Carl Scheele, kîmyazanê swêdî, û Daniel Rutherford, botanîstê Skotlandî, di sala 1772-an de nîtrojen cuda keşf kirin. Reverend Cavendish û Lavoisier jî bi awayekî serbixwe di heman demê de nîtrojen bi dest xistin. Nîtrojen yekem car ji hêla Lavoisier ve wekî elementek hate nas kirin, ku navê wê kir "azo", ku tê wateya "bêjîn". Chaptal di sala 1790 de navê hêmana nîtrojen da. Nav ji peyva Yewnanî "nître" (nîtrata ku nîtrojenê di nîtratê de heye) girtiye.
Çêkerên Hilberîna Nîtrojenê - Kargeha Hilberîna Nîtrojenê ya Çîn & Pêşkêşker (xinfatools.com)
Çavkaniyên Nîtrojenê
Nîtrojen li ser rûyê erdê 30mîn hêmana herî zêde ye. Bihesibînin ku nîtrojen 4/5 ji qebareya atmosferê, an jî ji% 78 zêdetir e, me hema hema mîqdarên nîtrojenê yên bêsînor li ber destê me hene. Nîtrojen di cûrbecûr mîneralan de di forma nîtratan de jî heye, wek xwêya Şîlî (nîtrata sodyûm), xwêyê an nître (nîtrata potassium), û mîneralên ku xwêyên amonyûmê hene. Nîtrojen di gelek molekulên organîk ên tevlihev de heye, di nav de proteîn û asîdên amînî yên di hemî organîzmayên zindî de hene.
Taybetmendiyên fizîkî
Nîtrojen N2 di germahiya odeyê de gazek bê reng, bê tam û bêhn e û bi gelemperî ne jehrî ye. Tîrêjiya gazê di bin şert û mercên standard de 1.25g/L e. Nîtrojen % 78,12 ê atmosfera tevahiyê (parçeya cildê) pêk tîne û pêkhateya sereke ya hewayê ye. Di atmosferê de nêzî 400 trîlyon ton gaz heye.
Di bin zexta atmosferê ya standard de, dema ku heya -195,8℃ sar bibe, ew dibe şilekek bêreng. Dema ku heta -209,86℃ sar bibe, nîtrojena şil dibe qalindek mîna berfê.
Nîtrojen naşewitîne û wekî gazek asfîksî tê hesibandin (ango, nefesa nîtrojena paqij laşê mirov ji oksîjenê bêpar dihêle). Nîtrojen di avê de helbûna pir kêm e. Di 283K de, yek cildê avê dikare bi qasî 0,02 cildên N2 bihelîne.
Taybetmendiyên kîmyewî
Nîtrojen xwedan taybetmendiyên kîmyewî yên pir stabîl e. Zehmet e ku meriv di germahiya odeyê de bi maddeyên din re reaksiyonê bike, lê di şert û mercên germahiya zêde û enerjiya zêde de bi hin maddeyan re dibe sedema guhertinên kîmyewî û dikare ji bo hilberîna maddeyên nû yên bikêrhatî ji mirovan re were bikar anîn.
Formula orbîtala molekulê ya molekulên nîtrojenê KK σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2 ye. Sê cot elektron beşdarî girêdanê dibin, ango du girêkên π û yek bendek σ çêdibin. Di girêdanê de tu alîkariyek tune, û enerjiyên girêdan û dij-girêdanê bi qasî hevûdu ne, û ew wekhevî cotên elektronên yekane ne. Ji ber ku di molekula N2 de girêka sêalî N≡N heye, molekula N2 xwedan îstîqrara mezin e û ji bo ku wê bibe atoman 941,69 kJ/mol enerjî lazim e. Molekula N2 di nav molekulên diatomî yên naskirî de ya herî bi îstîqrar e, û girseya molekulê ya nîtrojenê 28 e. Ji bilî vê, nîtrojen ne hêsan e ku bişewitîne û piştgirî nade şewitandinê.
Rêbaza testê
Barê Mg-ê dişewitîne têxin nav şûşeya berhevkirina gazê ya ku bi nîtrojenê dagirtî ye, û barê Mg dê bişewitin berdewam bike. Aşê mayî derxînin (toza hindik zer Mg3N2), hindik av lê zêde bikin, û gazek (ammoniak) derxînin ku kaxeza lîmûsa sor a şil şîn dike. Wekheviya reaksiyonê: 3Mg + N2 = şewitandin = Mg3N2 (nîtrîda magnesium); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
Taybetmendiyên girêdanê û avahiya girêdana valence ya nîtrojenê
Ji ber ku maddeya yekane N2 di şert û mercên normal de pir bi îstîqrar e, mirov pir caran bi xeletî bawer dikin ku nîtrojen hêmanek kîmyewî neçalak e. Di rastiyê de, berevajî, nîtrojenê elementek xwedan çalakiya kîmyewî ya bilind e. Elektronegatîvîteya N (3.04) tenê li dû F û O-yê duyemîn e, ku nîşan dide ku ew dikare bi hêmanên din re girêdanên xurt çêbike. Wekî din, îstîqrara molekula N2 ya yekane tenê çalakiya atoma N nîşan dide. Pirsgirêk ev e ku mirovan hîn şert û mercên çêtirîn ji bo aktîvkirina molekulên N2 li germahî û zexta odeyê nedîtine. Lê di xwezayê de, hin bakteriyên li ser girêkên nebatan dikarin N2 di hewayê de di bin şert û mercên kêm-enerjî de di germahî û zexta normal de veguherînin pêkhateyên nîtrojenê, û wan wekî zibil ji bo mezinbûna çandiniyê bikar bînin.
Ji ber vê yekê, lêkolîna rastkirina nîtrojenê her dem mijarek lêkolînek zanistî ya girîng e. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku em bi hûrgulî taybetmendiyên girêdanê û avahiya girêdana valence ya nîtrojenê fam bikin.
Cureyê bond
Avaniya tebeqeya elektronê ya valence ya atoma N 2s2p3 e, ango 3 elektronên yekane û cotek cotek elektronên yekane hene. Li ser vê yekê, dema pêkhatina pêkhateyan, sê celebên girêdanê yên jêrîn dikarin werin çêkirin:
1. Çêkirina bendên îyonî 2. Çêkirina girêdanên kovalentî 3. Çêkirina girêdanên koordînasyonê
1. Çêkirina bendên îyonî
Atomên N xwedî elektronegatîviyeke bilind in (3.04). Dema ku ew bi metalên bi elektroneynî kêmtir, wek Li (elektronegatîvîtî 0,98), Ca (elektronegatîvîtî 1,00), û Mg (elektronegatîvîtî 1,31) nîtrîdên dualî ava dikin, ew dikarin 3 elektronan bi dest bixin û îyonên N3- çêkin. N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg =şewitandin= Mg3N2 N3- îyonên negatîf bilindtir in û tîrêjek wan mezintir e (171pm). Dema ku ew bi molekulên avê re rû bi rû bibin dê bi xurtî hîdrolîz bibin. Ji ber vê yekê, pêkhateyên îyonî tenê dikarin di rewşek hişk de hebin, û dê îyonên hîdrokirî yên N3- tune bin.
2. Çêkirina girêdanên kovalent
Dema ku atomên N bi nemetalên bi elektronegatîvbûnek bilindtir pêkhateyan çêdikin, bendên kovalent ên jêrîn çêdibin:
⑴N atoman rewşa hîbrîdîzasyona sp3 digirin, sê bendên kovalentî çêdikin, cotek cotek elektronên yekane diparêzin, û veavakirina molekulê pîramîdala trigonal e, wek NH3, NF3, NCl3, hwd. Ger çar bendên yekalî yên kovalent çêbibin, veavakirina molekulê ye. tetrahedronek birêkûpêk, wek îyonên NH4+.
⑵N atomên rewşa hîbrîdîzasyona sp2 digirin, du girêkên kovalent û yek girêk çêdikin, û cotek cotek elektronên yekane diparêzin, û veavakirina molekulê goşeyî ye, wek Cl—N=O. (N atoma bi atoma Cl re girêka σ û pêwendiyek π çêdike, û cotek elektronên yekbûyî yên li ser atoma N, molekulê sêgoşe dike.) Heke cotek elektronek yekane tune be, veavakirina molekulê sêgoşe ye, wek molekula HNO3 an NO3-ion. Di molekula asîda nîtricê de, atoma N bi rêzê ve bi sê atomên O re sê girêkên σ çêdike, û cotek elektronan li ser orbîtala wê ya π û elektronên π yekane yên du atomên O, girêdanek π-çar-elektronî ya sê-navendî ya delokalîzekirî pêk tînin. Di îyona nîtratê de, di navbera sê atomên O û atoma N ya navendî de girêdanek π mezin a çar-navendî ya şeş-elektronî ji cihkirî tê çêkirin. Ev avahî hejmara oksîsyona xuya ya atoma N di asîdê nîtrîk de +5 dike. Ji ber hebûna girêkên π mezin, nîtrat di bin şert û mercên normal de têra xwe stabîl e. ⑶N atoma hîbrîdîzasyona sp qebûl dike da ku girêdanek sêalî ya kovalent çêbike û cotek cotek elektronên yekane diparêze. Veavakirina molekulê xêz e, wek mînak avahiya atoma N di molekula N2 û CN- de.
3. Çêkirina girêdanên hevrêziyê
Dema ku atomên nîtrojenê maddeyên an pêkhateyên hêsan çêdikin, ew bi gelemperî cotên elektronên yekta diparêzin, ji ber vê yekê madeyên an pêkhateyên wusa hêsan dikarin wekî bexşên cotê elektronê tevbigerin da ku bi îyonên metal re hevrêz bikin. Mînakî, [Cu(NH3)4]2+ an [Tu(NH2)5]7, hwd.
Diyagrama enerjiya belaş a rewşa oksîdasyonê-Gibbs
Di heman demê de ji diyagrama nîtrojenê ya rewşa oksîdasyonê-Gibbs-ê enerjiya azad jî tê dîtin ku, ji bilî îyonên NH4, molekula N2 ya bi jimareya oksîdasyonê 0 di diagramê de li xala herî nizm a xêzikê ye, ku nîşan dide ku N2 ji hêla termodinamîk ve ye. li gorî pêkhateyên nîtrojenê yên bi hejmarên oksîdasyonê yên din re têkildar e.
Nirxên cûrbecûr pêkhateyên nîtrojenê yên bi hejmarên oksîdasyonê yên di navbera 0 û +5 de hemî li jor xeta ku du xalên HNO3 û N2 ve girêdide ne (xêza xalîkirî ya di diagramê de), ji ber vê yekê ev pêkhate ji hêla termodinamîk ve ne aram in û ji ber reaksiyonên bêhevsengiyê re meyla ne. Di diagramê de ya ku nirxa wê ji molekula N2 kêmtir e îyona NH4+ e. [1] Ji diyagrama nîtrojenê ya rewşa oksîdasyonê-Gibbs-a enerjiya azad û avahiya molekula N2, tê dîtin ku hêmana N2 neçalak e. Tenê di bin germahiya bilind, tansiyona bilind û hebûna katalîzatorê de nîtrojen dikare bi hîdrojenê re reaksiyonê bike û ammonia çêbike: Di şert û mercên dakêşanê de, nîtrojen dikare bi oksîjenê re bibe yek û oksîtê nîtrîk çêbike: N2+O2=vekêşandin=2NO Oksîta nîtrîkê zû bi oksîjenê re dibe yek. ji nîtrojendîoksîtê 2NO+O2=2NO2 Nîtrojendîoksîtê di avê de dihele û nîtrojen acîd çêdibe, nîtrojen oksît 3NO2+H2O=2HNO3+NO Li welatên ku hîdroenerjiya wan pêşketî ye ev reaksîyon ji bo hilberîna asîda nîtrokê hatiye bikaranîn. N2 bi hîdrojenê re reaksiyonê dike û amonyak çêdike: N2+3H2=== (nîşana berepaş) 2NH3 N2 bi metalên xwedî potansiyela îyonîzasyonê kêm û nîtrîdên wan xwedî enerjiya tora bilind in, nîtrîdên îyonî çêdike. Mînakî: N2 di germahiya odeyê de rasterast bi lîtyuma metalîk re reaksiyonê dike: 6 Li + N2=== 2 Li3N N2 bi metalên erda alkalîn Mg, Ca, Sr, Ba re di germahiyên şilandinê de: 3 Ca + N2=== Ca3N2 N2 dikare tenê bi boron û alumînyûmê di germahiyên şelandî de reaksiyonê dike: 2 B + N2=== 2 BN (pêkhatina makromolekulê) N2 bi gelemperî di germahiyek ji 1473 K.
Molekula nîtrojenê sê cot elektronan dide girêdanê, ango du girêkên π û bendek σ pêk tîne. Ew beşdarî girêdanê nabe, û enerjiyên girêdan û dij-girêdanê bi qasî hevûdu ne, û ew bi cotên elektronên yekane re wekhev in. Ji ber ku di molekula N2 de girêdana sêalî N≡N heye, molekula N2 xwedan îstîqrara mezin e û ji bo ku wê bi atoman veqetîne 941,69 kJ/mol enerjî lazim e. Molekula N2 di nav molekulên diatomî yên naskirî de ya herî bi îstîqrar e, û girseya molekulê ya nîtrojenê 28 e. Ji bilî vê, nîtrojen ne hêsan e ku bişewitîne û piştgirî nade şewitandinê.
Dema şandinê: 23-23-2024
