Mga kemikal na katangian ng nitrogen. Nitrogen - isang malaking medical encyclopedia

Ari-arian Mga elemento ng V-A mga subgroup

1. Ang istraktura ng mga atomo ng mga elemento ng kemikal

Ang pagkakaroon ng tatlong hindi magkapares na mga electron sa panlabas na antas ng enerhiya ay nagpapaliwanag sa katotohanan na sa normal, hindi nasasabik na estado, ang valence ng mga elemento ng nitrogen subgroup ay tatlo.

Ang mga atomo ng mga elemento ng nitrogen subgroup (maliban sa nitrogen - ang panlabas na antas ng nitrogen ay binubuo lamang ng dalawang sublevel - 2s at 2p) ay may mga bakanteng selula ng d-sublevel sa mga panlabas na antas ng enerhiya, kaya maaari nilang singaw ang isang elektron mula sa ang s-sublevel at ilipat ito sa d-sublevel . Kaya, ang valency ng phosphorus, arsenic, antimony at bismuth ay 5.

Ang mga elemento ng nitrogen group ay bumubuo ng mga compound ng komposisyon ng RH 3 na may hydrogen, at mga oxide ng form na R 2 O 3 at R 2 O 5 na may oxygen. Ang mga oxide ay tumutugma sa mga acid HRO 2 at HRO 3 (at mga ortho acid H 3 PO 4, maliban sa nitrogen).

Ang pinakamataas na estado ng oksihenasyon ng mga elementong ito ay +5, at ang pinakamababang -3.

Dahil ang singil ng nucleus ng mga atom ay tumataas, ang bilang ng mga electron sa panlabas na antas ay pare-pareho, ang bilang ng mga antas ng enerhiya sa mga atomo ay tumataas at ang radius ng atom ay tumataas mula sa nitrogen hanggang bismuth, ang pagkahumaling ng mga negatibong electron sa positibong nucleus humihina at tumataas ang kakayahang mag-donate ng mga electron, at, samakatuwid, sa nitrogen subgroup na may Habang tumataas ang atomic number, bumababa ang mga katangiang hindi metal, habang tumataas ang mga katangian ng metal.

Ang nitrogen ay isang non-metal, ang bismuth ay isang metal. Mula sa nitrogen hanggang bismuth, ang lakas ng RH 3 compounds ay bumababa, habang ang lakas ng oxygen compounds ay tumataas.

Ang pinakamahalaga sa mga elemento ng nitrogen subgroup ay nitrogen at posporus .

nitrogen, pisikal at Mga katangian ng kemikal, pagtanggap at pag-aaplay

1. Ang nitrogen ay isang kemikal na elemento

N +7) 2) 5

1 s 2 2 s 2 2 p 3 hindi natapos na panlabas na layer, p -elemento, di-metal

Ar(N)=14

2. Mga posibleng estado ng oksihenasyon

Dahil sa pagkakaroon ng tatlong hindi magkapares na mga electron, ang nitrogen ay napaka-aktibo, ito ay matatagpuan lamang sa anyo ng mga compound. Ang nitrogen ay nagpapakita ng mga estado ng oksihenasyon sa mga compound mula "-3" hanggang "+5"

3. Nitrogen - isang simpleng substance, molekular na istraktura, pisikal na katangian

Nitrogen (mula sa Greek ἀ ζωτος - walang buhay, lat. Nitrogenium), sa halip na ang mga naunang pangalan ("phlogisticated", "mephitic" at "spoiled" air) na iminungkahi sa 1787 Antoine Lavoisier . Tulad ng ipinakita sa itaas, sa oras na iyon ay alam na na ang nitrogen ay hindi sumusuporta sa pagkasunog o paghinga. Ang ari-arian na ito ay itinuturing na pinakamahalaga. Bagama't kalaunan ay nalaman na ang nitrogen, sa kabaligtaran, ay mahalaga para sa lahat ng nabubuhay na nilalang, ang pangalan ay napanatili sa Pranses at Ruso.

N 2 – covalent non-polar bond, triple (σ, 2π), molecular crystal lattice

Konklusyon:

1. Mababang reaktibiti sa normal na temperatura

2. Gas, walang kulay, walang amoy, mas magaan kaysa hangin

Ginoo ( B hangin)/ Ginoo ( N 2 ) = 29/28

4. Mga kemikal na katangian ng nitrogen

5. Resibo:

Sa industriya ang nitrogen ay nakukuha mula sa hangin. Upang gawin ito, ang hangin ay unang pinalamig, natunaw, at ang likidong hangin ay sumasailalim sa distillation (distillation). Ang kumukulo na punto ng nitrogen ay bahagyang mas mababa (–195.8°C) kaysa sa iba pang bahagi ng hangin, ang oxygen (–182.9°C), kaya kapag ang likidong hangin ay maingat na pinainit, ang nitrogen ay unang sumingaw. Ang gaseous nitrogen ay ibinibigay sa mga consumer sa compressed form (150 atm. o 15 MPa) sa mga itim na cylinder na may dilaw na inskripsiyon na "nitrogen". Mag-imbak ng likidong nitrogen sa Dewar flasks.

Sa laboratoryoang purong ("kemikal") nitrogen ay nakukuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng puspos na solusyon ng ammonium chloride NH 4 Cl sa solid sodium nitrite NaNO 2 kapag pinainit:

NaNO 2 + NH 4 Cl \u003d NaCl + N 2 + 2H 2 O.

Maaari ka ring magpainit ng solid ammonium nitrite:

NH 4 NO 2 \u003d N 2 + 2H 2 O. KARANASAN

6. Paglalapat:

Sa industriya, ang nitrogen gas ay pangunahing ginagamit upang makagawa ng ammonia. Bilang isang chemically inert gas, ang nitrogen ay ginagamit upang magbigay ng inert na kapaligiran sa iba't ibang kemikal at metalurhiko na proseso, kapag nagbobomba ng mga nasusunog na likido. Ang likidong nitrogen ay malawakang ginagamit bilang isang nagpapalamig, ginagamit ito sa gamot, lalo na sa cosmetology. Ang mga nitrogen mineral fertilizers ay may mahalagang papel sa pagpapanatili ng pagkamayabong ng lupa.

7. Biyolohikal na papel

Ang nitrogen ay isang elemento na kailangan para sa pagkakaroon ng mga hayop at halaman, ito ay bahagi ngprotina (16-18% sa timbang), amino acid, nucleic acid, nucleoproteins, chlorophyll, hemoglobin at iba pa.Sa komposisyon ng mga buhay na selula, sa pamamagitan ng bilang ng mga atomo ng nitrogen, mga 2%, sa pamamagitan ng mass fraction - mga 2.5% (ika-apat na lugar pagkatapos ng hydrogen, carbon at oxygen). Kaugnay nito, ang malaking halaga ng nakagapos na nitrogen ay matatagpuan sa mga buhay na organismo, "patay na organikong bagay" at dispersed matter ng mga dagat at karagatan. Ang halagang ito ay tinatantya sa humigit-kumulang 1.9 10 11 tonelada. Bilang resulta ng mga proseso ng pagkabulok at pagkabulok ng nitrogen-containing organic matter, napapailalim sa mga paborableng salik. kapaligiran, ang mga likas na deposito ng mineral na naglalaman ng nitrogen ay maaaring mabuo, halimbawa, "Chilean saltpeterN 2 → Li 3 N → NH 3

No. 2. Gawin ang mga equation ng reaksyon para sa pakikipag-ugnayan ng nitrogen sa oxygen, magnesium at hydrogen. Para sa bawat reaksyon, gumawa ng elektronikong balanse, ipahiwatig ang oxidizing agent at reducing agent.

No. 3. Ang isang silindro ay naglalaman ng nitrogen gas, ang isa ay naglalaman ng oxygen, at ang pangatlo ay naglalaman ng carbon dioxide. Paano makilala ang mga gas na ito?

No. 4. Ang ilang mga nasusunog na gas ay naglalaman ng libreng nitrogen bilang isang karumihan. Maaari bang mabuo ang nitric oxide (II) sa panahon ng pagkasunog ng mga naturang gas sa ordinaryong gas stoves? Bakit?

Ang Nitrogen (English Nitrogen, French Azote, German Stickstoff) ay natuklasan halos sabay-sabay ng ilang mananaliksik. Nakuha ni Cavendish ang nitrogen mula sa hangin (1772), na ipinapasa ang huli sa mainit na karbon, at pagkatapos ay sa pamamagitan ng isang alkali solution upang sumipsip ng carbon dioxide. Ang Cavendish ay hindi nagbigay ng isang espesyal na pangalan sa bagong gas, na tinutukoy ito bilang mephitic air (lat. - mephitis - suffocating o nakakapinsalang pagsingaw ng lupa). Opisyal, ang pagtuklas ng nitrogen ay karaniwang iniuugnay kay Rutherford, na naglathala noong 1772 ng kanyang disertasyon na "On fixable air, kung hindi man ay tinatawag na suffocating", kung saan ang ilan sa mga kemikal na katangian ng nitrogen ay inilarawan sa unang pagkakataon. Sa parehong mga taon, nakatanggap si Scheele ng nitrogen mula sa hangin sa atmospera sa parehong paraan tulad ng Cavendish. Tinawag niya ang bagong gas spoiled air (Verdorbene Luft). Tinawag ni Priestley (1775) ang nitrogen phlogisticated air (Air phlogisticated). Lavoisier noong 1776-1777 pinag-aralan nang detalyado ang komposisyon ng hangin sa atmospera at nalaman na ang 4/5 ng dami nito ay binubuo ng asphyxiating gas (Air mofette).
Iminungkahi ni Lavoisier na pangalanan ang elementong "nitrogen" mula sa negatibong prefix na Greek na "a" at ang salita para sa buhay na "zoe", na binibigyang-diin ang kawalan ng kakayahan nitong mapanatili ang paghinga. Noong 1790, ang pangalang "nitrogen" (nitrogen - "nabubuo ng saltpeter") ay iminungkahi para sa nitrogen, na kalaunan ay naging batayan para sa internasyonal na pangalan ng elemento (Nitrogenium) at ang simbolo para sa nitrogen - N.

Ang pagiging likas, nakakakuha ng:

Ang nitrogen ay nangyayari sa kalikasan pangunahin sa malayang estado. Sa hangin, ang volume fraction nito ay 78.09%, at ang mass fraction nito ay 75.6%. Ang mga compound ng nitrogen ay matatagpuan sa maliit na halaga sa mga lupa. Ang nitrogen ay isang constituent ng mga protina at maraming natural na organic compound. Ang kabuuang nilalaman ng nitrogen sa crust ng lupa ay 0.01%.
Ang kapaligiran ay naglalaman ng humigit-kumulang 4 na quadrillion (4 10 15) tonelada ng nitrogen, at humigit-kumulang 20 trilyon (20 10 12) tonelada sa mga karagatan. Ang isang hindi gaanong mahalagang bahagi ng halagang ito - mga 100 bilyong tonelada - ay taun-taon na nakatali at kasama sa komposisyon ng mga buhay na organismo. Sa 100 bilyong toneladang ito ng nakagapos na nitrogen, 4 bilyong tonelada lamang ang matatagpuan sa mga tisyu ng mga halaman at hayop - ang natitira ay naiipon sa mga nabubulok na mikroorganismo at kalaunan ay babalik sa atmospera.
Sa teknolohiya, ang nitrogen ay nakukuha mula sa hangin. Upang makakuha ng nitrogen, ang hangin ay inililipat sa isang likidong estado, at pagkatapos ay ang nitrogen ay pinaghihiwalay mula sa hindi gaanong pabagu-bago ng oxygen sa pamamagitan ng pagsingaw (t bale N 2 \u003d -195.8 ° С, t bale O 2 \u003d -183 ° С)
Sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, ang purong nitrogen ay maaaring makuha sa pamamagitan ng nabubulok na ammonium nitrite o sa pamamagitan ng paghahalo ng mga solusyon ng ammonium chloride at sodium nitrite kapag pinainit:
NH 4 NO 2 N 2 + 2H 2 O; NH 4 Cl + NaNO 2 NaCl + N 2 + 2H 2 O.

Mga katangiang pisikal:

Ang natural na nitrogen ay binubuo ng dalawang isotopes: 14 N at 15 N. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang nitrogen ay isang walang kulay, walang amoy at walang lasa na gas, bahagyang mas magaan kaysa sa hangin, hindi gaanong natutunaw sa tubig (15.4 ml ng nitrogen ay natutunaw sa 1 litro ng tubig, oxygen - 31 ml). Sa -195.8°C, ang nitrogen ay nagiging walang kulay na likido, at sa -210.0°C, nagiging puting solid. Sa solid state, umiiral ito sa anyo ng dalawang polymorphic modification: sa ibaba -237.54 ° C, isang matatag na anyo na may cubic lattice, sa itaas - na may isang hexagonal.
Ang nagbubuklod na enerhiya ng mga atomo sa isang molekulang nitrogen ay napakataas at umaabot sa 941.6 kJ/mol. Ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng mga atomo sa isang molekula ay 0.110 nm. Ang N 2 molecule ay diamagnetic. Ito ay nagpapahiwatig na ang bono sa pagitan ng mga atomo ng nitrogen ay triple.
Densidad ng gaseous nitrogen sa 0°C 1.25046 g/dm 3

Mga katangian ng kemikal:

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang nitrogen ay isang chemically inactive substance dahil sa isang malakas na covalent bond. Sa normal na kondisyon, ito ay tumutugon lamang sa lithium, na bumubuo ng isang nitride: 6Li + N 2 = 2Li 3 N
Sa pagtaas ng temperatura, ang aktibidad ng molekular na nitrogen ay tumataas, habang maaari itong maging parehong ahente ng oxidizing (na may hydrogen, mga metal) at isang ahente ng pagbabawas (na may oxygen, fluorine). Kapag pinainit, sa mataas na presyon at sa pagkakaroon ng isang katalista, ang nitrogen ay tumutugon sa hydrogen upang bumuo ng ammonia: N 2 + 3H 2 = 2NH 3
Ang nitrogen ay pinagsama sa oxygen lamang sa isang electric arc upang bumuo ng nitric oxide (II): N 2 + O 2 \u003d 2NO
Sa isang electric discharge, posible rin ang isang reaksyon na may fluorine: N 2 + 3F 2 \u003d 2NF 3

Ang pinakamahalagang koneksyon:

Nagagawa ng nitrogen na bumuo ng mga kemikal na compound, na nasa lahat ng estado ng oksihenasyon mula +5 hanggang -3. Ang nitrogen ay bumubuo ng mga compound sa mga positibong estado ng oksihenasyon na may fluorine at oxygen, at sa mga estado ng oksihenasyon na higit sa +3, ang nitrogen ay matatagpuan lamang sa mga compound na may oxygen.
Ammonia, NH 3 - isang walang kulay na gas na may masangsang na amoy, madaling natutunaw sa tubig ("ammonia"). Ang ammonia ay may mga pangunahing katangian, nakikipag-ugnayan sa tubig, hydrogen halides, mga acid:
NH 3 + H 2 O NH 3 * H 2 O NH 4 + + OH - ; NH 3 + HCl = NH 4 Cl
Isa sa mga tipikal na ligand sa mga kumplikadong compound: Cu(OH) 2 + 4NH 3 = (OH) 2 (violet, p-rim)
Reductant: 2NH 3 + 3CuO 3Cu + N 2 + 3H 2 O.
Hydrazine- N 2 H 4 (hydrogen pernitride), ...
Hydroxylamine- NH2OH, ...
Nitric oxide(I), N 2 O (nitrous oxide, laughing gas). ...
Nitric oxide(II), NO ay isang walang kulay na gas, walang amoy, bahagyang natutunaw sa tubig, hindi nakakabuo ng asin. Sa laboratoryo, nakuha ang mga ito sa pamamagitan ng pagtugon sa tanso at pagtunaw ng nitric acid:
3Cu + 8HNO 3 \u003d 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O.
Sa industriya, ito ay nakuha sa pamamagitan ng catalytic oxidation ng ammonia sa paggawa ng nitric acid:
4NH 3 + 5O 2 4NO + 6 H 2 O
Madaling na-oxidize sa nitric oxide (IV): 2NO + O 2 = 2NO 2
Nitric oxide(III), ??? ...
...
Nitrous acid, ??? ...
...
Nitrite, ??? ...
...
Nitric oxide(IV), NO 2 - isang nakakalason na brown gas, ay may katangian na amoy, natutunaw nang maayos sa tubig, habang nagbibigay ng dalawang acid, nitrous at nitric: H 2 O + NO 2 \u003d HNO 2 + HNO 3
Sa paglamig, ito ay nagiging walang kulay na dimer: 2NO 2 N 2 O 4
Nitric oxide(V), ??? ...
...
Nitric acid, HNO 3 - walang kulay na likido na may masangsang na amoy, t bp = 83°C. Malakas na acid, mga asing-gamot - nitrates. Isa sa pinakamalakas na oxidizing agent, na dahil sa pagkakaroon ng nitrogen atom sa komposisyon ng acid residue sa pinakamataas na oxidation state N +5. Kapag ang nitric acid ay nakikipag-ugnayan sa mga metal, hindi hydrogen ang pinakawalan bilang pangunahing produkto, ngunit iba't ibang mga produkto ng pagbabawas ng nitrate ion:
Cu + 4HNO 3 (conc) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;
4Mg + 10HNO 3 (matalino) = 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 5H 2 O.
Nitrates, ??? ...
...

Application:

Malawakang ginagamit upang lumikha ng isang hindi gumagalaw na kapaligiran - pagpuno ng mga electric incandescent lamp at libreng espasyo sa mercury thermometer, kapag nagbobomba ng mga likido, sa Industriya ng Pagkain bilang packing gas. Nitride nila ang ibabaw ng mga produktong bakal, ang mga iron nitride ay nabuo sa ibabaw na layer, na nagbibigay ng mas malaking tigas sa bakal. Ang likidong nitrogen ay kadalasang ginagamit para sa malalim na paglamig ng iba't ibang mga sangkap.
Ang nitrogen ay mahalaga para sa buhay ng mga halaman at hayop, dahil ito ay bahagi ng mga sangkap ng protina. Ang nitrogen ay ginagamit sa maraming dami upang makagawa ng ammonia. Ang mga nitrogen compound ay ginagamit sa paggawa ng mga mineral fertilizers, pampasabog at sa maraming industriya.

L.V. Cherkashin
KhF Tyumen State University, gr. 542(I)

Mga pinagmumulan:
- G.P. Khomchenko. Isang manwal sa kimika para sa mga mag-aaral sa unibersidad. M., Bagong alon, 2002.
- A.S. Egorov, Kimika. Allowance-tutor para sa pagpasok sa mga unibersidad. Rostov-on-Don, Phoenix, 2003.
- Pagtuklas ng mga elemento at ang pinagmulan ng kanilang mga pangalan /

Ang nitrogen ay isang gas na bahagyang natutunaw sa tubig at walang kulay, walang amoy at walang lasa. Maaaring gamitin ang libreng nitrogen sa iba't ibang industriya industriya. Isaalang-alang natin nang mas detalyado ang mga industriya kung saan ginagamit ang nitrogen.

Metalurhiya

• Sa panahon ng pagsusubo, sintering na may pulbos na metal.
• Sa neutral hardening, hard soldering.
• Kapag ang cyanidation (kinakailangan ang nitrogen upang maprotektahan ang ferrous at non-ferrous na mga metal).
• May mahalagang papel din ang nitrogen sa pagpapatakbo ng charging device sa isang blast furnace, isang makinang panlinis ng apoy para sa mga metal.
• Sa planta ng coke.

Chemistry, gas, langis

• Ang gaseous nitrogen ay ginagamit sa pagbuo ng mga balon. Sa tulong nito, bumababa ang lebel ng tubig sa mga balon. Ang pamamaraang ito ay napaka-promising, ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging maaasahan, pati na rin ang kadalian ng kontrol at regulasyon ng proseso sa isang malawak na hanay ng mga pressures at mga rate ng daloy. Sa tulong ng gaseous nitrogen, ang mga malalim na balon ay mabilis na nahuhulog, mabilis at matalim, o mabagal at makinis na pagbaba ng presyon sa balon. Ang nitrogen ay nagbibigay ng reservoir drainage at pressurized gas replenishment, na kinakailangan para sa pag-agos ng likido.
• Ang nitrogen ay ginagamit upang lumikha ng isang hindi gumagalaw na kapaligiran sa iba't ibang lalagyan sa panahon ng paglo-load at pagbabawas ng mga operasyon. Ginagamit din ang nitrogen upang patayin ang apoy, sa panahon ng pagsubok at paglilinis ng mga pipeline.
• Nitrogen sa purong anyo ginagamit para sa synthesis ng ammonia, sa paggawa ng nitrogen-type fertilizers, pati na rin sa pagproseso ng mga nauugnay na gas at methane conversion.
• Ang nitrogen ay ginagamit upang bawasan ang mga deposito sa mga refinery ng langis, upang iproseso ang mataas na octane na mga bahagi upang mapataas ang produktibidad ng mga planta ng pag-crack ng langis.

Paglaban sa sunog

• Ang nitrogen ay may mga hindi gumagalaw na katangian, dahil sa kung saan posible na palitan ang oxygen at maiwasan ang reaksyon ng oksihenasyon. Ang pagkasunog ay, sa katunayan, mabilis na oksihenasyon, dahil sa pagkakaroon ng oxygen sa atmospera at isang pinagmumulan ng pagkasunog, na maaaring isang spark, isang electric arc, o simpleng kemikal na reaksyon kasama malaking dami nabuong init. Sa pamamagitan ng paggamit ng nitrogen, maiiwasan ang sitwasyong ito. Kung ang konsentrasyon ng nitrogen sa kapaligiran ay 90%, hindi mangyayari ang pag-aapoy.
• Ang parehong nakatigil na nitrogen plant at mobile nitrogen production station ay maaaring epektibong maiwasan ang sunog. Sa kanilang tulong, ang pinagmumulan ng pag-aapoy ay maaari ding matagumpay na mapatay.

Ang gamot

• Sa mga pananaliksik sa mga laboratoryo, para sa mga pagsusuri sa ospital.

industriya ng pagmimina

• Sa mga minahan ng karbon, kailangan din ang nitrogen para sa paglaban sa sunog.

mga pharmaceutical

• Ginagamit ang nitrogen upang mag-package, mag-transport at mag-displace ng oxygen mula sa iba't ibang tangke ng produkto.

industriya ng pagkain

• Ang nitrogen ay kinakailangan para sa transshipment, imbakan, packaging ng mga produktong pagkain (lalo na ang mga keso at mga produktong langis at taba, na napakabilis na na-oxidize ng oxygen), upang madagdagan ang kanilang buhay sa istante, gayundin upang mapanatili kasarapan mga produktong ito.
• Ang pinaghalong nitrogen at carbon dioxide ay nakakatulong na pigilan ang paglaki ng bacteria.
• Ang nitrogen, na lumilikha ng isang hindi gumagalaw na kapaligiran, ay nagpapahintulot sa iyo na protektahan ang pagkain mula sa mga nakakapinsalang insekto.
• Ang nitrogen ay gumaganap bilang isang diluent upang lumikha ng isang halo ng gas.

Industriya ng pulp at papel

• Ginagamit ang nitrogen sa mga proseso ng cathode ray sa papel, karton, at kahit ilang produktong gawa sa kahoy upang gamutin ang mga coatings ng barnis. Ang pamamaraang ito ay nagbibigay-daan upang mabawasan ang gastos ng mga photoinitiators, pati na rin bawasan ang paglabas ng pabagu-bago ng isip compounds at pagbutihin ang kalidad ng pagproseso.

Ang nitrogen ay kilala elemento ng kemikal, na kung saan ay tinutukoy ng titik N. Ang elementong ito, marahil, ay ang batayan ng inorganic na kimika, nagsisimula itong pag-aralan nang detalyado sa ika-8 baitang. Sa artikulong ito, isasaalang-alang natin ang elementong kemikal na ito, pati na rin ang mga katangian at uri nito.

Ang kasaysayan ng pagtuklas ng isang elemento ng kemikal

Ang nitrogen ay isang elemento na unang ipinakilala ng sikat na French chemist na si Antoine Lavoisier. Ngunit maraming mga siyentipiko ang nakikipaglaban para sa pamagat ng nakatuklas ng nitrogen, kasama nila Henry Cavendish, Karl Scheele, Daniel Rutherford.

Bilang resulta ng eksperimento, siya ang unang nag-iisa ng isang elemento ng kemikal, ngunit hindi niya naunawaan na nakatanggap siya ng isang simpleng sangkap. Iniulat niya ang kanyang karanasan, na nagsagawa rin ng ilang pag-aaral. Marahil, nagawa rin ni Priestley na ihiwalay ang elementong ito, ngunit hindi maintindihan ng siyentipiko kung ano ang eksaktong natanggap niya, samakatuwid ay hindi siya karapat-dapat sa pamagat ng natuklasan. Kasabay na isinagawa ni Karl Scheele ang parehong pananaliksik, ngunit hindi nakarating sa nais na konklusyon.

Sa parehong taon, pinamamahalaan ni Daniel Rutherford hindi lamang upang makakuha ng nitrogen, ngunit din upang ilarawan ito, mag-publish ng isang disertasyon at ipahiwatig ang mga pangunahing katangian ng kemikal ng elemento. Ngunit maging si Rutherford ay hindi lubos na naunawaan kung ano ang natanggap niya. Gayunpaman, siya ang itinuturing na natuklasan, dahil siya ang pinakamalapit sa solusyon.

Pinagmulan ng pangalang nitrogen

Mula sa Griyego na "nitrogen" ay isinalin bilang "walang buhay". Si Lavoisier ang gumawa sa mga tuntunin ng nomenclature at nagpasyang pangalanan ang elemento sa ganoong paraan. Noong ika-18 siglo, ang lahat ng nalalaman tungkol sa elementong ito ay hindi nito sinusuportahan ang alinman sa paghinga. Samakatuwid, ang pangalang ito ay pinagtibay.

Sa Latin, ang nitrogen ay tinatawag na "nitrogenium", na nangangahulugang "pagsilang ng saltpeter". Mula sa wikang Latin, lumitaw ang pagtatalaga ng nitrogen - ang titik N. Ngunit ang pangalan mismo ay hindi nag-ugat sa maraming mga bansa.

Kasaganaan ng elemento

Ang nitrogen ay marahil ang isa sa mga pinakakaraniwang elemento sa ating planeta, ito ay nasa ikaapat na ranggo sa kasaganaan. Ang elemento ay matatagpuan din sa solar atmosphere, sa mga planetang Uranus at Neptune. Ang mga atmospheres ng Titan, Pluto at Triton ay binubuo ng nitrogen. Bilang karagdagan, ang kapaligiran ng Earth ay binubuo ng 78-79 porsyento ng elementong kemikal na ito.

Ang nitrogen ay gumaganap ng isang mahalagang biological na papel, dahil ito ay kinakailangan para sa pagkakaroon ng mga halaman at hayop. Maging ang katawan ng tao ay naglalaman ng 2 hanggang 3 porsiyento ng elementong kemikal na ito. Ito ay bahagi ng chlorophyll, amino acids, proteins, nucleic acids.

Isang likidong nitrogen

Ang likidong nitrogen ay isang walang kulay na transparent na likido, ito ay isa sa mga estado ng pagsasama-sama ng kemikal na nitrogen ay malawakang ginagamit sa industriya, konstruksyon at gamot. Ito ay ginagamit para sa pagyeyelo mga organikong materyales, cooling technique, at sa gamot para alisin ang warts (aesthetic medicine).

Ang likidong nitrogen ay hindi nakakalason at hindi sumasabog.

Molekular na nitrogen

Ang molecular nitrogen ay isang elemento na nakapaloob sa atmospera ng ating planeta at bumubuo ng malaking bahagi nito. Ang formula ng molecular nitrogen ay N 2 . Ang ganitong nitrogen ay tumutugon sa iba pang mga elemento ng kemikal o mga sangkap lamang sa napakataas na temperatura.

Mga Katangiang Pisikal

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang nitrogen na elemento ng kemikal ay walang amoy, walang kulay, at halos hindi matutunaw sa tubig. Ang likidong nitrogen sa pagkakapare-pareho nito ay kahawig ng tubig, ito rin ay transparent at walang kulay. Ang nitrogen ay may isa pang estado ng pagsasama-sama, sa mga temperatura sa ibaba -210 degrees ito ay nagiging solid, bumubuo ng maraming malalaking snow-white crystals. Sumisipsip ng oxygen mula sa hangin.

Mga katangian ng kemikal

Ang nitrogen ay kabilang sa pangkat ng mga di-metal at gumagamit ng mga katangian mula sa iba pang mga elemento ng kemikal mula sa pangkat na ito. Sa pangkalahatan, ang mga hindi metal ay hindi magandang konduktor ng kuryente. Ang nitrogen ay bumubuo ng iba't ibang mga oxide, tulad ng NO (monoxide). Ang NO o nitric oxide ay isang muscle relaxant (isang substance na makabuluhang nakakapagpapahinga sa mga kalamnan at walang anumang pinsala o iba pang epekto sa katawan ng tao). Ang mga oxide na naglalaman ng mas maraming nitrogen atoms, gaya ng N 2 O, ay laughing gas, medyo matamis ang lasa, na ginagamit sa medisina bilang pampamanhid. Gayunpaman, ang NO 2 oxide ay walang kinalaman sa unang dalawa, dahil ito ay medyo nakakapinsalang exhaust gas na nakapaloob sa mga tambutso ng kotse at seryosong nagpaparumi sa kapaligiran.

Ang nitric acid, na nabuo sa pamamagitan ng hydrogen, nitrogen at tatlong oxygen atoms, ay isang malakas na acid. Ito ay malawakang ginagamit sa paggawa ng mga pataba, alahas, organic synthesis, industriya ng militar (ang produksyon ng mga pampasabog at ang synthesis ng mga lason na sangkap), ang produksyon ng mga tina, gamot, atbp. Ang Nitric acid ay lubhang nakakapinsala sa katawan ng tao, nag-iiwan ng mga ulser at pagkasunog ng kemikal sa balat.

Nagkakamali ang mga tao na naniniwala na ang carbon dioxide ay nitrogen. Sa katunayan, dahil sa mga kemikal na katangian nito, ang isang elemento ay tumutugon sa isang maliit na bilang ng mga elemento sa ilalim ng normal na mga kondisyon. At ang carbon dioxide ay carbon monoxide.

Paglalapat ng isang elemento ng kemikal

Ang likidong nitrogen ay ginagamit sa gamot para sa malamig na paggamot (cryotherapy), pati na rin sa pagluluto bilang isang nagpapalamig.

Ang elementong ito ay nakahanap din ng malawak na aplikasyon sa industriya. Ang nitrogen ay isang gas na ligtas sa pagsabog at sunog. Bilang karagdagan, pinipigilan nito ang pagkabulok at oksihenasyon. Ngayon, ang nitrogen ay ginagamit sa mga minahan upang lumikha ng isang kapaligirang lumalaban sa pagsabog. Ang gaseous nitrogen ay ginagamit sa petrochemistry.

AT industriya ng kemikal Napakahirap gawin nang walang nitrogen. Ginagamit ito para sa synthesis ng iba't ibang mga sangkap at compound, tulad ng ilang mga pataba, ammonia, mga pampasabog, mga tina. Ngayon malaking bilang ng nitrogen ay ginagamit upang synthesize ammonia.

Sa industriya ng pagkain, ang sangkap na ito ay nakarehistro bilang isang additive ng pagkain.

Halo o purong sangkap?

Kahit na ang mga siyentipiko sa unang kalahati ng ika-18 siglo, na pinamamahalaang ihiwalay ang elemento ng kemikal, ay nag-isip na ang nitrogen ay isang halo. Ngunit may malaking pagkakaiba sa pagitan ng mga konseptong ito.

Mayroon itong isang buong kumplikado ng mga pare-parehong katangian, tulad ng komposisyon, pisikal at kemikal na mga katangian. Ang timpla ay isang tambalan na naglalaman ng dalawa o higit pang elemento ng kemikal.

Ngayon alam natin na ang nitrogen ay isang purong sangkap, dahil ito ay isang kemikal na elemento.

Kapag nag-aaral ng kimika, napakahalagang maunawaan na ang nitrogen ang batayan ng lahat ng kimika. Ito ay bumubuo ng iba't ibang mga compound na nakakaharap nating lahat, kabilang ang laughing gas, brown gas, ammonia, at nitric acid. Hindi nakakagulat na ang kimika sa paaralan ay nagsisimula sa pag-aaral ng naturang elemento ng kemikal gaya ng nitrogen.

Sa artikulong ito, matututunan mo ang tungkol sa oxygen at nitrogen - dalawang gas na matagumpay na nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Nitrogen

Ang nitrogen mismo ay natuklasan noong 1772 ng chemist na si Henry Cavendish. Sa kanyang laboratoryo, si Henry, gamit ang isang espesyal na aparato, ay dumaan sa mainit na karbon nang maraming beses. Pagkatapos ang hangin ay ginagamot sa alkalis. Dahil sa mga katangian nito, ang residue na nakuha mula sa eksperimento ay tinatawag na "suffocating" gas. Ngunit hindi maintindihan ng siyentipiko kung anong sangkap ang natanggap niya. Alam ng modernong chemist na ang pagpasa ng hangin sa mainit na karbon ay gumagawa ng carbon dioxide, na na-neutralize ng alkali. Sinabi ni Henry sa kanyang kaibigan na si Joseph Priestley ang tungkol sa kanyang karanasan.

Kapansin-pansin, hindi ito ang unang pagkakataon na hindi maintindihan ng mga siyentipiko kung anong sangkap ang nakuha sa kurso. Halimbawa, sa tulong ng kasalukuyang, nakakonekta si Priestley sa oxygen at nitrogen, ngunit hindi maintindihan na bilang resulta ng eksperimento ay nakatanggap siya ng argon, na isang inert gas.

Mga pisikal na katangian ng nitrogen

Sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon, ang nitrogen ay isang inert, walang kulay, walang amoy at walang lasa na gas. Ito ay ligtas para sa mga tao. Bilang karagdagan, ang gas na ito ay halos hindi matutunaw sa tubig at hindi nakikipag-ugnayan sa kemikal dito.

Gayundin ang ikapitong elemento sistemang pana-panahon Ang Mendeleev ay umiiral sa likido at solidong estado ng pagsasama-sama.

Ang kumukulo na punto ng likidong nitrogen ay -195.8 °C, at ito ay pumasa sa solidong estado sa -209.86 °C.

Mga kemikal na katangian ng nitrogen

Ang walang kulay na gas mismo ay may napakalakas na diatomic molecule na bumubuo ng triple bond. Samakatuwid, ang mga molekula ay halos hindi nabubulok. At tiyak na dahil sa pag-aari na ito na ang nitrogen ay nagpapakita ng mababang aktibidad ng kemikal. Ang lahat ng mga compound nito ay lubhang hindi matatag, dahil kapag ang isang sangkap ay pinainit, ang libreng nitrogen ay nabuo.

Mga reaksyon ng nitrogen sa mga metal

Ang molecular nitrogen ay maaari lamang mag-react sa isang maliit na grupo ng mga metal na nagpapakita ng mga nagpapababang katangian. Halimbawa, ang N₂ ay maaaring tumugon sa lithium:

6Li + N₂ = 2Li₃N

Tumutugon din ito sa isang magaan na kulay-pilak na metal, ngunit ang prosesong kemikal na ito ay nangangailangan ng pag-init hanggang sa 300 ° C. Ang resulta ng reaksyon ay magnesiyo nitride - madilaw-dilaw na berdeng kristal, na, kapag pinainit, nabubulok sa magnesiyo at libreng nitrogen:

3Mg + N₂ = Mg₃N₂

Mg₃N₂ → 3Mg + N₂ (kapag pinainit mula 1000 °C)

Kung ang aktibong metal nitride ay idinagdag sa tubig, magsisimula ang proseso ng hydrolysis, at bilang resulta, ang ammonia ay makukuha.

nitrogen at hydrogen

Sa temperatura na halos 400 ° C at isang presyon ng 200 na mga atmospheres, pati na rin sa pagkakaroon ng bakal (iyon ay, isang katalista), ang pakikipag-ugnayan ng nitrogen at hydrogen ay nagpapatuloy:

3H₂ + N₂ = 2NH₃

Pakikipag-ugnayan ng nitrogen sa iba pang mga di-metal

Ang lahat ng mga reaksyon sa nitrogen ay nagaganap sa mataas na temperatura. Halimbawa, sa boron:

2B + N₂ = 2BN.

Ang nitrogen ay hindi nakikipag-ugnayan sa maraming halogens, pati na rin sa asupre. Gayunpaman, ang mga sulfide at halides ay maaaring makuha nang hindi direkta.

Ang reaksyon ng nitrogen na may oxygen

Ang oxygen ay isang kemikal na elemento na may VIII atomic number. Ito ay transparent, walang amoy at walang kulay. Sa likidong anyo, ang oxygen ay may mala-bughaw na tint.

Nagagawa rin itong maging solidong estado ng pagsasama-sama at isang asul na kristal. Ang oxygen ay may diatomic molecule.

Isang kawili-wiling katotohanan: ang siyentipikong si Priestley ay hindi unang naunawaan na natuklasan niya ang oxygen - naniniwala siya na bilang resulta ng eksperimento ay nakatanggap siya ng ilang bahaging bumubuo hangin. Napagmasdan ng siyentipiko ang pagkabulok ng mercury oxide sa isang selyadong aparato at, gamit ang isang lens, itinuro ang mga sinag ng araw sa oksido.

Kung pinag-uusapan natin ang pakikipag-ugnayan ng nitrogen at oxygen, kung gayon ang mga sangkap ay tumutugon sa ilalim ng impluwensya ng isang electric current. Ang nitrogen ay may napakalakas na molekula na lubhang nag-aatubili na makipag-ugnayan sa iba pang mga sangkap:

O₂ + N₂ = 2NO

Mayroong ilang mga walang kulay na gas oxide na may saklaw mula isa hanggang lima.

Narito ang ilang mga compound na maaaring mabuo sa panahon ng reaksyon ng nitrogen at oxygen:

N₂O - nitrous oxide;

HINDI - nitric oxide;

N₂O₃ - nitrous anhydride;

NO₂ - nitrogen dioxide;

N₂O₅ - nitric anhydride.

I-click upang gumastos ng interesante sa pagkuha ng nitrogen dioxide at para pag-aralan ang mga katangian nito.

Ang nitrous oxide ay ginagamit bilang pampamanhid. Ang tambalang ito ay nakuha sa pamamagitan ng agnas ng ammonium nitrate, isang walang kulay na gas na may katangian na amoy. Ang nitrous oxide ay lubos na natutunaw sa tubig.

Ang N₂O ay isang pare-parehong bahagi ng hangin. Ang proseso ng kemikal ay nagaganap sa temperatura na 200 °C. Ang equation ng reaksyon ay ganito ang hitsura:

NH₄NO₃ = 2Н₂О + N₂O

Ang Nitric oxide NO ay isa ring walang kulay na gas na halos hindi matutunaw sa tubig. Ang tambalang ito ay nag-aatubili na mag-abuloy ng oxygen, ngunit kilala sa mga reaksyon ng karagdagan nito. Halimbawa, ang pakikipag-ugnayan sa maberde-dilaw na nakakalason na gas chlorine.