Apa nitrogen? nitrogen Massa. molekul nitrogen

Unsur non-logam grup 15 [Va] Tabel périodik - nitrogen atom 2 kang nggabung mbentuk molekul - wernane, gas mambu lan tasteless babagan bagean gedhe saka atmosfer bumi lan kang sisih kabeh bab urip.

History of ditemokaké

Gas nitrogèn kira 4/5 saka atmosfer bumi. Iku diisolasi ing awal Air Research. Ing taun 1772, Swedia Himik Karl Wilhelm Scheele pisanan kanggo nduduhake sing nitrogen kuwi. Miturut wong, udhara iku saka loro gas, salah siji kang disebut "geni udara", sing kanggo ndhukung pembakaran, lan liyane - .. "kotor online" amarga tetep sawise pisanan migunakaken. Iki padha oksigen lan nitrogen. Around nitrogen padha wis diisolasi déning botanis Skotlandia Daniel Rutherford, sing pisanan diterbitake temonan, sarta kimia Inggris Henry Cavendish lan pendeta Inggris lan ilmuwan Dzhozefom Pristli, sing dienggo bareng karo Scheele kautaman panemuan oksigen. Luwih pasinaon wis ditampilake sing gas anyar yaiku bagean saka nitrat utawa kalium nitrat (KNO _3), lan, patut, wong iki dijenengi saka nitrogen sing ( "menehi saltpeter lair") déning sawijining kimiawan Perancis Chaptal ing 1790 Nitrogèn pisanan lantaran kanggo unsur-unsur kimia saka Lavoisier, kang panjelasan saka peran saka oksigen ing pembakaran disproved ing teori phlogiston - populer ing abad XVIII. kasalahpahaman pembakaran. Ing kasekengan ing unsur kimia iki kanggo ndhukung urip (ζωή Yunani) ana alesan sing Lavoisier jenenge gas nitrogen.

Emergence lan panyebaran

Apa nitrogen? Miturut turah mbrawah saka unsur kimia, kang ditingkat enem. atmosfer bumi kanggo 75,51% dening bobot lan 78,09% volume dumadi saka unsur lan iku sumber utama kanggo industri. atmosfer uga ngandhut sing jumlah cilik saka Ammonia lan amonium uyah, uga oksida nitrogen lan asam nitrat, kawangun sak thunderstorms lan ing mesin pembakaran internal. nitrogen Free ketemu akeh meteorit, gas vulkanik lan mine lan sawetara sumber Mineral, srengenge, lintang lan nebula.

Nitrogen uga ditemokaké ing deposit mineral saka kalium lan sodium nitrat, nanging kanggo ketemu karo kabutuhan manungsa cekap. materi liyane sugih ing unsur iki guano, kang bisa ditemokake ing Caverns, ngendi persil lawa, utawa ing panggonan garing frequented dening manuk. Uga, nitrogen sing ing udan lan lemah ing wangun saka Ammonia lan amonium uyah, lan ing banyu segara ing wangun ion ammonium (NH ₄ ^+), nitrite (NO ₂ ^-) lan nitrat (NO ₃ ^-). rata-rata wis watara 16% saka senyawa organik komplèks kayata protein, sing saiki ing kabeh organisme urip. Isi alam ing bumi lemah ndhuwur iku 0,3 bagean dening 1000. lazim ing papan - saka 3 kanggo 7 atom saben atom Silicon.

Prodhuksi negara paling gedhé saka nitrogen (minangka amonia) ing awal abad XXI, padha India, Rusia, Amerika Serikat, Trinidad lan Tobago, Ukraina.

Produksi komersial lan nggunakake

produksi industri nitrogen adhedhasar distilasi fraksional saka udhara liquefied. suhu didih sawijining padha kanggo -195,8 ° C, 13 ° C luwih murah tinimbang sing saka oksigen, kang mangkono kapisah. Nitrogen uga bisa diprodhuksi ing ukuran gedhe kanthi reaksi pangobongan karbon utawa hidrokarbon ing udhara lan pamisahan karbon dioksida ing asil lan banyu saka nitrogen ampas. Ing ukuran cilik nitrogen murni diprodhuksi dening dadi panas ing azide barium Ba (N _{3) 2.} reaksi Laboratory kalebu dadi panas solusi saka amonium nitrite (NH ₄ NO _2), oksidasi amonia karo solusi bromine banyu utawa karo digawe panas oxide tembaga :

• NH ₄ ^{+ +} NO ₂ ^- → N ₂ + 2H ₂ O.
• 8NH ₃ + 3Br ₂ → N ₂ + 6NH ₄ ^{+ +} 6Br ^-.
• 2NH ₃ + 3CuO → N ₂ + 3H ₂ O + 3Cu.

nitrogen Pokok bisa dipigunakaké minangka atmosfer inert kanggo reaksi mrintahake khusus oksigen lan Kelembapan. Digunakake lan nitrogen Cairan. Hidrogen, metana, karbon monoksida, oksigen, fluorine, lan - mung inti kang, nalika nggodhok titik nitrogen ora ing negara kristal padhet.

Ing industri kimia, unsur kimia iki digunakake kanggo nyegah oksidasi utawa spoilage liyane, minangka diluent inert, a gas reaktif kanggo mbusak panas utawa kimia, uga geni utawa mbledhos inhibitor. Ing industri pangan, gas nitrogen digunakake kanggo nyegah spoilage, lan Cairan - kanggo beku-pangatusan lan cooling sistem. Ing gas industri electrical ngalangi oksidasi lan reaksi kimia liyane, pressurizes klambi ketat kabel lan nglindungi Motors. Metalurgi, nitrogen digunakake ing welding lan brazing, nyegah oksidasi, carburization, lan decarburization. Minangka gas aktif kang digunakake ing produksi karet keropos, plastik lan elastomers, iku serves minangka propellant ing komplong aerosol, lan uga nggawe meksa ing Jet bahan bakar cair. Ing lolohnya, pembekuan kanthi cepet karo nitrogen Cairan digunakake kanggo nyimpen getih, sungsum balung, jaringan, bakteri lan sperma. Sampun ketemu aplikasi ing riset cryogenic.

sambungan

Paling nitrogen ing digunakake ing Pabrik senyawa kimia. Ikatan telung antarane atom saka unsur supaya kuwat (226 kcal saben mole saka kaping pindho luwih dhuwur tinimbang sing saka hidrogen molekul gedhé), sing molekul nitrogen meh lumebu menyang senyawa liyane.

Utama industri cara fiksasi unsur proses Haber-Bosch kanggo sintesis amonia dikembangaké taun Perang Donya II, Jerman kanggo ngurangi katergantungan ing nitrat Chili. Iku kalebu sintesis langsung saka NH ₃ - gas karo pungent, ambu ora enak iritasi - langsung saka sawijining unsur.

Paling amonia iki diowahi asam nitrat (HNO _3), lan nitrates - uyah lan ester saka asam nitrat, soda awu (Na ₂ CO _3), hydrazine (N ₂ H ₄₎ - Cairan colorless digunakake minangka propellant a, lan ing akeh industri pangolahan.

Asam nitrat punika senyawa kimia komersial utama saka unsur. Wernane, Cairan Highly corrosive digunakake ing produksi fertilizers, alami, obat-obatan lan bahan peledak. Amonium nitrat (NH ₄ NO ₃₎ - uyah amonia lan nitrat asam - punika komponèn pupuk nitrogen paling umum.

Oksigen + nitrogen

C formulir sing seri saka oksigen, nitrogen oxides, r. H. nitrous oxide (N ₂ O), kang padha menyang valence saka +1 oxide (NO) (+2) lan dioksida (NO ₂₎ (4). Akeh oksida nitrogen Highly molah malih; lagi sumber utama saka polusi ing atmosfer. oxide nitrous, uga dikenal minangka ngguyu gas, kadhangkala dipigunakaké minangka anesthetic. Nalika dirasakake, iku nimbulaké hysteria entheng. Nitrat oxide ditanggepi kanthi cepet karo oksigen kanggo mbentuk dioxide produk penengah coklat ing asam nitrat lan antioksidan kuwat ing pangolahan kimia lan propellant.

Uga digunakake sawetara nitrides kawangun dening logam karo senyawa nitrogen ing Suhu munggah pangkat. Nitrides saka boron, titanium, zirconium lan tantalum duwe aplikasi khusus. Sawijining wangun kristal saka boron nitride (BN), contone, ora rodok olo kanggo mirah ing atose lan dados Mulane ala digunakake minangka dhuwur-abrasive.

cyanides anorganik ngemot grup CN ^-. Hidrogen sianida utawa asam hydrocyanic HCN, punika Highly molah malih lan gas beracun arang banget kang digunakake kanggo konsentrasi fumigation biji ing proses industri liyane. Cyanogen (CN) ₂ digunakake minangka kimia penengah lan kanggo fumigation.

Azides sing Senyawa kang ngandhut klompok telung atom nitrogen -N _3. Akèh wong sing stabil lan banget sensitif kanggo gawe kaget. Sawetara wong, kayata azide timbal, Pb (N _{3) 2,} digunakake ing Detonators lan primer. Azides, kaya halogen, siap sesambungan karo bahan kimia kanggo mbentuk pluralitas senyawa.

Nitrogen punika bagean sawetara ewu senyawa organik. Akèh wong sing asalé saka Ammonia, hidrogen sianida, cyanogen, nitrous utawa asam nitrat. Amina, asam amino, minangka garam amida, contone, asalé saka Ammonia utawa rapet related kanggo iku. Nitroglycerine lan nitrocellulose - nitrat Ester. Nitrite iki disiapake saka asam nitrous (HNO _2). Purines lan alkaloid sing senyawa heterosiklik kang nitrogen ing nggantosaken siji utawa luwih atom karbon.

Properties lan reaksi

Apa nitrogen? Iku wernane, gas mambu sing aphelion ing -195,8 ° C, wernane, Cairan viskositas kurang. Unsur ana ing wangun N ₂ molekul, dituduhake ing wangun: N ::: N:, kang energi jaminan witjaksono kanggo 226 Kcal saben mole, liyane mung kanggo karbon monoksida (256 kilocalories saben mole). Menawi mekaten, energi aktivasi nitrogen molekul dhuwur banget, supaya ing kahanan normal unsur punika relatif inert. Uga, Highly molekul nitrogen stabil banget nyumbang kanggo kahanan kang ora tetep termodinamika senyawa nitrogen akeh, kang sambungan, malah yen cukup kuwat, nanging hubungan rodok olo nitrogen molekul.

Relatif bubar, lan kemampuan saka molekul nitrogen iki ndadak ditemokake ngawula minangka ligan kanggo senyawa kompleks. Pengamatan sing sawetara solusi saka komplek ruthenium bisa nresep nitrogen atmosfer mimpin apa uga rauh bakal nemu cara prasaja lan luwih saka mbenakake unsur.

nitrogen aktif bisa dijupuk kanthi maringaken gas kurang meksa liwat discharge listrik tegangan tinggi. Prodhuk amber lan luwih siap ditanggepi saka molekul, atom hidrogen, belerang, phosphorous lan macem-macem logam, lan uga saged luluh ora kanggo N ₂ lan O _2.

A pangerten luweh jelas apa nitrogen, bisa dijupuk amerga struktur elektronik kang wis wangun 1 2S ^{2 2 3} 2p. Five kulit elektron external rada layar daya, asil ing pangisian daya nuklir efektif felt ing wilayah saka radius kovalen. atom nitrogen sing relatif cilik lan duwe keelektronegatifan dhuwur, dumunung ing antarane karbon lan oksigen. konfigurasi E kalebu telu external setengah orbitals, Nerjemahake isoh kanggo mbentuk telung ikatan kovalen. Mulane, ing atom nitrogen kudu duwe kerja dhuwur banget, mbentuk karo paling unsur liyane senyawa binar stabil, utamané nalika unsur liyane iku mesti keelektronegatifan beda, imparts sambungan kutub wujud. Nalika unsur liyane keelektronegatifan kutub ngisor ditempelake ing atom nitrogen saka daya negatif sebagean, kang frees elektron unshared sawijining melok obligasi sesambungan. Nalika unsur liyane keelektronegatifan nitrogen sebagean daya positif mesti watesan situs donor saka molekul. Ing kutub kurang amarga amarga saka keelektronegatifan ing witjaksono unsur liyane, Komunikasi kaping dianggep bener liwat siji. Yen ukuran atom mismatch ngalangi ing tatanan saka ikatan sing mbentuk ikatan tunggal kamungkinan kanggo dadi relatif banget, lan sambungan boten stabil.

kimia analitis

Asring persentasi saka nitrogen ing dicampur gas bisa ditemtokake kanthi ngukur volume sawise panyerepan saka komponen saka kimia reagen. Bosok saka asam sulfat ing ngarsane nitrat Mercury pers nitrat oksida, kang bisa diukur minangka gas. Nitrogen punika dibébasaké saka senyawa organik nalika lagi burned liwat oxide tembaga, lan nitrogen free uga diukur minangka gas sawise panyerepan saka produk pembakaran liyane. A cara Kjeldahl kondhang kanggo penentuan bahan kimia dianggep kene ing senyawa organik kasusun ing luluh senyawa karo asam sulfat pekat (opsional ngemot Mercury utawa sawijining oxide, lan macem-macem uyah). Mangkono nitrogen diowahi kanggo amonium sulfat. Nambahake sodium hidroksida Rilis amonia, kang dikumpulake dening asam conventional; jumlah ampas asam unreacted banjur ditemtokake dening titration.

pinunjul Biologi lan psikologi

Peran saka nitrogen ing prakara urip nandheske kegiatan psikologi sawijining senyawa organik. Paling organisme urip ora bisa nggunakake unsur kimia iki dhewe kudu duwe akses kanggo senyawa. Mulane, ing fiksasi nitrogen penting. Ing alam, iki warna amarga saka loro pangolahan dhasar. Salah setunggalipun inggih punika efek saka energi listrik atmosfer, supaya molekul nitrogen lan oksigen berdisosiasi, saéngga atom free kanggo mbentuk ora ana lan ora ana _2. Dioksida banjur apa sing ditanggepi karo banyu: 3NO ₂ + H ₂ O → 2HNO ₃ + NO.

HNO ₃ punika dipun bibaraken lan nerangake bumi saka udan ing wangun saka omben-omben banget. Pungkasanipun asam dadi bagéan saka nitrogen lemah digabungake kang neutralized kanggo mbentuk nitrites lan nitrates. Isi N ing lemah lestarekake biasane mbalekake liwat pembuahan ngemot nitrates lan uyah ammonium. Spin kéwan lan tetanduran lan sing bosok ngasilake senyawa nitrogen menyang lemah lan udhara.

proses mbenakake alam liyane utama kegiatan sing penting saka legumes. Amarga symbiosis karo bakteri, budaya saged nindakake nitrogen atmosfer langsung menyang sawijining senyawa. Sawetara microorganisms, kayata Azotobacter Chroococcum lan Clostridium pasteurianum, bisa kanggo ndandani N. dhewe

gas dhewe, kang inert, aman, kajaba nalika padha ambegan ing meksa, lan punika dipun bibaraken ing getih lan cairan awak liyane ing konsentrasi luwih. Iki bakal nimbulaké efek tamba, lan yen meksa wis suda banget cepet, keluwihan nitrogen dirilis minangka umpluk gas ing macem-macem lokasi awak. Iki bisa nimbulaké pain ing otot lan persendian, pingsan, paralysis sebagean lan malah pati. gejala iki disebut decompression penyakit. Mulane, wong-wong sing dipeksa kanggo ambegan udhara ing kahanan kuwi kudu alon banget kanggo ngurangi tekanan menyang normal kanggo keluwihan nitrogen metu liwat paru-paru tanpa tatanan ing umpluk. A alternatif sing luwih apik kanggo nggunakake dicampur breathable oksigen lan helium. Helium iku akeh kurang telat ing cairan awak, lan resiko sudo.

isotop

Nitrogen ana loro isotop stabil ¹⁴ N (99,63%) lan ¹⁵ N (0,37%). Padha bisa dipisahake dening exchange kimia utawa dening penyebaran termal. massa nitrogen ing wangun isotop radioaktif tiron iku ing sawetara 10-13 lan 16-24. Paling stabil setengah gesang 10 menit. First transmutasi nuklir artificially mlebu iki digawe ing 1919 dening fisikawan Inggris Ernest Rutherford, kang némbakaké nitrogen-14 alpha-partikel dijupuk inti-17 oksigen lan proton.

situs

Akhire dhaptar situs dhasar saka nitrogen:

• nomer atom: 7.
• bobot atom nitrogen: 14,0067.
• titik leleh: -209,86 ° C.
• titik didih: -195,8 ° C.
• Kapadhetan (1 atm, 0 ° C): 1,2506 gram nitrogen saben liter.
• negara oksidasi conventional -3, +3, +5.
• konfigurasi elektron: 1s 2s ^{2 2 3} 2p.