = 2KNO2 + O2). Все Н. металлов хорошо растворимы в воде. В нейтральных и слабокислых растворах Н. получают действием НNO3 на металлы, окислы, некоторые соли, по реакциям обмена, действием NO2 на основания (наряду с нитритами) и др. Н. некоторых элементов (Na, К, Ca) встречаются в природе; из них практическое значение имеют только месторождения NaNO3 (чилийская селитра). Н. широко применяют как удобрения (соли Na, К, NH4, Ca), в производстве взрывчатых веществ (соли NH4, Ba), как протраву при крашении (соли Cr, Fe, A1, Cu) и т.д. Н. аммония, щелочных и щелочноземельных металлов называются также селитрами.
Нитраты природные
Нитра'ты приро'дные, класс минералов, представляющих собой природные соли азотной кислоты. Главные минералы Н. п.: натриевая селитра NaNO3; калиевая селитра КNO3; аммонийная селитра NH4 NO3; дарапскит Na3(NO3) · (SO4) · Н2О; нитромагнезит Mg (NO3)2 · 6H2O; нитрокальцит Ca (NO3)2 · 4H2O; нитробарит Ba (NO3)2; герхардтит Cu2(NO3)(OH)3; ликазит Cu6(NO3)2 · (РО4)(ОН)7, буттгенбахит Cu19(NO3)2 · (OH)32Cl4 · 3H2O. Структура Н. п. напоминает структуру карбонатов природных, но менее устойчива вследствие высокой степени поляризации кислорода под действием пятивалентного азота. Встречаются в виде солеобразных масс, выцветов, корочек, налётов. Все селитры хорошо растворяются в воде, обладают охлаждающим вкусом. Значительные месторождения находятся в Чили (провинции Тарапака и Антофагаста), где Н. п. ассоциируют с галогенидами, сульфатами, селенатами и некоторыми иодатами. В этих месторождениях калиевая и натриевая селитра составляют основная часть запасов. Щелочные Н. п. часто формируются при взаимодействии азотистых органических веществ и щелочных солей (например, налёты калиевой и натриевой селитры в полостях и трещинах пород или высыпки). На современном этапе Н.п. добываются в ограниченном количестве (1974); главную массу азотных соединений получают химическим путём (синтез аммиака из азота воздуха и водорода).
Лит.: Костов И., Минералогия, пер. с англ., М., 1971.
М. Д. Дорфман.
Нитраты целлюлозы
Нитра'ты целлюло'зы, нитроцеллюлоза, азотнокислые сложные эфиры целлюлозы общей формулы [СбН7О2(ОН)3-х (ONO2) x] n, где х может меняться от 1 до 3; белая волокнистая рыхлая масса, очень напоминающая целлюлозу. Важнейшая характеристика Н. ц. — степень замещения или содержание азота, в значительной степени определяющие физико-механические, химические и технологические свойства этого полимера. Практическое применение имеют следующие основные виды Н. ц. (в скобках указано содержание азота): коллоксилин (10,7—12,2%), пироксилин № 2 (12,2—12,5%) и пироксилин № 1 (13,0—13,5%); известен также особый вид Н. ц., открытый Д. И. Менделеевым и названный им пироколлодием (12,4%). Плотность Н. ц. 1,58—1,65 г/см2, средняя степень полимеризации коллоксилина 150—600 (молярная масса 37 500—150 000), пироксилинов 1000—2000 (молекулярная масса 250 000—500 000). Растворимость Н. ц. зависит от содержания азота; растворителем для всех служит ацетон; Н. ц. нерастворимы в воде и неполярных растворителях (например, в бензоле, четырёххлористом углероде, бензине); они не стойки к действию кислот и щелочей; разбавленные минеральные кислоты вызывают медленный гидролиз, а щелочи омыляют и разрушают их. Н. ц. обладают низкой атмосферо- и термостойкостью. При нагревании они начинают разлагаться уже при 40—60 °С, причём скорость разложения быстро возрастает с повышением температуры. При быстром нагревании распад Н. ц. может закончиться вспышкой и взрывом. Введение в Н. ц. стабилизаторов (дифениламина, производных мочевины) позволяет повысить их стойкость.
Н. ц. получают нитрованием разрыхлённой и высушенной целлюлозы нитрующей смесью. Полученный продукт многократно промывают водой, раствором соды, опять водой и, если необходимо, обезвоживают (например, этиловым спиртом). Товарный продукт хранят с содержанием 20—40% воды или спирта.
Назначение Н. ц. определяется содержанием в них азота. Коллоксилин применяют для производства целлулоида, пластмасс (этролов), в небольших количествах для кино- и фотоплёнки, для получения нитролаков, нитроклеев и нитроэмалей. Пироксилины применяют для получения бездымного пороха, динамитов и др. взрывчатых веществ. Основной недостаток Н. ц. — горючесть, поэтому они вытесняются ацетатами целлюлозы и синтетическими полимерами.
Н. ц. — одни из первых полимерных материалов, впервые полученные французским химиком А. Браконно в 1832.
Лит.: Роговин 3. А., Химия целлюлозы, М., 1972.
В. Н. Кряжев.
Нитриды
Нитри'ды, соединения азота с более электроположительными элементами, главным образом с металлами. По строению и свойствам Н. подразделяются на три группы:
1) солеобразные Н. металлов I и II групп периодической системы Менделеева, легко разлагающиеся водой с образованием аммиака:
Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
2) ковалентные Н. неметаллов, а также Al, Ga, In, Tl. Эти Н. (особенно AlN, BN, Si3N4) исключительно устойчивы к химическим воздействиям, тугоплавки, термостойки, являются диэлектриками или полупроводниками; особенно важен бора нитрид; 3) металлоподобные Н. переходных металлов (наиболее многочисленная группа). Их строение определяется тем, что атомы азота внедряются в кристаллическую решетку металла; такие Н. во многих случаях не отвечают правилам формальной валентности и представляют нестехиометрические соединения (ZrN, Mn4N, W2N) с широкими областями гомогенности, в пределах которых происходит существенное изменение их свойств. Такие Н. во многом похожи на металлы — имеют высокие электро- и теплопроводность, тугоплавки (например, TiN и HfN плавятся соответственно при 3200 и 3380 °С); отличаются от металлов высокой твёрдостью, хрупкостью, непластичностью. Металлоподобные Н. обладают высокой химической стойкостью.
Н. образуются на поверхности металлов под действием азота или аммиака при 500—900 °С; нитридные покрытия придают металлическим изделиям твёрдость, износостойкость, коррозионную стойкость. Изделия из Н. применяются в технике высоких температур, газотурбостроении, энергетике, космической технике. Некоторые металлоподобные Н. — сверхпроводники (например, NbN и MoN проявляют сверхпроводимость соответственно при 15,6 К и 12 К); полупроводниковые и электроизоляционные свойства Н. используются в технике полупроводников.
Лит.: Самсонов Г. В., Нитриды, К., 1969.
Г. В. Самсонов.
Нитрилы
Нитри'лы карбоновых кислот, цианистые соединения, RC ≡ N, органические производные синильной кислоты. Их структурные изомеры — изонитрилы.
Первый представитель ряда — цианистый водород HCN (формонитрил). Низшие алифатические Н. — жидкости с неприятным запахом, высшие — твёрдые кристаллические вещества, простейший ароматический Н. бензонитрил — бесцветная жидкость с приятным запахом горького миндаля; некоторые свойства Н. приведены в таблице.
Нитрил tкип, °С Плотность при 20°С, г/см3 Ацетонитрил CH3CN 81,6 0,783 Пропионитрил C2H5CN 98 0,785 Бутиронитрил C3H7CN 118 0,794 Стеаронитрил C17H35CN 357 0,818* Бензонитрил C6H5CN 190,7 1,0102*** При 41°С. ** d1515.
Н. восстанавливаются до первичных аминов RNH2; Н. с ненасыщенными углеводородными остатками легко полимеризуются. Например, в промышленности полимеризацией акрилонитрила получают полиакрилонитрильные волокна. Формонитрил, или синильную кислоту, HCN, применяют в производстве акрилонитрила, метакрилонитрил — для получения органического стекла. Под действием кислот и щелочей Н. гидролизуются до карбоновых кислот (II):
