Komposti nitroġenu. proprjetajiet ta 'nitroġenu

Li welldu nitrat - kif tradotti mill-kelma Latina Nitrogenium. Dan it-titolu nitroġenu - Element kimiku ma 'numru atomiku ta' 7, kap 15 grupp th fil-verżjoni twila tat-tabella perjodika. Fil-forma ta 'sustanza sempliċi magħmula mill-art mqassma air bag - atmosfera. Varjetà ta 'komposti tan-nitroġenu jinstabu fil-qoxra tad-dinja, u organiżmi ħajjin huma użati fl-industriji, militari, l-agrikoltura u l-mediċina.

Għaliex huwa nitroġenu msejjaħ "fgar" u "lifeless"

Kif storiċi ta 'kimika jissuġġerixxu ewwel sibt dan is-sustanza sempliċi Henry Cavendish (1777). Xjentifika tgħaddi arja fuq hot coals għall-assorbiment mill-prodotti ta 'reazzjoni bl-użu alkali. Bħala riżultat ta 'riċerkatur esperjenza misjuba gass bla kulur u bla riħa, faħam li għadha ma rreaġġietx. Cavendish hija imsejħa "l-arja soffokanti" għall-inabbiltà li jinżamm nifs u l-kombustjoni.

Kimika moderna jiġi spjegat li l-ossiġnu huwa irreaġixxiet faħam, dijossidu karboniku huwa ffurmat. Il-bqija "ifixxklu" tal-arja kienx għall-parti l-kbira tal-molekuli N _2. Cavendish u xjentisti oħrajn fil-ħin dwar din il-kwistjoni għadu mhux magħruf, għalkemm komposti tan-nitroġenu u ta 'nitrati mbagħad kienu użati fl-ekonomija. Ix-xjenzjat qal dwar il-gass mhux tas-soltu lil kollega li jwettqu esperimenti simili - Joseph Priestley.

Fl-istess ħin Carl Scheele ġibdet l-attenzjoni għall-komponent mhux magħruf ta 'l-arja, iżda naqas milli jispjega kif suppost oriġini tiegħu. Biss Daniel Rutherford fl 1772 induna li l-esperimenti attwali "soffokanti" "maħmuġ" gass - nitroġenu. Xi xjentisti jemmnu discoverer tagħha - xorta waħda huwa dibattitu istoriċi tax-xjenza.

15-il sena wara esperimenti Rutherford famuż kimiku Antuan Lavuaze propost biex tissostitwixxi l-arja terminu "maħmuġ" tirreferi għal nitroġenu, fuq l-oħra - Nitrogenium. Saż-żmien li ġie ppruvat li din is-sustanza ma jinħaraqx, ma tappoġġjax nifs. Imbagħad kien hemm l-isem Russu "nitroġenu", li hija interpretata b'modi differenti. Spiss jgħidu li t-terminu jfisser "lifeless". Studji sussegwenti ikkonfutati l-twemmin mifrux dwar il-proprjetajiet tas-sustanzi. komposti tan-nitroġenu - proteini - l makromolekuli maġġuri fil-kompożizzjoni ta 'organiżmi ħajjin. Sabiex jinbnew impjanti jassorbu mill-elementi nutrizzjoni minerali ħamrija meħtieġa - ^2- joni NO ₃ u NH ^{4 +.}

Nitroġenu - element kimiku

Biex tifhem l-istruttura atomika u l-proprjetajiet tgħin is-sistema perjodika (PS). Il-pożizzjoni tal -element ta 'sustanza kimika fit-tabella perjodika tista' tiddefinixxi ħlas nukleari, in-numru ta 'protoni u newtroni (numru tal-massa). Huwa neċessarju li tingħata attenzjoni għall-valur tal-massa atomika - dan huwa wieħed mill-karatteristiċi ewlenin ta 'l-element. perjodu, in-numru jikkorrispondi għan-numru ta 'livelli ta' enerġija. Il-verżjoni iżgħar minn numru perjodika Grupp tabella jikkorrispondi għan-numru ta 'elettroni fil-livell energaticheskom estern. Sintesi tad-data fil-karatteristiċi ġenerali ta 'nitroġenu minn pożizzjoni tagħha fis-sistema perjodika:

• Dan huwa element mhux metalliku huwa fir-rokna ta 'fuq tal-SS.
• simbolu kimiku: N.
• Numru Proprjetà: 7.
• Massa atomika relattiva: 14.0067.
• Formula komposti idroġenu volatili: NH ₃ (ammonja).
• Formoli ta 'ossidu ogħla N ₂ O _5, li huwa ugwali għall-valenza minn V. nitroġenu

Struttura nitroġenu atomu:

• ħlas nukleari 7.
• In-numru ta 'protoni: 7; in-numru ta 'newtroni: 7.
• Numru ta 'Livelli Enerġija: 2.
• In-numru totali ta 'elettroni: 7; Formula e: 1s ² 2s ² 2p ^3.

Dettalji studjat iżotopi stabbli № element 7, numri massa tagħhom - 14 u 15. Il-kontenut ta 'xi atomi dawl minnhom hija 99.64%. Il-nuklei ta 'isotopi radjoattivi ħajja qasira huwa ukoll 7 protoni, u n-numru ta' newtroni tvarja ħafna: 4, 5, 6, 9, 10.

Nitroġenu natura

Bħala parti mill-molekuli arja huma preżenti għant art sustanza sempliċi, li formula - N _2. Il-kontenut ta 'gass nitroġenu fl-atmosfera hija ta' madwar 78.1 volum%. Komposti inorganiċi ta 'l-element kimiku fil-qoxra tad-dinja - diversi imluħa ammonju u nitrati (niter). Komposti tal-formula u l-ismijiet ta 'wħud mis-sustanzi l-aktar importanti:

• NH _3, ammonja.
• LE dijossidu _2, nitroġenu.
• NaNO ₃ nitrat tas-sodju.
• (NH _{4) 2} SO _4, sulfat tal-ammonju.

Il-valenza tal-nitroġenu fl-aħħar żewġ komposti - IV. organiżmi Faħam, ħamrija, li jgħixu fihom ukoll atomi N f'forma marbuta. Nitroġenu huwa komponent minn makromolekuli amino aċidi,-DNA u nukleotidi RNA, ormoni u emoglobina. Il-kontenut totali tal-element kimiku fil-ġisem uman jilħaq 2.5%.

sustanza sempliċi

Nitroġenu fil-forma ta 'molekuli diatomika - l-akbar volum u l-piż tal-arja atmosfera. Sustanza, li l-formula hija N _2, m'għandha l-ebda riħa, kulur u togħma. Dan il-gass huwa aktar minn 2/3 għant art arja. In-nitroġenu likwidu huwa sustanza bla kulur, li jixbħu l-ilma. Tagħli f'temperatura ta -195,8 ° C. M (N ₂₎ = 28 g / mol. sustanza Sempliċi daqsxejn aktar faċli ossiġnu, nitroġenu, arja, id-densità tiegħu huwa qrib il-1.

L-atomi fl-jorbot molekula sod 3 pari elettron maqsuma. Il-kompost juri reżistenza kimika għolja, li tiddistingwiha minn ossiġenu u sustanzi gassużi oħra. Għal molekula nitroġenu huwa maqsum atomi kostitwenti tiegħu meħtieġa biex jintefqu l-enerġija 942.9 kJ / mol. Kuntatt tat-tliet pari ta 'elettroni hija qawwija ħafna, jibda biex tkisser meta imsaħħnin' il fuq 2000 ° C

prattikament ma sseħħx f'kundizzjonijiet normali, il-dissoċjazzjoni ta 'molekuli fis atomi. inertness kimika hija wkoll ikkawżata minn nitroġenu nuqqas totali tal-polarità fil molekula tiegħu. Dawn jinteraġixxu dgħajjef ħafna ma 'xulxin, b'hekk jaħdem l-istat gassuż ta' materjal fi pressjoni normali u f'temperatura qrib għal temperatura ambjentali. attività kimika baxx ta 'nitroġenu molekulari huwa użat fil-proċessi u apparati differenti fejn huwa meħtieġ li jinħoloq ambjent inerti.

Dissoċjazzjoni ta 'molekuli N ₂ tista' sseħħ taħt l-influwenza ta 'radjazzjoni solari fl-atmosfera ta' fuq. nitroġenu Atomika huwa ffurmat, li jirreaġixxi ma 'ċerti metalli u nonmetals taħt kondizzjonijiet normali (fosfru, kubrit, arseniku). Ir-riżultat huwa l-sinteżi tal-kundizzjonijiet art sustanzi jkunu miksuba indirettament.

valenza nitroġenu

Il-qoxra elettroni ta 'barra tal-atomu jiffurmaw elettroni 2 i 3 u p. Dawn nitroġenu negattiv jista 'jagħti partiċelli meta interazzjoni ma' elementi oħra li jikkorrispondu għall-proprjetajiet tnaqqis tagħha. Li tmiss mal-ottett nieqsa għal 3 elettroni atomu juri ħila ossidattiv. Electronegativity nitroġenu taħt proprjetajiet metalliċi tiegħu huma inqas evidenti minn dak ta 'fluworin, ossiġnu u l-klorin. Meta interazzjoni ma 'dawn l-elementi kimiċi tan-nitroġenu jagħti elettroni (jossidizza). Tnaqqis għal joni negattivi segwit permezz ta 'reazzjoni ma' metalli u nonmetals oħra.

Tipiċi nitroġenu valenza - III. F'dan il-każ, il-bonds kimiċi huma ffurmati mill-barra p-attrazzjoni ta 'elettroni u l-ħolqien ta' komuni par (vinkolanti). Nitroġenu huwa kapaċi tifforma rabta donatur-aċċettatur minħabba par isolati tagħha ta 'elettroni, kif inhu l-ammonju jone NH ^{4 +.}

Jkollna fil-laboratorju u l-industrija

metodi tal-laboratorju wieħed bbażati fuq il-proprjetajiet ossidattivi ta ossidu tar-ram. Uża kompost nitroġenu bl-idroġenu - ammonja NH _3. Dan spjaċevoli jinxtammu vzaimoddeystvuet gass trab ossidu tar-ram iswed. Ir-reazzjoni tirriżulta tipproduċi nitroġenu u jidher ram metalliku (trab aħmar). Ddepożitat fuq il-ħitan tubu waterdrops - prodott ta 'reazzjoni ieħor.

Metodu ieħor laboratorju li juża kompost nitroġenu ma 'metalli - azide, per eżempju NaN _3. Miksub permezz ta 'gass li ma teħtieġx li jiġu mnaddfa mill-kontaminanti.

Il-laboratorju titwettaq dekompożizzjoni ta 'nitritu ammonju li nitroġenu u l-ilma. Biex tibda r-reazzjoni, tisħin huwa meħtieġ, allura l-proċess rikavat ma evoluzzjoni ta 'sħana (eżotermika). Nitroġenu huwa kkontaminat b'impuritajiet, u għalhekk huwa mnaddaf u mnixxef.

Preparazzjoni tal-nitroġenu fl-industrija:

• distillazzjoni frazzjonata ta 'arja likwida - metodu, li juża l-proprjetajiet fiżiċi tal nitroġenu u ossiġenu (boiling point differenti);
• reazzjoni kimika tal-ajru bil-faħam sħun;
• separazzjoni tal-gass adsorbiment.

Interazzjoni ma 'metalli u idroġenu - il-proprjetajiet ossidanti

Inerzja molekuli durabbli ma tippermettix xi sintesi dirett ta 'komposti tan-nitroġenu. Biex jattiva l-atomi meħtieġa biex tisħin qawwija jew sustanza irradjazzjoni. Nitroġenu jistgħu jirreaġixxu ma 'lithium f'temperatura tal-kamra, ma manjesju, kalċju u tas-sodju, ir-reazzjoni tipproċedi biss bis tisħin. Korrispondenti nitridi metall huma ffurmati.

L-interazzjoni ta 'nitroġenu bl-idroġenu sseħħ f'temperatura għolja u pressjoni. Wkoll dan il-proċess jeħtieġ li l-katalizzatur. Ammonja miksuba - wieħed mill-sinteżi kimika aktar importanti. Nitroġenu, bħala aġent ossidanti, juri fil tri negattiv istati ossidazzjoni tagħhom:

• 3 (ammonja u nitroġenu oħra komposti, idroġenu - nitridi);
• -2 (idrażin N ₂ H _4);
• -1 (idroksilamina NH ₂ OH).

L-nitrad aktar importanti - ammonja - ppreparat fi kwantitajiet kbar fl-industrija. Il-problema kbira għal żmien twil baqa 'l-inertness kimika ta' nitroġenu. sorsi tal-materja prima kienu nitrat, iżda riżervi minerali bdiet tonqos malajr mat-tkabbir tal-produzzjoni.

L-kisba kbira tal-xjenza u l-prattika kimika kien il-ħolqien ta 'f'teknika ta' twaħħil ammonja-nitroġenu fuq skala industrijali. Fil-kolonni speċjali hija b'sintesi diretta - proċess riversibbli bejn nitroġenu miksuba mill-arja u l-idroġenu. Meta jkun qed jinħoloq kundizzjonijiet ottimali, xiftijiet l-ekwilibriju ta 'din ir-reazzjoni għall-ġenb tal-prodott, bl-użu rendiment ammonja kataliżi hija 97%.

Interazzjoni bl-ossiġnu - tnaqqis tal-proprjetajiet

Sabiex jibdew ir-reazzjoni ta 'nitroġenu u ossiġenu, għandu jkun tisħin qawwija. Ikollhom biżżejjed enerġija ark elettriku u l-kwittanza sajjetti atmosfera. Il-komposti inorganiċi aktar importanti li fihom in-nitroġenu huwa fl-istati ossidazzjoni pożittivi tagħha:

• 1 (ossidu tan-nitroġenu (I) N ₂ O);
• 2 (NO tal-monossidu tan-nitroġenu);
• 3 (ossidu tan-nitroġenu (III) N ₂ O _3, HNO ₂ aċidu nitruż, imluħ nitrite tagħhom);
• 4 (diossidu tan-nitroġenu (IV) NO _2);
• 5 (pentossidu nitroġenu (V) N ₂ O _5, HNO ₃ aċidu nitriku, nitrati).

Il-valur ta 'li jseħħu b'mod naturali

Pjanti jassorbu jonji ammonju u anjoni tan-nitrat tal-ħamrija użata għas-sintesi ta 'reazzjonijiet kimiċi ta' molekuli organiċi fiċ-ċelloli kontinwament taħdem. Atmosferiċi batterji għoqiedi nitroġenu jista jassimilaw - entitajiet mikroskopiċi li jiffurmaw għoqod fuq l-għeruq tal-legumi. Bħala riżultat, dan il-grupp ta 'pjanti irċieva l-batterija meħtieġa, li tkattar il-ħamrija.

Waqt maltempati tropikali jseħħu reazzjoni ta 'ossidazzjoni ta' nitroġenu atmosferiku. L-ossidi jinħallu biex jiffurmaw aċidi, dawn il-komposti ta 'nitroġenu jidħlu fil-ħamrija fl-ilma. Minħabba l-ċiklu ta 'elementi fin-natura huma kontinwament rifuż riżervi tagħha fl qoxra tad-dinja, l-arja. molekoli organiċi kumplikati fihom in-nitroġenu fil-kompożizzjoni tiegħu, huma degradati minn batterji fuq komponenti inorganiċi.

użu prattiku

Il-komposti tan-nitroġenu aktar importanti għall-agrikoltura - melħ solubbli ħafna. Assorbit mill-pjanti urea nitrat (sodju, potassju, kalċju), komposti tal-ammonju (ilma ammonja, klorur, sulfat, nitrat tal-ammonju).
Inerti proprjetajiet nitroġenu pjanti inabbiltà biex jassorbu mis-ċomb barra għall-ħtieġa li jagħmlu dożi kbar kull sena nitrati. Partijiet ta 'l-organiżmu impjant huma kapaċi li jaħżen l-enerġija macrocell "għall-futur", li tiddegrada l-kwalità tal-prodott. Żejda nitrati fil-ħxejjex u frott jistgħu jikkawżaw avvelenament fil-bniedem, it-tkabbir ta 'tumuri malinni. Minbarra l-agrikoltura, il-komposti tan-nitroġenu huma użati fl-industriji oħra:

• għall-preparazzjoni ta 'medikamenti;
• għal sinteżi kimika ta 'komposti għolja molekulari;
• fil-manifattura ta 'splussivi minn trinitrotoluene (TNT);
• għall-produzzjoni ta 'żebgħa.

LE ossidu isib użu fil-kirurġija, is-sustanza għandha effett analġeżiku. Telf ta 'sensazzjoni meta l-gass inalati ndunat li anke l-ewwel riċerkaturi nitroġenu proprjetajiet kimiċi. Allura kien hemm isem komuni "laughing gass".

Il-problema tan-nitrati fil-prodotti agrikoli

L-imluħa ta 'aċidu nitriku - Nitrat - kien fih anjoni weħidhom ċċarġjati LE ^3. Għadhom jintużaw l-isem antik tal-grupp ta 'sustanzi - nitrat tal-ammonju. Nitrati huma użati biex fertilize oqsma, f'serer, ġonna. Jinġiebu kmieni fir-rebbiegħa qabel tħawwil, fis-sajf - fil-forma ta 'għalf likwidu. Minnhom infushom, is-sustanza ma joħloqx periklu kbir għall-persuni, iżda fil-ġisem, huma maqluba f'nitriti, imbagħad fis nitrosamini. Nitrit NO ^2- joni - partiċelli tossiċi, dawn jikkawżaw ossidazzjoni tal-ħadid tal-ħadid fl-molekoli emoglobina fil-jonji trivalenti. F'dan l-istat, is-sustanza ewlenija ta 'demm uman u l-annimali ma jkunx kapaċi għat-trasport ossiġnu u ineħħu d-diossidu tal-karbonju mit-tessuti.

Il-kontaminazzjoni nitrat aktar perikolużi ta 'l-ikel għas-saħħa umana:

• tumuri malinni li jinqalgħu fil-konverżjoni ta 'nitrati li nitrosamini (karċinoġeniċi);
• l-iżvilupp ta 'kolite bl-ulċeri,
• pressjoni baxxa jew pressjoni għolja;
• insuffiċjenza tal-qalb;
• fsada Disturbi
• leżjonijiet tal-fwied, il-frixa u l-iżvilupp tad-dijabete;
• iżvilupp ta 'insuffiċjenza renali;
• anemija, memorja indebolita, attenzjoni u intelliġenza.

L-użu simultanju ta 'prodotti differenti ma' dożi kbar ta 'nitrati twassal għal avvelenament akut. Is-sorsi jistgħu jkunu pjanti, ilma tax-xorb, lesti dixxijiet tal-laħam. Tixrib fl-ilma nadif u tisjir jistgħu jnaqqsu l-kontenut nutrittiv ta 'prodotti nitrat. Ir-riċerkaturi sabu li dożi ogħla ta 'komposti perikolużi osservati fil-produzzjoni immaturi u impjant serra.

Fosfru - Element Pnictogen

Atomi ta 'elementi kimiċi li huma fl-istess kolonna vertikali tas-sistema perjodika, jesebixxu propjetajiet komuni. Fosfru tinsab fit-tielet perijodu, hija tirreferi għall-grupp 15, kif ukoll bħala nitroġenu. Elementi Struttura atomi simili, iżda hemm differenzi fil-proprjetajiet. Nitroġenu u fosfru juru negattivi valenza u ossidazzjoni istat III komposti tagħhom ma 'metalli u l-idroġenu.

Ħafna reazzjonijiet fosfru jipproċedi f'temperaturi normali, element attiv kimikament. Huwa irreaġixxiet ossiġnu biex jiffurmaw P ₂ O ₅ ogħla ossidu. Is-soluzzjoni ilmija ta 'dan il-materjal għandu l-proprjetajiet ta' aċidu (metafosforiku). Waqt li ssaħħan aċidu ortofosforiku jinkiseb. Huwa jiddefinixxi pluralità ta 'tipi ta' melħ, li ħafna minnhom huma l-fertilizzanti minerali, pereżempju superfosfati. Nitroġenu u fosfru komposti jiffurmaw parti importanti taċ-ċiklu tal-materja u l-enerġija fuq il-pjaneta tagħna, użati fl-oqsma industrijali, agrikoli u oħrajn.