Cyfansoddion nitrogen. priodweddau nitrogen

Rhoi genedigaeth i nitrad - fel y cyfieithu o'r gair Lladin Nitrogenium. teitl hwn nitrogen - yr elfen gemegol gyda rhif atomig o 7, pen 15 fed grŵp yn y fersiwn hir y tabl cyfnodol. Ar ffurf sylwedd syml sy'n cynnwys y ddaear a ddosbarthwyd bag awyr - atmosffer. Mae amrywiaeth o gyfansoddion nitrogen a geir yng nghramen y ddaear, ac organebau byw yn cael eu defnyddio'n eang mewn diwydiannau, milwrol, amaethyddiaeth a meddygaeth.

Pam mae nitrogen o'r enw "tagu" a "difywyd"

Wrth i haneswyr o gemeg yn awgrymu got hon sylwedd syml Henry Cavendish (1777) yn gyntaf. Gwyddonol pasio awyr dros lo poeth ar gyfer amsugno o'r cynhyrchion adwaith gan ddefnyddio alcali. O ganlyniad i brofiad ymchwilydd hyd i nwy di-liw a diarogl, glo unreacted. enw Cavendish yn "awyr mygu" ar gyfer yr anallu i gynnal anadlu a hylosgi.

yn cael ei egluro cemegol modern sy'n ocsigen yn cael ei adweithio â glo, carbon deuocsid yn cael ei ffurfio. Mae'r gweddill "mygu" ar yr awyr oedd i'r rhan fwyaf o'r moleciwlau N _2. Nid yw Cavendish a gwyddonwyr eraill ar y pryd am y mater hwn yn hysbys eto, er bod cyfansoddion nitrogen a nitrad wedyn yn cael eu defnyddio yn eang yn yr economi. Mae'r gwyddonydd gwybod am y nwy anarferol i gydweithiwr i gynnal arbrofion tebyg - Joseph Priestley.

Ar yr un pryd tynnodd Carl Scheele sylw at y gydran anhysbys yr awyr, ond methodd i egluro yn iawn ei darddiad. Dim ond Daniel Rutherford yn 1772 sylweddoli bod yr arbrofion presennol "mygu" "difetha" nwy - nitrogen. Mae rhai gwyddonwyr yn credu ei darganfyddwr - mae'n dal i fod yn trafod haneswyr gwyddoniaeth.

15 mlynedd ar ôl arbrofion Rutherford fferyllydd enwog Antuan Lavuaze arfaethedig i ddisodli'r term awyr "difetha" yn cyfeirio at nitrogen, ar y llaw arall - Nitrogenium. Erbyn yr amser y mae'n ei brofi nad yw'r sylwedd hwn yn llosgi, nid yw'n cefnogi anadlu. Yna yr oedd yr enw Rwsia "nitrogen", sy'n cael ei ddehongli mewn ffyrdd gwahanol. Yn aml yn dweud bod y term yn golygu "difywyd". Mae astudiaethau dilynol wedi gwrthbrofi y gred gyffredin ynghylch priodweddau sylweddau. cyfansoddion nitrogen - proteinau - y prif macromoleciwlau yng nghyfansoddiad organebau byw. Er mwyn adeiladu planhigion amsugno o'r pridd maeth mwynol elfennau angenrheidiol - ^2- ïonau NO ₃ a NH ^4+.

Nitrogen - elfen gemegol

Er mwyn deall y strwythur a'r eiddo atomig yn helpu'r system cyfnodol (PS). Mae lleoliad yr elfen gemegol gall yn y tabl cyfnodol yn diffinio tâl niwclear, nifer o brotonau a niwtronau (rhif màs). Mae angen i roi sylw i werth y màs atomig - mae hyn yn un o brif nodweddion y elfen. cyfnod, cynyddodd nifer yn cyfateb i'r nifer o lefelau egni. Mae fersiwn byr o nifer Grŵp tabl cyfnodol yn cyfateb i nifer yr electronau yn y lefel energaticheskom allanol. Crynhoi y data yn y nodweddion cyffredinol nitrogen gan ei safle yn y system cyfnodol:

• Mae hon yn elfen anfetelig yn y gornel dde uchaf y SS.
• symbol cemegol: N.
• Rhif Eiddo: 7.
• màs atomig cymharol: 14.0067.
• Fformiwla cyfansoddion anweddol hydrogen: NH ₃ (amonia).
• Ffurflenni a ocsid N uwch ₂ O _5, sydd yn hafal i falens o V. nitrogen

Strwythur atom nitrogen:

• tâl niwclear 7.
• Mae nifer y protonau: 7; mae nifer y niwtronau: 7.
• Nifer o Lefelau Ynni: 2.
• Cyfanswm y nifer o electronau: 7; e fformiwla: 1s ² 2s ² 2c ^3.

Astudiodd Manylion isotopau sefydlog № elfen 7, eu rhifau màs - 14 a 15. Mae cynnwys atomau ngoleuni sef 99.64%. Mae cnewyllyn o isotop byrhoedlog ymbelydrol hefyd yn 7 protonau, a nifer y niwtronau yn amrywio'n fawr: 4, 5, 6, 9, 10.

Nitrogen yn natur

Fel rhan o'r moleciwlau aer yn bresennol wain ddaear sylweddau syml, y mae ei fformiwla - N _2. Mae cynnwys nwy nitrogen yn yr atmosffer yn ymwneud â 78.1% cyfaint. cyfansoddion anorganig yr elfen gemegol yng nghramen y Ddaear - amrywiol halwynau amoniwm a nitradau (niter). Cyfansoddion o'r fformiwla ac enwau rhai o'r sylweddau mwyaf pwysig:

• NH _3, amonia.
• NO _2, nitrogen deuocsid.
• NANO ₃ nitrad Sodiwm.
• (NH _{4) 2} SO _4, amoniwm sylffad.

Mae falens y nitrogen yn y ddau gyfansoddyn olaf - IV. Glo, pridd, organebau byw hefyd yn cynnwys atomau N ffurf rhwymo. Nitrogen yn elfen o asidau amino macromoleciwlau, DNA ac RNA niwcleotidau, hormonau a hemoglobin. Mae'r cynnwys cyfanswm Adroddodd yr elfen gemegol yn y corff dynol yn cyrraedd 2.5%.

sylwedd syml

Nitrogen ar ffurf moleciwlau deuatomig - y cyfaint mwyaf a phwysau'r awyr atmosffer. Sylweddau, y mae ei fformiwla yw N _2, nid oes arogl, lliw a blas. Mae'r nwy yn fwy na 2/3 wain daear awyr. Mae'r nitrogen hylifol yn sylwedd di-liw, resembling dŵr. Cornwydydd ar dymheredd o -195,8 ° C. M (N ₂₎ = 28 g / môl. bit sylweddau syml yn haws ocsigen, nitrogen, aer, ei ddwysedd yn agos at 1.

Atomau yn y moleciwl rhwymo yn gadarn 3 rhannu parau electron. Mae'r cyfansoddyn yn arddangos gwrthiant cemegol uchel, sy'n ei wahaniaethu oddi wrth ocsigen a sylweddau nwyol eraill. I moleciwl nitrogen wedi'i rannu yn ei atomau cyfansoddol sy'n angenrheidiol i wario ynni 942.9 kJ / môl. Cyswllt y tri phâr o electronau yn gryf iawn, yn dechrau i dorri i lawr pan gynhesu uwchlaw 2000 ° C.

Nid yw yn ymarferol yn digwydd o dan amodau arferol, y daduniad moleciwlau i mewn i atomau. anadweithedd cemegol hefyd yn cael ei achosi gan nitrogen absenoldeb cyflawn o polaredd yn ei moleciwl. Maent yn rhyngweithio'n wan iawn gyda'i gilydd, a thrwy hynny yn gweithio cyflwr nwyol o mater yn y pwysedd normal ac ar dymheredd yn agos at dymheredd ystafell. gweithgaredd cemegol isel o nitrogen moleciwlaidd yn cael ei ddefnyddio mewn gwahanol brosesau a dyfeisiau lle mae'n angenrheidiol i greu amgylchedd anadweithiol.

Efallai y daduniad o foleciwlau N ₂ yn digwydd o dan ddylanwad ymbelydredd solar yn yr atmosffer uchaf. nitrogen Atomig yn cael ei ffurfio, sy'n adweithio gyda metelau a nonmetals penodol o dan amodau arferol (ffosfforws, sylffwr, arsenig). Y canlyniad yw y synthesis o gyflwr y tir sylweddau yn cael anuniongyrchol.

falens nitrogen

Mae'r gragen electron allanol yr atom yn ffurfio electron 2 s 3 a t. Gall y rhain nitrogen negyddol yn rhoi gronynnau wrth ryngweithio ag elfennau eraill sy'n cyfateb i ei briodweddau lleihau. Sy'n ffinio â'r wythawd coll i 3 atom electron arddangos gallu oxidative. Electronegatifedd nitrogen isod ei eiddo metelaidd yn llai amlwg na fflworin, ocsigen a chlorin. Wrth ryngweithio gydag elfennau cemegol hyn nitrogen yn rhoi electronau (oxidize). Lleihau i ïonau negatif ddilyn gan adwaith gyda metelau a nonmetals eraill.

nitrogen nodweddiadol falens - III. Yn yr achos hwn, y bondiau cemegol yn cael eu ffurfio gan y allanol p-atyniad o electronau a'r comin (rhwymo) pâr greu. Nitrogen yn gallu ffurfio bond rhoddwr-acceptor oherwydd ei pâr unig o electronau, yn ogystal â'r amoniwm ïon NH ^4+.

Cael yn y labordy a diwydiant

Dulliau un labordy sy'n seiliedig ar eiddo oxidative o gopr ocsid. Defnyddiwch cyfansawdd nitrogen gyda hydrogen - amonia NH _3. Mae hyn yn annymunol arogl vzaimoddeystvuet nwy gyda powdwr du copr ocsid. Mae'r adwaith yn deillio yn cynhyrchu nitrogen ac mae'n ymddangos copr metelaidd (powdwr coch). Adneuwyd ar y waliau tiwb waterdrops - cynnyrch adwaith arall.

Dull arall labordy sy'n defnyddio cyfansoddyn nitrogen gyda metelau - azide, er enghraifft NaN _3. Enillwyd gan nwy lle nad oes angen glanhau o halogyddion.

Mae'r labordy yn cael ei dadelfeniad amoniwm nitrid i nitrogen a dŵr. I ddechrau yr adwaith, mae angen gwres, yna bydd y broses yn bwrw ymlaen â'r esblygiad gwres (ecsothermig). Nitrogen yn cael ei halogi gan amhureddau, felly mae'n cael ei lanhau a'i sychu.

Paratoi'r nitrogen yn y diwydiant:

• ddistyllu ffracsiynol aer hylifol - dull, sy'n defnyddio priodweddau ffisegol nitrogen ac ocsigen (yn wahanol berwbwynt);
• adwaith cemegol yr awyr gyda glo poeth;
• gwahanu nwy adsorptive.

Rhyngweithio â metelau a hydrogen - eiddo oxidizing

Nid Inertia moleciwlau parhaol yn caniatáu rhywfaint o synthesis yn uniongyrchol o gyfansoddion nitrogen. I activate 'r atomau angenrheidiol i wresogi cryf neu sylwedd arbelydru. Gall Nitrogen adweithio gyda lithiwm ar dymheredd ystafell, gyda magnesiwm, calsiwm a sodiwm, mae'r adwaith yn bwrw ymlaen yn unig gan wres. Gohebu nitrides metel yn cael eu ffurfio.

Mae'r rhyngweithio o nitrogen gyda hydrogen yn digwydd ar dymheredd uchel a gwasgedd. Hefyd broses hon yn ei gwneud yn ofynnol y catalydd. Amonia a gafwyd - un o'r synthesis cemegol mwyaf pwysig. Nitrogen, fel asiant oxidizing, yn dangos yn eu tri negyddol yn nodi ocsideiddio:

• 3 (cyfansoddion amonia a nitrogen eraill, hydrogen - nitrides);
• -2 (hydrazine N ₂ H _4);
• -1 (hydroxylamine NH ₂ OH).

Y nitrid pwysicaf - Amonia - paratowyd mewn symiau mawr mewn diwydiant. Y broblem fawr am amser hir aros yr anadweithedd cemegol o nitrogen. Mae ei ffynonellau o ddeunyddiau crai yn nitrad, ond dechreuodd cronfeydd mwynau i ostwng yn gyflym gyda'r twf cynhyrchu.

Mae llwyddiant mawr o'r wyddoniaeth a'r arfer chemegol fu o dechneg sefydlogiad nitrogen amonia creu ar raddfa ddiwydiannol. Mewn colofnau arbennig yw drwy synthesis uniongyrchol - proses cildroadwy rhwng nitrogen a geir o'r awyr a hydrogen. Wrth greu amodau gorau posibl, yn symud y cydbwysedd yr adwaith hwn i'r ochr cynnyrch, gan ddefnyddio cynnyrch amonia catalydd yn 97%.

Rhyngweithio gydag ocsigen - lleihau eiddo

Er mwyn cychwyn adwaith nitrogen ac ocsigen, fod gwres cryf. Meddu ar ddigon o egni arc trydan a rhyddhau mellt i atmosffer. Mae'r cyfansoddion anorganig pwysicaf y mae'r nitrogen yn ei datgan ocsidiad cadarnhaol:

• 1 (nitrogen ocsid (I) N ₂ O);
• +2 (NO o nitrogen monocsid);
• 3 (nitrogen ocsid (III) N ₂ O _3, HNO ₂ asid nitrus, halwynau nitraid hynny);
• 4 (nitrogen deuocsid (IV) NO _2);
• 5 (pentoxide nitrogen (V) N ₂ O _5, HNO ₃ asid nitrig, nitradau).

Mae gwerth digwydd yn naturiol

Mae planhigion yn amsugno ïonau amoniwm nitrad a anionau o'r pridd a ddefnyddir ar gyfer y synthesis o adweithiau cemegol o foleciwlau organig yn y celloedd sy'n rhedeg yn gyson. Gall bacteria nodiwl nitrogen atmosfferig cymathu - endidau microsgopig sy'n ffurfio nodiwlau ar wreiddiau codlysiau. O ganlyniad, mae'r grŵp hwn o blanhigion yn derbyn y batri gofynnol, mae'n cyfoethogi'r pridd.

Yn ystod stormydd trofannol yn digwydd adwaith ocsideiddio o nitrogen atmosfferig. Mae'r ocsidau eu diddymu i ffurfio asidau, cyfansoddion hyn o nitrogen mynd i mewn i'r pridd yn y dŵr. Oherwydd y cylch o elfennau mewn natur yn cael eu hailgyflenwi gyson ei chronfeydd wrth gefn yng nghramen y ddaear, yr awyr. moleciwlau organig cymhleth sy'n cynnwys nitrogen yn ei gyfansoddiad, yn cael eu dirywio gan facteria ar gydrannau anorganig.

defnydd ymarferol

Mae'r cyfansoddion nitrogen pwysicaf ar gyfer amaethyddiaeth - a halen hydawdd iawn. Amsugno gan blanhigion wrea nitrad (sodiwm, potasiwm, calsiwm), cyfansoddion amoniwm (dŵr amonia, clorid, sulfate, amoniwm nitrad).
Anadweithiol eiddo nitrogen planhigion anallu i amsugno o'r plwm tu allan i'r angen i wneud dosau mawr yn flynyddol nitradau. Mae rhannau o'r organeb planhigion yn gallu storio pŵer macrocell "ar gyfer y dyfodol", sy'n diraddio ansawdd y cynnyrch. Gormodol nitradau mewn llysiau a all a ffrwythau achosi gwenwyn mewn bodau dynol, twf tiwmorau malaen. Yn ogystal ag amaethyddiaeth, cyfansoddion nitrogen yn cael eu defnyddio mewn diwydiannau eraill:

• ar gyfer paratoi meddyginiaethau;
• ar gyfer synthesis cemegol o gyfansoddion uchel-moleciwlaidd;
• wrth weithgynhyrchu ffrwydron o trinitrotoluene (TNT);
• ar gyfer cynhyrchu lliwiau.

DIM ocsid yn canfod defnydd mewn llawfeddygaeth, y sylwedd yn cael effaith analgesic. Colli teimlad pan sylwodd nwy anadlir bod hyd yn oed yr ymchwilwyr cyntaf Nitrogen priodweddau cemegol. Felly roedd enw cyffredin "nwy chwerthin".

Mae'r broblem o nitradau mewn cynhyrchion amaethyddol

Mae halwynau o asid nitrig - Nitrad - yn cynnwys anion a godir yn unigol NO ^3. defnyddio hyd yr hen enw'r grwp o sylweddau - nitrad amoniwm. Nitradau yn cael eu defnyddio i wrteithio caeau, mewn tai gwydr, gerddi. Dewch a nhw yn gynnar yn y gwanwyn cyn plannu, yn yr haf - ar ffurf feedings hylif. Drwy eu hunain, nid yw'r sylwedd yn achosi perygl mawr i bobl, ond yn y corff, maent yn cael eu trosi i nitradau, ac yna i mewn i nitrosamines. Nitraid NO ^2- ïonau - gronynnau gwenwynig, maent yn achosi ocsideiddio o haearn fferrus yn y moleciwlau hemoglobin yn y ïonau trivalent. Yn y wladwriaeth, nid y prif sylwedd o waed dynol ac anifeiliaid yn gallu cludo ocsigen a gwaredu carbon deuocsid o'r meinweoedd.

Mae'r llygredd nitrad yn fwy peryglus o fwyd ar gyfer iechyd pobl:

• tiwmorau malaen sy'n codi mewn trosi nitradau i nitrosamines (carsinogenig);
• datblygu llid briwiol y coluddyn,
• isbwysedd neu bwysedd gwaed uchel;
• methiant y galon;
• anhwylderau gwaedu
• namau ar yr afu, y pancreas a datblygu diabetes;
• datblygu methiant arennol;
• anemia, cof nam, sylw a chudd-wybodaeth.

Mae'r defnydd ar y pryd o wahanol gynhyrchion gyda dosau mawr o nitradau yn arwain at wenwyn aciwt. Gall y ffynonellau fod planhigion, dwr, prydau cig parod yfed. Mwydo mewn dŵr glân a choginio yn gallu lleihau cynnwys maethol cynnyrch nitrad. Canfu'r ymchwilwyr fod dosau uwch o gyfansoddion peryglus arsylwyd yn cynhyrchu anaeddfed a phlanhigion tŷ gwydr.

Ffosfforws - elfen Pnictogen

Atomau o elfennau cemegol sydd yn yr un golofn fertigol o'r system cyfnodol, arddangos priodweddau cyffredin. Ffosfforws wedi ei leoli yn y trydydd cyfnod, mae'n cyfeirio at y grŵp 15, yn ogystal â nitrogen. elfennau strwythur atomau tebyg, ond mae gwahaniaethau mewn eiddo. Nitrogen a ffosfforws arddangos falens a ocsideiddio negyddol wladwriaeth III yn eu cyfansoddion â metelau a hydrogen.

Mae llawer o adweithiau ffosfforws yn symud ymlaen ar dymheredd arferol, yn elfen gemegol gweithredol. A yw adweithio ag ocsigen i ffurfio P ₂ O ₅ uwch ocsid. Mae gan yr hydoddiant dyfrllyd o'r deunydd hwn priodweddau asid (metaphosphoric). Tra wresogi asid orthophosphoric yn cael ei sicrhau. Mae'n diffinio lluosogrwydd o fathau o halwynau, llawer ohonynt yn y gwrteithiau mwynol, er enghraifft uwchffosfadau. cyfansoddion nitrogen a ffosfforws yn ffurfio rhan bwysig o'r cylch o fater ac egni ar ein planed, a ddefnyddir mewn meysydd diwydiannol, amaethyddol a rhai eraill.