Misombo nitrojeni. tabia za nitrojeni

Kujifungua nitrate - kama kutafsiriwa na neno la Kilatini Nitrogenium. Hii jina nitrojeni - kemikali kipengele na idadi ya atomiki ya 7, kichwa 15 th kundi katika toleo ndefu ya meza mara kwa mara. Katika hali ya dutu rahisi linajumuisha dunia kusambazwa mfuko hewa - anga. aina ya misombo ya nitrojeni kupatikana katika mkusanyiko wa dunia, na viumbe hai ni sana kutumika katika viwanda, jeshi, kilimo na dawa.

Kwa nini nitrojeni inayoitwa "choking" na "uhai"

Kama wanahistoria wa kemia zinaonyesha kwanza got hii Dutu rahisi Henry Cavendish (1777). Sayansi hupita hewa juu ya makaa ya moto kwa ngozi ya bidhaa majibu kwa kutumia alkali. Kutokana na uzoefu mtafiti kupatikana colorless na odorless gesi, unreacted makaa ya mawe. Cavendish aliita "suffocating hewa" kwa ajili ya kukosa uwezo wa kudumisha kupumua na mwako.

Modern Chemical kuelezwa kwamba oksijeni ilijibu kwa makaa ya mawe, dioksidi ya kaboni sumu. iliyobaki "namna ya kuishupazia shingo" ya hewa ilikuwa kwa ajili ya sehemu kubwa ya molekuli N _2. Cavendish na wanasayansi wengine kwa wakati kuhusu suala hili bado kujulikana, pamoja na kwamba nitrojeni na nitrate misombo kisha walikuwa sana kutumika katika uchumi. mwanasayansi aliiambia kuhusu gesi ya kawaida kwa mwenzake kwa kufanya majaribio kama hayo - Joseph Priestley.

Wakati huo huo Carl Scheele alielezea haijulikani sehemu ya hewa, lakini alishindwa vizuri kueleza asili yake. Tu Daniel Rutherford mwaka 1772 waligundua kwamba majaribio ya sasa "suffocating" "kuharibiwa" gesi - nitrojeni. Baadhi ya wanasayansi wanaamini aliyegundua wake - bado ni kujadili wanahistoria ya sayansi.

miaka 15 baada ya majaribio ya Rutherford maarufu wa kemia Antuan Lavuaze mapendekezo ya kuchukua nafasi ya mrefu hewani "kuharibiwa" inamaanisha nitrojeni, kwa upande mwingine - Nitrogenium. Wakati ilikuwa imeonekana kuwa dutu hii haina kuchoma, haina msaada kupumua. Kisha kulikuwa na Urusi jina "nitrojeni", ambayo ni kufasiriwa kwa njia tofauti. Mara nyingi wanasema kwamba neno ina maana ya "kimya". utafiti uliofuata aliikataa imani kuenea kuhusu tabia za vitu. Nitrogen misombo - protini - makromolekiuli kubwa katika muundo wa viumbe hai. Ili kujenga mitambo ya kunyonya kutoka kwa mchanga madini lishe mambo muhimu - ^2- ioni NO ₃ na NH ^{4 +.}

Nitrogen - kipengele kemikali

Ili kuelewa muundo wa atomiki na mali husaidia mfumo wa mara kwa mara (PS). nafasi ya kipengele kemikali katika meza ya mara kwa mara anaweza kufafanua malipo ya nyuklia, idadi ya protoni, nyutroni (wingi nambari). Ni muhimu makini na umuhimu wa habari atomiki - hii ni moja ya sifa kuu ya kipengele. kipindi, idadi sambamba na idadi ya viwango vya nishati. short toleo la mara kwa mara ya simu meza Group sambamba na idadi ya elektroni katika ngazi ya nje energaticheskom. Muhtasari data katika sifa ya jumla ya nitrojeni na nafasi yake katika mfumo wa mara kwa mara:

• Hii ni kipengele isiyo metali ni katika kona ya juu kulia wa SS.
• Kemikali ishara: N.
• Mali ya simu: 7.
• Jamaa atomi: 14.0067.
• Mfumo tete misombo ya hidrojeni: NH ₃ (amonia).
• Fomu ya juu oxide N ₂ O _5, ambayo ni sawa na valency nitrojeni V.

Muundo chembe nitrojeni:

• malipo ya nyuklia +7.
• idadi ya protons: 7; idadi ya nyutroni: 7.
• Idadi ya Nishati Levels: 2.
• jumla ya idadi ya elektroni: 7; e formula: 1s ² 2S ² 2p ^3.

Maelezo alisoma isotopu imara № kipengele 7, wingi idadi yao - 14 na 15. maudhui ya atomi mwanga ambayo ni ya 99.64%. viini ya muda mfupi mionzi isotopu pia 7 protons, na idadi ya nyutroni hutofautiana sana: 4, 5, 6, 9, 10.

Nitrogen katika asili

Kama sehemu ya molekuli hewa ni ya sasa duniani ala rahisi kiini, ambacho formula - N _2. maudhui ya gesi ya nitrojeni katika anga ni kuhusu 78.1 kiasi%. misombo isokaboni ya kipengele kemikali katika mkusanyiko wa dunia - chumvi mbalimbali amonia na nitrati (niter). Misombo ya formula na majina ya baadhi ya vitu muhimu zaidi:

• NH _3, amonia.
• NO _2, nitrojeni dioxide.
• Nano ₃ sodiamu nitrate.
• (NH _{4) 2} SO _4, amonia sulfate.

Valence ya nitrojeni katika misombo ya mwisho mbili - IV. Makaa ya mawe, udongo, na kuishi viumbe pia yana N atomi katika mfumo amefungwa. Nitrogen ni sehemu ya amino asidi makromolekiuli, DNA na RNA nyukleotidi, homoni na damu. maudhui ya jumla ya kipengele kemikali katika mwili wa binadamu fika 2.5%.

Dutu rahisi

Nitrogen katika mfumo wa molekuli diatomic - kiasi kubwa na uzito wa anga hewa. Kiini, ambacho formula ni N _2, hana harufu, rangi na ladha. gesi Hii ni zaidi ya 2/3 ya hewa duniani ala. nitrojeni kioevu ni dutu haina rangi, yanafanana maji. Majipu katika joto la -195,8 ° C. M (N ₂₎ = 28 g / Mol. Simple Dutu kidogo rahisi oksijeni, nitrojeni, hewa, mvuke wake ni karibu na 1.

atomi katika kumfunga molekuli imara 3 pamoja elektroni jozi. kiwanja huonyesha high kemikali upinzani, ambayo ni kutoka tofauti oksijeni na vitu vingine gesi. Kwa nitrojeni molekuli umegawanyika katika atomi yake Constituent muhimu kutanua nishati 942.9 KJ / Mol. Mawasiliano ya jozi tatu za elektroni ni kubwa sana, huanza kuvunja inapokanzwa zaidi ya 2000 ° C.

kivitendo hautokei katika hali ya kawaida, dissociation ya molekuli katika chembe. Kemikali inertness pia unasababishwa na nitrojeni kamili kukosekana kwa polarity katika molekuli yake. Kiutendaji weakly sana na kila mmoja, na hivyo kufanya kazi hali ya gesi ya jambo katika shinikizo ya kawaida na katika joto karibu na joto la kawaida. Chini ya kemikali shughuli ya nitrojeni Masi hutumiwa katika mchakato tofauti na vifaa ambapo ni muhimu mazingira ajizi.

Dissociation ya molekuli N ₂ yanaweza kutokea chini ya ushawishi wa mionzi ya jua katika anga ya juu. Atomiki nitrojeni ni sumu, ambayo humenyuka na vyuma fulani na nonmetals katika hali ya kawaida (fosforasi, sulfuri, arseniki). Matokeo yake ni ya awali ya dutu kuwa hali ya ardhi zilizopatikana kwa moja.

nitrojeni valency

nje elektroni shell ya atomu kuunda 2 s 3 na p elektroni. Hizi nitrojeni hasi inaweza kutoa chembe wakati unaposhirikiana na mambo mengine ambayo yanahusiana na uwezo wake wa kupunguza. Adjoining unane kukosa hadi 3 elektroni chembe huonyesha uwezo uoksidishaji. Electronegativity nitrojeni chini sifa zake chuma ni chini hutamkwa kuliko ile ya florini, oksijeni na klorini. Wakati unaposhirikiana na mambo ya kemikali hizi nitrojeni anatoa elektroni (oxidize). Kupunguza kwa ions hasi na kufuatiwa na majibu na madini mengine na nonmetals.

Mfano nitrojeni Valence - III. Katika hali hii, minyororo ya kemikali ni sumu kwa nje p kivutio cha elektroni na uanzishaji wa kawaida (kisheria) jozi. Nitrojeni ni uwezo wa kutengeneza wafadhili-ya kukubali dhamana kutokana na jozi wake lone ya elektroni, kama ilivyo amonia ion NH ^{4 +.}

Kupata katika maabara na sekta

mbinu maabara One kulingana na tabia uoksidishaji ya oxide shaba. Kutumia nitrojeni kiwanja na hidrojeni - amonia NH _3. Hii mbaya kunusa gesi vzaimoddeystvuet na poda oxide shaba nyeusi. majibu kusababisha inazalisha nitrojeni na inaonekana shaba chuma (nyekundu ya unga). Zilizoingia kwenye kuta tube Waterdrops - bidhaa nyingine majibu.

Njia nyingine maabara ambayo inatumia nitrojeni kiwanja na metali - azidi, kwa mfano NaN _3. Kupatikana kwa gesi ambayo haina haja ya kuwa na kusafishwa kutoka uchafu.

maabara hufanywa mtengano wa nitriti amonia kwa nitrojeni na maji. Kuanza mmenyuko, joto inahitajika, basi mchakato wa kuendelea na mageuzi ya joto (exothermic). Nitrogen ni machafu na uchafu, hivyo ni safi na kavu.

Maandalizi ya nitrojeni katika sekta ya:

• za sehemu kunereka ya hewa kioevu - mbinu, ambayo inatumia mali ya kimwili ya nitrojeni na oksijeni (tofauti ya kiwango mchemko);
• mmenyuko kemikali ya hewa kwa makaa ya mawe ya moto;
• adsorptive gesi kujitenga.

Mwingiliano na vyuma na hidrojeni - vioksidishaji mali

Inertia kudumu molekuli hairuhusu baadhi ya awali ya moja kwa moja ya misombo nitrojeni. Kuanzisha atomi muhimu joto kali au mnururisho dutu. Nitrogen inaweza kuathiriwa na lithiamu kwenye joto, kalsiamu magnesiamu na sodiamu, majibu kuendelea tu na joto. Sambamba nitrides chuma yenye sumu.

mwingiliano wa nitrojeni na hidrojeni unafanyika katika joto la juu na shinikizo. Pia utaratibu huu inahitaji vichocheo. Amonia kupatikana - moja ya muhimu zaidi ya awali kemikali. Nitrojeni, kama wakala vioksidishaji, inaonyesha katika tri hasi majimbo yao oxidation:

• 3 (amonia na nitrojeni nyingine misombo, hidrojeni - nitrides);
• -2 (hidratsini N ₂ H _4);
• -1 (hidroksiliamini NH ₂ OH).

muhimu zaidi nitride - Amonia - tayari kwa wingi katika sekta hiyo. Tatizo kubwa kwa muda mrefu alikaa inertness kemikali wa nitrojeni. Vyanzo vyake wa malighafi na nitrate, lakini hifadhi ya madini ilianza kurudi kwa kasi na ukuaji wa uzalishaji.

mafanikio makubwa ya kemikali sayansi na mazoezi imekuwa kuundwa amonia nitrojeni mbinu kwa kiwango viwanda. Katika nguzo maalum ni kwa awali ya moja kwa moja - mchakato kubadilishwa kati ya nitrojeni zilizopatikana kutoka hewa na hidrojeni. Wakati kujenga hali bora, mabadiliko ya msawazo wa mwitikio huu kwa upande wa bidhaa, kwa kutumia kichocheo amonia mavuno ni 97%.

Mwingiliano na oksijeni - kupunguza tabia za

Ili uanze hisia za nitrojeni na oksijeni, lazima kuwa na nguvu ya joto. Wamiliki wa nishati ya kutosha ya umeme safu na umeme kutokwa katika anga. misombo muhimu isokaboni ambayo nitrojeni ni katika majimbo yake chanya oxidation:

• 1 (nitrogen oxide (I) N ₂ O),
• +2 (NO nitrojeni monoksidi);
• 3 (nitrogen oxide (III) N ₂ O _3, HNO ₂ nitrous asidi, nitriti chumvi yake);
• 4 (oksidi kaboni (IV) NO _2);
• 5 (oksidi PENTOXIDE (V) N ₂ O _5, HNO ₃ nitriki, nitrati).

thamani ya kawaida kutokea

Mimea kunyonya ioni amonia na nitrati anions kutoka kwa mchanga kutumika kwa ajili ya awali wa athari za kemikali kwa molekuli hai katika seli daima kukimbia. Anga nitrojeni nodule bakteria wanaweza kuingiza - vyombo microscopic kutengeneza vinundu kwenye mizizi ya mikunde. Matokeo yake, kundi hili la mitambo ya kupokea betri required, ni kuimarisha udongo.

Wakati wa dhoruba kitropiki kutokea oxidation hisia za nitrojeni anga. oksidi ni kufutwa na kuunda asidi, hizi misombo ya nitrojeni kuingia udongo katika maji. Kutokana na mzunguko wa mambo katika asili ni daima replenished hifadhi yake katika mkusanyiko wa dunia, hewa. Complex hai molekuli zenye nitrojeni katika muundo wake, ni duni na bakteria kwenye vipengele isokaboni.

matumizi halisi

misombo ya nitrojeni muhimu kwa kilimo - chumvi yenye mumunyifu. Kufyonzwa na mimea urea nitrati (sodium, potassium, calcium), misombo ya amonia (maji amonia, kloridi, sulfate, nitrati amonia).
Tepetevu mali nitrojeni mimea kukosa uwezo wa kunyonya kutoka nje kusababisha haja ya kufanya vipimo vikubwa mwaka nitrati. Sehemu ya mmea wenyewe wana uwezo wa kuhifadhi macrocell nguvu "kwa ajili ya baadaye", ambayo kunaharibu ubora wa bidhaa. Ziada nitrati katika mboga na matunda inaweza kusababisha sumu kwa binadamu, ukuaji wa uvimbe malignant. Mbali na kilimo, misombo ya nitrojeni hutumika katika viwanda vingine:

• kwa maandalizi ya madawa,
• kwa kemikali awali ya misombo ya juu Masi,
• katika utengenezaji wa mabomu kutoka trinitrotoluene (TNT);
• ajili ya uzalishaji wa dyes.

NO oxide anaona matumizi ya upasuaji, dutu ina athari za kutuliza maumivu. Hasara ya hisia wakati kuvuta pumzi ya gesi kugundua kuwa hata watafiti kwanza nitrojeni mali kemikali. Hivyo kulikuwa na jina la kawaida "huku akicheka gesi".

tatizo la nitrati katika mazao ya kilimo

chumvi ya asidi nitriki - nitrate - zilizomo anion mmoja mmoja kushtakiwa NO ^3-. Hata alitumia jina zamani wa kundi la vitu - nitrati amonia. Nitrati zinatumika kama mbolea mashamba, katika greenhouses, bustani. Kuwaleta katika spring mapema kabla ya kupanda, katika majira ya joto - kwa njia ya feedings kioevu. Kwa wenyewe, Dutu haina litasababisha hatari kubwa ya watu, lakini katika mwili, wao ni waongofu katika nitriti, kisha katika nitrosamines. Nitriti NO ^2- ioni - sumu chembe kusababisha oxidation ya chuma na feri katika molekuli hemoglobin katika ioni trivalenti. Katika hali hii, dutu kuu ya damu ya binadamu na wanyama haina uwezo wa kusafirisha oksijeni na kuondoa carbon dioxide kutoka tishu.

hatari zaidi nitrate uchafuzi wa chakula kwa ajili ya afya ya binadamu:

• uvimbe malignant zinazotokana kubadilishwa kwa nitrati kwa nitrosamines (kansa);
• maendeleo ya vidonda colitis,
• hypotension au shinikizo la damu,
• moyo kushindwa,
• magonjwa ya kutokwa damu
• vidonda vya ini, kongosho na maendeleo ya ugonjwa wa kisukari,
• maendeleo ya kushindwa kwa figo;
• upungufu wa damu, kumbukumbu kuharibika, makini na akili.

matumizi samtidiga ya bidhaa mbalimbali na vipimo vikubwa vya nitrati inaongoza kwa sumu kali. vyanzo inaweza kuwa mimea, maji ya kunywa, tayari-alifanya sahani ya nyama. Beseni ya maji safi na kupika kupunguza maudhui ya lishe ya bidhaa nitrate. watafiti iligundua kuwa vipimo vya juu ya misombo ya hatari kuzingatiwa katika machanga na mimea chafu uzalishaji.

Fosforasi - kipengele Pnictogen

Atoms ya mambo ya kemikali ambazo ni katika moja wima safu ya mfumo wa mara kwa mara, kuonyesha tabia ya kawaida. Fosforasi iko katika kipindi cha tatu, lina maana ya kundi 15, ikiwa ni pamoja na nitrojeni. Muundo mambo atomi sawa, lakini kuna tofauti katika mali. Nitrojeni na phosphorus maonyesho hasi valency na oxidation hali III katika misombo yao na vyuma na hidrojeni.

phosphorus nyingi athari kuendelea kwa joto ya kawaida, kipengele kemikali kazi. Ni ilijibu na oksijeni kuunda P ₂ O juu ₅ oxide. mmumunyo wa maji ya nyenzo hii ina tabia ya asidi (metaphosphoric). Wakati joto asidi orthophosphoric ni kupatikana. Ni amefafanua wingi wa aina ya chumvi, wengi ambao ni mbolea ya madini, kwa mfano superphosphates. Nitrojeni na phosphorus misombo kuunda sehemu muhimu ya mzunguko wa mambo na nguvu ya dunia yetu, kutumika katika viwanda, kilimo na maeneo mengine.