خواص عنصر

ثابت های مادی و فراوانی وقوع در طبیعت

انتقال نیتروژن مایع به یک ظرف حمل و نقل برای ذخیره مواد آلی

مدل پوسته

دوره: 2 (L)
گروه اصلی: V
الکترون های بیرونی: 5

ایزوتوپ های عنصر

طرح سطح انرژی

خواص بیشتر

نیتروژن گازی بی رنگ، بی بو و بی مزه است. نقطه جوش آن -196 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب آن -210 درجه سانتیگراد است. نیتروژن تنها نیمی از اکسیژن در آب محلول است (0.016 لیتر گاز نیتروژن در 1 لیتر آب در دمای 20 درجه سانتیگراد). در شرایط عادی، نیتروژن به دلیل ساختار مولکولی خود یک گاز بی اثر است که به سختی با مواد دیگر واکنش نشان می دهد. به همین دلیل غیر قابل اشتعال است. با این حال، تحت تأثیر الکتریسیته (تخلیه های الکتریکی، به عنوان مثال رعد و برق)، مولکول ها را می توان به دو رادیکال نیتروژن بسیار واکنش پذیر تقسیم کرد. سپس با اکسیژن موجود در هوا اکسیدها تشکیل می شوند. در غیر این صورت، واکنش با اکسیژن فقط در حدود 3000 درجه سانتیگراد انجام می شود. نیتروژن می تواند با فلزات تهاجمی (بسیار پایه) واکنش داده و نیتریدها را تشکیل دهد.

کشف

در سال 1772، شیمیدان اسکاتلندی، دانیل رادرفورد، عنصر نیتروژن را کشف کرد. او متوجه شد که “هوای مفیستیک” کاوندیش و “هوای آلوده” اسکیله یکسان نیستند. جزء اصلی “هوای ناپاک” دی اکسید کربن تولید شده توسط همه موجودات زنده است. از سوی دیگر، “هوای مفیستیک” عمدتا حاوی نیتروژن است. بعداً LAVOISIER بود که ویژگی عنصری نیتروژن را تشخیص داد. از جمله، او آن را “Azote” نامید که از یونانی “asotikos” برای بی جان گرفته شده است. با این حال، این نام مورد توجه قرار نگرفت. در سال 1814 برزلیوس نام “نیتروژنیوم” و نماد عنصر “N” را به این عنصر داد که از کلمه یونانی “nitros” برای نمک نمک و “gennao” – فرم I گرفته شده است. نام آلمانی نیتروژن از یک خاصیت ضروری این ماده گرفته شده است: این ماده دارای اثر خفگی است.

وقوع/تولید

در فراوانی عنصر، نیتروژن از عنصر گوگرد پیروی می کند و به این ترتیب در جایگاه شانزدهم قرار دارد. در جو زمین، نیتروژن رایج ترین عنصر در حالت آزاد، یعنی غیر ترکیبی است. نیتروژن به شکل نیترات در پوسته زمین تا عمق 16 کیلومتری یافت می شود. در بین مواد معدنی، مواد نیتروژن دار نسبتاً کمیاب هستند. تنها کشفیات در مقیاس بزرگ در اوایل قرن شانزدهم در شمال شیلی کشف شد. این رسوبات نمک که به نام «کالیچه» شناخته می‌شوند، عمدتاً از نیترات سدیم تشکیل شده‌اند که به نیترات چیلی نیز معروف است (نیترات سدیم – NaNO3). در طبیعت، به طور دقیق‌تر در طبیعت زنده، نیتروژن به عنوان جزئی از مواد بیوشیمیایی مختلف یافت می‌شود که از اهمیت بالایی برخوردار هستند. نیتروژن در اینجا از نظر شیمیایی متصل است. این مواد که در همه موجودات وجود دارد شامل تمام پروتئین ها (اسیدهای آمینه حاوی گروه آمینه)، اسیدهای نوکلئیک و غیره است. بنابراین چرخه نیتروژن یکی از چرخه های مواد اولیه است. به دلیل نسبت بالای نیتروژن در هوا، این گاز از طریق مایع سازی هوا و متعاقب آن تقطیر کسری به دست می آید. همچنین می توان آن را با سوزاندن هوا با کربن (زغال سنگ) و حذف دی اکسید کربن پس از واکنش بدست آورد. در آزمایشگاه، محلول غلیظ نیتریت آمونیوم تا دمای 70 درجه سانتیگراد گرم می شود و از نظر حرارتی تجزیه می شود.

استفاده کنید

در مقیاس صنعتی، نیتروژن به عنوان ماده اولیه برای سنتز طیف گسترده ای از ترکیبات نیتروژن (نیتریت ها، آمونیاک، اسید نیتریک) استفاده می شود. حدود 85 درصد از کل تولید نیتروژن در تولید کودهای مختلف مصرف می شود. نیتروژن یک عنصر بسیار کند (بی اثر) است و بنابراین به عنوان یک گاز محافظ مناسب است. زمینه های کاربردی در اینجا صنایع برق و فلز است. همچنین به عنوان گاز پرکننده در لامپ ها، به عنوان پیشران در اسپری ها، و برای ذخیره مایعات بسیار قابل اشتعال یا رقیق کردن گازهای بسیار قابل اشتعال استفاده می شود. نیتروژن مایع در صنایع غذایی و دارویی و همچنین در پزشکی استفاده می شود زیرا برای انجماد شوک و خشک کردن انجماد مناسب است. که بازی می کند به عنوان مثال ب- نقشی در حفظ بافت‌ها، سرم‌ها، خون، واکسن‌ها، کشت‌های بافت یا داروها. همچنین می توان از آن برای انجماد سریع قطعات بافت مورد نیاز برای عملیات برای مدت زمان محدود استفاده کرد. اسپرم در بانک‌های به اصطلاح اسپرم که سپس در صورت نیاز ذوب می‌شوند و برای لقاح مصنوعی استفاده می‌شوند، مانند سلول‌های تخمک بارور شده نیز با انجماد حفظ می‌شوند.

اتصالات مهم

– نیترات ها و نمک های آمونیوم (کود – تقریباً برای همه گیاهان برای ساخت پروتئین مورد نیاز است).
– اسید نیتریک (HNO3 – اسید فنی مهم)
– ترکیبات سیان (اسید هیدروسیانیک و نمک های آن مانند سیانید KCN – سم شناخته شده)
– اکسیدهای نیتروژن (آلاینده های هوا)

ترکیبات آلی

– اوره (محصول تجزیه پروتئین ها در بسیاری از حیوانات)
– اسیدهای آمینه (بلوک های سازنده پروتئین ها – همه سلول ها از این پروتئین ها ساخته شده اند، خواه از حیوانات، گیاهان، قارچ ها یا تک یاخته ها)
– پایه های آلی در ساخت مواد ژنتیکی

ساختمان

نیتروژن از مولکول های دو اتمی تشکیل شده است.