Ohun ti o jẹ nitrogen? Ibi nitrogen. nitrogen moleku

Awọn ti kii-ti fadaka ano ti awọn 15th Ẹgbẹ [Orúkọàyè] igbakọọkan Table - nitrogen atomu 2 of eyi ti darapọ lati fẹlẹfẹlẹ kan ti moleku - colorless, odorless ati obu gaasi seko kan ti o tobi apa ti awọn Earth ká bugbamu ti ati eyi ti o jẹ apakan ti gbogbo ngbe ohun.

Itan ti Awari

Nitrogen gaasi jẹ nipa 4/5 ti aiye ká bugbamu. O ti a ya sọtọ ni ibẹrẹ Air Research. Ni 1772, Swedish Himik Karl Wilhelm Scheele akọkọ lati fi hàn pe iru a nitrogen. Gege si i, awọn air jẹ adalu meji ategun, ọkan ninu awọn ti o pe ni "ina air", ti o ni lati se atileyin fun awọn ijona, ati awọn miiran - .. "eleri air" nitori ti o si maa wa lẹhin ti akọkọ run. Wọnyi li awọn atẹgun ati nitrogen. Ni ayika akoko kanna nitrogen ti a ti ya sọtọ nipa awọn Scotland botanist Daniel Rutherford, ti o ti akọkọ atejade rẹ awari, bi daradara bi awọn British chemist Henry Cavendish ati awọn British clergyman ati sayensi Dzhozefom Pristli, ti o pín pẹlu Scheele primacy ti awọn Awari ti atẹgun. Siwaju ẹrọ ti han wipe titun gaasi ni ara awọn iyọ tabi potasiomu iyọ (kno _3), ati, accordingly, o ti a npè ni ti a nitrogen ( "fun ibi saltpeter") nipa awọn French chemist Chaptal ni 1790 Nitrogen a ti akọkọ Wọn si kemikali eroja ti Lavoisier, ti alaye ti awọn ipa ti atẹgun ninu ijona já awọn phlogiston yii - gbajumo ni XVIII orundun. jade.Awọn ijona. Ailagbara ti yi kemikali ano lati se atileyin aye (Greek ζωή) ni idi ti Lavoisier ti a npè ni nitrogen gaasi.

Awọn farahan ati ki o tan

Ohun ti o jẹ nitrogen? Ni ibamu si awọn opo ti kemikali eroja, ti o ti wa ni ipo kẹfà. The Earth ká bugbamu to 75,51% nipa àdánù ati 78,09% nipa iwọn didun ti wa ni kq ti awọn ano ati awọn ti o jẹ pataki kan orisun fun awọn ile ise. Awọn bugbamu tun ni kekere kan iye ti amonia ati ammonium iyọ, bi daradara bi nitrogen oxides ati oyi-acid, akoso nigba thunderstorms ati ni ti abẹnu ijona enjini. Free nitrogen ti wa ni ri ni ọpọlọpọ awọn meteorites, folkano ki o si mi gaasi ati diẹ ninu awọn ni erupe ile orisun, oorun, awọn irawọ ati awọn nebulae.

Nitrogen ti wa ni tun ri ni erupe idogo ti potasiomu ati soda iyọ, sugbon lati pade eniyan aini to. Miran ti awọn ohun elo ti ọlọrọ ni yi ano ni guano, eyi ti o le ri ninu awọn caverns, ibi ti ọpọlọpọ ti adan, tabi awọn ibi gbigbẹ frequented nipa eye. Bakannaa, nitrogen ti wa ni o wa ninu awọn ojo ati ile ni awọn fọọmu ti amonia ati ammonium iyọ, ati ni okun omi ni awọn fọọmu ti ammonium ions (NH ₄ ^+), nitrite (KO ₂ ^-) ati iyọ (KO ₃ ^-). Ni apapọ jẹ nipa 16% ti eka Organic orisirisi agbo bi awọn ọlọjẹ, ni o wa bayi ni gbogbo awon adiarajo alaaye. Awọn adayeba akoonu li aiye ká erunrun jẹ 0.3 awọn ẹya nipa 1000. itankalẹ ni aaye - lati 3 lati 7 awọn ọta fun ohun alumọni atomu.

Awọn ti producing awọn orilẹ-ede ti nitrogen (bi amonia) ni ibẹrẹ ti XXI orundun, jẹ India, Russia, awọn United States, Tunisia ati Tobago, Ukraine.

Owo gbóògì ati lilo

Ise gbóògì ti nitrogen wa ni da lori a ida distillation ti liquefied air. Awọn oniwe-farabale otutu ni dogba si -195,8 ° C, 13 ° C kekere ju wipe ti atẹgun, eyi ti o ti bayi niya. Nitrogen le tun ti wa ni produced lori kan ti o tobi asekale nipa awọn ijona ti erogba tabi hydrocarbons ni air ati yiya sọtọ awọn Abajade erogba oloro ati omi lati péye nitrogen. Ni kekere asekale funfun nitrogen ti wa ni yi alapapo awọn azide barium Ba (N _{3) 2.} Yàrá lenu pẹlú alapapo a ojutu ti ammonium nitrite (NH ₄ KO _2), awọn ifoyina ti amonia pẹlu ohun olomi bromine ojutu tabi pẹlu kikan Ejò afẹfẹ :

• NH ₄ ^{+ +} KO ₂ ^- → N ₂ + 2H ₂ O.
• 8NH ₃ + 3Br ₂ → N ₂ + 6NH ₄ ^{+ +} 6Br ^-.
• 2NH ₃ + 3CuO → N ₂ + 3H ₂ Eyin + 3Cu.

Ibere nitrogen le ṣee lo bi awọn ohun inert bugbamu fun aati nilo iyasoto ti atẹgun ati ọrinrin. O ti lo ati omi bibajẹ nitrogen. Hydrogen, gaasi, erogba monoxide, atẹgun, fluorine, ati - nikan ni nkan ti, nigbati farabale ojuami ti nitrogen ni ko si ni a ri to okuta ipinle.

Ni awọn kemikali ise, yi kemikali ano ti lo lati se ifoyina tabi awọn miiran spoilage, bi ohun inert diluent, a ifaseyin gaasi lati yọ awọn ooru tabi kemikali, bi daradara bi iná tabi bugbamu onidalẹkun. Ninu ounje ile ise, nitrogen gaasi ti lo lati se spoilage, ati awọn omi - fun di-gbigbe ati itutu awọn ọna šiše. Ni awọn itanna ile ise gaasi idilọwọ awọn ifoyina ati awọn miiran kemikali aati, pressurizes awọn USB àkọ ati aabo fun awọn Motors. Ni Metallurgy, nitrogen ti lo ni alurinmorin ati brazing, idilọwọ ifoyina, carburization, ati decarburization. Bi awọn aláìṣiṣẹmọ gaasi ti o ti lo ni isejade ti la kọja roba, pilasitik ati awọn elastomers, o Sin bi a propellant ni aerosol agolo, ki o si tun ṣẹda a titẹ ninu omi idana Jeti. Ni oogun, dekun didi pẹlu omi nitrogen ti lo lati fi ẹjẹ, ọra inu egungun, àsopọ, kokoro arun ati Sugbọn. O si ti ri ohun elo ni cryogenic iwadi.

awọn isopọ

Ọpọlọpọ ninu awọn nitrogen lo ninu awọn manufacture ti kemikali orisirisi agbo ogun. Awọn meteta mnu laarin awọn ọta ti awọn ano jẹ ki lagbara (226 kcal fun moolu ti lemeji ti o ga ju wipe ti molikula hydrogen), ti nitrogen moleku fee nwọ sinu miiran agbo.

Awọn ifilelẹ ti awọn ise ọna atunṣe ano ni Heberi-Bosch ilana fun awọn kolaginni ti amonia ni idagbasoke nigba Ogun Agbaye II, Germany lati din gbára awọn Chilean iyọ. O ni taara kolaginni ti NH ₃ - colorless gaasi pẹlu kan pungent, irritating wònyí - taara lati awọn oniwe-eroja.

Ọpọlọpọ ninu awọn amonia ni iyipada to oyi acid (HNO _3), ati loore - iyọ ati esters ti oyi-acid, onisuga eeru (Lori ₂ CO _3), hydrazine (N ₂ H ₄₎ - colorless omi lo bi a propellant, ati ninu ọpọlọpọ awọn ise lakọkọ.

Oyi acid ni awọn miiran pataki ti owo kemikali yellow ti awọn ano. Colorless, gíga daa omi ti wa ni lo ninu awọn gbóògì ti fertilizers, dyes, oloro ati explosives. Ammonium iyọ (NH ₄ KO ₃₎ - iyọ ti amonia ati oyi-acid - ni awọn wọpọ nitrogen ajile paati.

Atẹgun + nitrogen

C fọọmu kan lẹsẹsẹ ti atẹgun, nitrogen oxides, r. H. nitrous afẹfẹ (N _2), ninu eyi ti o ti wa ni dogba si awọn valence ti +1 afẹfẹ (KO) (+2) ati oloro (KO ₂₎ (4). Ọpọlọpọ awọn gíga iyipada nitrogen oxides; ti won wa ni awọn ifilelẹ ti awọn orisun ti idoti ni awọn bugbamu. Nitrous afẹfẹ, tun mo bi nrerin gaasi, ti wa ni ma lo bi awọn ohun Anesitetiki. Nigba ti fa simu naa, o fa ìwọnba hysteria. Oyi afẹfẹ reacts nyara pẹlu atẹgun lati fẹlẹfẹlẹ kan ti brown oloro agbedemeji ọja ni isejade ti oyi-acid ati ki o kan to lagbara oxidant ni kemikali sii lakọkọ ati propellant.

Tun lo wa diẹ ninu awọn nitrides akoso nipa irin pẹlu kan nitrogen yellow ni pele awọn iwọn otutu. Nitrides ti boron, titanium, zirconium ati tantalum ni pataki ohun elo. Ọkan okuta fọọmu ti boron nitride (BN), fun apẹẹrẹ, ni ko si eni ti diamond ni líle ati oxidized buburu nitorina lo bi ga-abrasive.

Ẹya ara cyanides ni CN Ẹgbẹ ^-. Hydrogen cyanide tabi hydrocyanic acid HCN, jẹ nyara iyipada ki o si lalailopinpin majele ti gaasi eyi ti o ti lo fun fumigation ifọkansi irin ni awọn ise lakọkọ. Cyanogen (CN) ₂ ti wa ni lo bi awọn kan kemikali agbedemeji ati fun fumigation.

Azides ni o wa agbo eyi ti o ni ẹgbẹ kan ti mẹta nitrogen awọn ọta -N _3. Ọpọlọpọ awọn ti wọn wa ni riru ki o si gidigidi kókó si ipaya. Diẹ ninu awọn ti wọn, gẹgẹ bi awọn asiwaju azide, PB (N _{3) 2,} lo ninu detonators ati awọn ẹrọ ibugbamu. Azides, bi halogens, ni imurasilẹ nlo pẹlu miiran oludoti lati fẹlẹfẹlẹ kan ti ọpọ awọn ti agbo.

Nitrogen jẹ apa kan ninu awọn orisirisi egbegberun ti Organic orisirisi agbo ogun. Ọpọlọpọ awọn ti wọn wa ni yo lati amonia, hydrogen cyanide, cyanogen, nitrous tabi oyi acid. Amines, amino acids, amides, fun apẹẹrẹ, yo lati amonia tabi a pẹkipẹki jẹmọ si o. Nitroglycerine ati nitrocellulose - oyi esters. Nitrite a ti pese sile lati nitrous acid (HNO _2). Purines ati awọn alkaloids ni o wa heterocyclic agbo ninu eyi ti awọn nitrogen rọpo ọkan tabi diẹ erogba awọn ọta.

Ini ati awọn aati

Ohun ti o jẹ nitrogen? O ti wa ni a colorless, odorless gaasi ti condenses ni -195,8 ° C, colorless, kekere iki omi bibajẹ. Ano wa ni awọn fọọmu ti N ₂ Awọn ohun ti, ni ipoduduro ninu awọn fọọmu: N ::: N:, ninu eyi ti awọn mnu agbara dogba si 226 kcal fun moolu, keji nikan lati erogba monoxide (256 kilocalories fun moolu). Fun idi eyi, awọn ibere ise agbara ti molikula nitrogen jẹ gidigidi ga, ki ni deede ipo ni ano ni jo inert. Bakannaa, gíga idurosinsin nitrogen moleku gidigidi takantakan si thermodynamic aisedeede ti ọpọlọpọ awọn nitrogen orisirisi agbo ogun, ninu eyi ti asopọ, paapa ti o ba lagbara to, sugbon eni ti ajosepo molikula nitrogen.

Jo laipe, ati awọn agbara ti awọn nitrogen ohun ti a lairotele awari sin bi apapọ kẹmika fun eka agbo. Akiyesi wipe diẹ ninu awọn solusan ti ruthenium itaja le fa ti oyi nitrogen yori si ohun ti o le laipe wa ni ri a rọrun ki o si dara ọna ti ojoro ni ano.

Ti nṣiṣe lọwọ nitrogen le ti wa ni gba nipa ran kekere titẹ gaasi nipasẹ ga-foliteji ina yosita. Awọn ọja ni Amber ati Elo siwaju sii ni imurasilẹ reacts ju molikula, atomiki hydrogen, efin, phosphorous ati orisirisi awọn irin, ki o si tun ni o lagbara ti decomposing KO to N ₂ ati Eyin _2.

A clearer oye ti ohun ti o jẹ nitrogen, le ti wa ni gba nitori awọn oniwe-itanna be eyi ti o ni awọn fọọmu 1s 2s ^{2 2 3} 2p. Marun ita itanna nlanla die-die Iboju ni idiyele, Abajade ni munadoko iparun idiyele ro ni ekun ti awọn covalent rediosi. Nitrogen awọn ọta ni o jo kekere ati ki o ni a ga electronegativity, be laarin awọn erogba ati atẹgun. E iṣeto ni pẹlu meta ita idaji-orbitals, muu lati dagba meta covalent ifowopamosi. Nitorina, awọn nitrogen atomu gbọdọ ni lalailopinpin giga ifesi, lara pẹlu julọ miiran eroja idurosinsin alakomeji agbo, paapa nigbati miiran ano ti wa ni substantially o yatọ electronegativity, imparts significant polarity awọn isopọ. Nigba ti miiran ano electronegativity kekere polarity so si nitrogen atomu ti apa kan odi idiyele, eyi ti o frees awọn oniwe-unshared elekitironi lati kopa ninu eto ifowopamosi. Nigba ti miiran ano diẹ electronegative nitrogen apa kan rere idiyele substantially ifilelẹ olugbeowosile ini ti moleku. Ni kekere polarity nitori nitori ti awọn electronegativity dogba miran ano, ti won ibaraẹnisọrọ bori lori nikan. Ti o ba ti atomiki iwọn mismatch idilọwọ awọn Ibiyi ti ọpọ ìde ti o fẹlẹfẹlẹ kan ti nikan mnu jẹ seese lati wa ni jo lagbara, ati awọn asopọ ti wa ni riru.

analitikali kemistri

Igba ti awọn ogorun ti nitrogen ni gaasi adalu le ti wa ni ṣiṣe nipasẹ idiwon oniwe-iwọn didun lẹhin gbigba ti awọn miiran irinše ti awọn kemikali reagents. Jijera ti imi acid ni niwaju Makiuri iyọ tu oyi afẹfẹ, eyi ti o le wa ni won bi a gaasi. Nitrogen ti wa ni igbala lati Organic orisirisi agbo nigba ti won ti wa ni iná lori kan Ejò ohun elo afẹfẹ, ati awọn free nitrogen le wa ni won bi a gaasi lẹhin ti awọn gbigba ti awọn miiran ijona awọn ọja. A daradara-mọ Kjeldahl ọna fun awọn ipinnu ti oludoti kà nibi ni Organic orisirisi agbo oriširiši ni decomposing yellow pẹlu ogidi imi acid (optionally ti o ni awọn Makiuri tabi awọn oniwe-afẹfẹ, ati orisirisi iyọ). Bayi nitrogen ti wa ni iyipada si ammonium imi-ọjọ. Fifi soda hydroxide tu amonia, eyi ti o ti gbà nipa mora acid; awọn péye iye ti unreacted acid ni ki o si ṣiṣe nipasẹ titration.

Ibi ati iwulo lami

Awọn ipa ti nitrogen ninu awọn alãye ọrọ jerisi awọn oniwe-iwulo aṣayan iṣẹ-ṣiṣe ti Organic orisirisi agbo ogun. Ọpọ ngbe oganisimu ko le lo yi kemikali ano ara yẹ ki o ni wiwọle si awọn oniwe-agbo. Nitorina, awọn nitrogen atunṣe jẹ awọn ibaraẹnisọrọ. Ni iseda, yi waye bi a abajade ti awọn meji ipilẹ lakọkọ. Ọkan ni ipa ti itanna agbara lati awọn bugbamu, ki nitrogen ati atẹgun ohun ti dissociate, gbigba free awọn ọta lati dagba KO ati KO _2. Oloro ki o si reacts pẹlu omi: 3NO ₂ + H ₂ Eyin → 2HNO ₃ + KO.

HNO ₃ ti wa ni tituka ki o si ba wa ni lati Earth lati ojo ni awọn fọọmu ti lagbara oti. Bajẹ acid di apa ti awọn ni idapo ile nitrogen eyi ti o ti neutralized lati dagba nitrites ati loore. Awọn akoonu ti N ni fedo hu maa pada nipasẹ idapọ ti o ni awọn loore ati ammonium iyọ. Omo eranko ati eweko ati awọn won jijera pada a nitrogen yellow sinu ile ati air.

Miran ti pataki adayeba ojoro ilana jẹ pataki aṣayan iṣẹ ti ẹfọ. Nitori symbiosis pẹlu awọn kokoro arun, awọn wọnyi asa ni o wa ti o lagbara ti jijere ti oyi nitrogen taara sinu awọn oniwe-agbo. Diẹ ninu awọn microorganisms, gẹgẹ bi awọn Azotobacter Chroococcum ati Clostridium pasteurianum, ni o wa ni anfani lati fix ara wọn N.

gaasi ara, jije inert, laiseniyan, ayafi nigbati nwọn simi labẹ titẹ, ati awọn ti o ti wa ni tituka ninu ẹjẹ ati awọn miiran ara fifa ni ti o ga ifọkansi. Eleyi fa awọn oògùn ipa, ati awọn ti o ba ti titẹ ti wa ni dinku ju ni kiakia, excess nitrogen ti wa ni tu bi gaasi nyoju ni orisirisi awọn ipo ti awọn ara. Eleyi le fa irora ninu isan ati isẹpo, nkulọ, apa kan paralysis ati iku paapa. Awọn wọnyi ni aisan wa ni a npe decompression aisan. Nitorina, awon ti o ti wa ni agadi lati simi air ni iru ayidayida gbọdọ jẹ gidigidi o lọra lati din titẹ to kan deede si awọn excess nitrogen jade nipasẹ awọn ẹdọforo lai si Ibiyi ti nyoju. A dara ni yiyan ni lati lo a breathable adalu ti atẹgun ati ategun iliomu. Ategun iliomu ni Elo kere tiotuka ni ara fifa, ati awọn ewu n dinku.

isotopes

Nitrogen wa bi meji idurosinsin isotopes ¹⁴ N (99,63%) ati ¹⁵ N (0,37%). Won le wa ni niya nipa kemikali paṣipaarọ tabi nipa gbona tan kaakiri. nitrogen ibi-ni awọn fọọmu ti Oríkĕ ipanilara isotope jẹ ninu awọn ibiti o 10-13 ki o si 16-24. Awọn julọ idurosinsin idaji-aye ti 10 iṣẹju. First artificially da sile iparun transmutation ti a se ni 1919 nipa awọn British physicist Ernest Rutherford, eyi ti bombarding nitrogen-14 Alpha-patikulu gba arin-17 atẹgun ati protons.

-ini

Níkẹyìn akojö awọn ipilẹ-ini ti nitrogen:

• Atomic nọmba: 7.
• Atomic àdánù ti nitrogen: 14,0067.
• Yo ojuami: -209,86 ° C.
• Farabale ojuami: -195,8 ° C.
• Iwuwo (1 ATM, 0 ° C): 1,2506 giramu ti nitrogen fun lita.
• Mora ifoyina ipinle ti -3, +3, +5.
• Itanna iṣeto ni: 1s 2s ^{2 2 3} 2p.