Dè a th 'ann an nitrigin? Am mòr nitrigin. Mholacail de nitrigin

Is e an eileamaid neo-riaghailteach den 15mh buidheann [Va] den bhòrd ràitheil nitrogen, 2 atamach, agus nuair a thèid iad còmhla, bidh molecle ann, gas gun dath gun ghràdh agus gun blas a tha a 'dèanamh suas a' mhòr-chuid de dh'àrainneachd na Talmhainn agus na phàirt riatanach de gach nì beò.

Eachdraidh a lorg

Tha an gas nitrigin mu 4/5 de dh 'àile na talmhainn. Bha e iomallach nuair a chaidh rannsachadh a dhèanamh tràth. Ann an 1772, nochd an ceimigeir Suaineach Karl-Wilhelm Scheele an toiseach dè na nitrigin a th 'ann. Na bheachd-san, tha an èadhar measgachadh de dhà ghasaid, agus dh 'ainmich e air "èadhar teine", bhon a chum e suas losgadh, agus an "àithne neòghlan" eile, oir dh'fhuirich e an dèidh a' chiad fhear a chosg. B 'e ogsaidean agus nitrigin a bh' ann. Timcheall air an aon àm, bha an luibh-eòlaiche Albannach Daniel Rutherford air leth air na nitrigin, a dh'fhoillsich a chuid cho-dhùnaidhean an toiseach, cho math ris a 'cheimigeir breatannach Henry Cavendish agus am fear-clèireach Breatannach agus an neach-saidheans Joseph Priestley, a roinneadh a' phrìomhachas a thaobh lorg ocsaidean le Sheele. Nas fhaide air rannsachadh air sealltainn gu ùr gas tha na phàirt de nitrate no potassium nitrate (Kno _3), agus, a rèir sin, bha e air ainmeachadh de naitridean ( "breith saltpeter") leis na Frangaich chungaidhean Chaptal ann an 1790 naidroidean a chaidh a 'chiad sàilleabh na eileamaidean ceimigeach de Lavoisier, A dh 'aindeoin mìneachadh dè an t-àite a th' aig ocsaidean ann an losgadh, dh 'aindeoin teòiridh phlogiston - a bha a' còrdadh ris anns an linn XVIII. Beachd èiginn mu losgadh. Dh'adhbhraich neo-eisimeileachd an eileamaid cheimigeach seo airson beatha a chumail suas (ann an Greugais ζωή) Lavoisier a bhith a 'gairm na gas nitrigin.

Adhbharan agus sgaoileadh

Dè a th 'ann an nitrigin? Le cho tric 'sa tha na h-eileamaidean ceimigeach, tha e a' fuireach anns an t-siathamh àite. Tha an t-àile na Talmhainn 75.51% a rèir cuideam agus 78.09% a rèir na h-àireimh seo a 'gabhail a-steach an eileamaid seo agus is e a phrìomh thùs airson gnìomhachas. Tha àile cuideachd tha tomhas beag de Ammonia agus ammonium salann, a thuilleadh naitridean oxides agus nitric searbhagach, a chaidh a chruthachadh rè stoirmean, agus ann an taobh a-staigh losgaidh na fineachan. Gheibhear nitrigin an-asgaidh ann an iomadh meteorit, gluasadan bholcànach agus mèinne agus cuid de dhruim mhèinnearach, sa ghrian, ann an reultan agus nebulae.

Tha nitrogen cuideachd ri fhaighinn ann an tasgaidhean mèinnearach de potasium nitrate agus sodium, ach chan eil e gu leòr airson coinneachadh ri feuman daonna. Is e stuth eile a tha beairteach anns an eileamaid seo an guano, a gheibhear ann an uamhan far a bheil mòran ialtagan, no ann an àiteachan tioram le eòin. Cuideachd, naitridean anns an uisge agus an talamh ann an riochd Ammonia agus ammonium salann, agus anns a 'mhuir-uisge ann an riochd ammonium ions ₍₄ ^{+ NH),} nitrite (No ₂ ^-) agus nitrate (GUN ₃ ^-). Gu cuibheasach, tha e mu 16% de choimeasgaidhean fàs-bheairteach, mar phrotainin, a tha an làthair anns gach fàs-beò beò. Tha an stuth nàdarra ann an crust na talmhainn 0.3 pàirtean gach 1000. Is e an ìre sa bheil an rùm 3 gu 7 àitichean anns gach adam silicon.

B 'e na h-Innseachan, an Ruis, na Stàitean Aonaichte, Trinidad agus Tobago, an t-Úcráin na dùthchannan as motha a bha a' cruthachadh nitrigin (ann an cruth ammonia) aig toiseach an XXI linn.

Dèanamh agus cleachdadh malairteach

Tha an gnìomhachas gnìomhachais de nitrigin stèidhichte air grùdadh bloighteach de dh 'èadhar lichte. Is e am boiling -195.8 ° C, a tha 13 ° nas ìsle na an oxygen, a tha air a sgaradh mar sin. Faodar nitrogen a dhèanamh cuideachd air sgèile mhòr le bhith a 'losgadh gualain no hydrocarbons ann an èadhar agus a' sgaradh carbon dà-ogsaid agus uisge bho nitrig a tha a 'fuireach às an dèidh. Ann an sgèile beag fìor-ghlan naitridean a dhèanamh le bhith a 'teasachadh an azide barium Ba (N _{3) 2.} Lann-bhualadh gabhail a-steach teasachadh fuasgladh de ammonium nitrite (NH ₄ GUN _2), an oxidation de Ammonia le aqueous bromine fuasgladh no a theasachadh le copar ogsaid :

• NH ₄ ⁺ ₂ ⁺ EIL ^- → N ₂ + ₂ 2H O.
• 8NH ₃ + ₂ 3Br → N ₂ + 6NH ₄ ^{+ +} 6Br ^-.
• 2NH3 + 3CuO → N2 + 3H2O + 3Cu.

Faodar nitrogen bun-sgoile a chleachdadh mar àile fhàsach airson ath-bheachdan a dh 'fheumas gun tèid oxygen agus taiseachd a dhubhadh às. Tha nitrogen leochach air a chleachdadh cuideachd. Is e hydrogen, meatan, carbon aon-ogsaid, fluorine agus ogsaidean na h-aon stuthan nach eil ag atharrachadh gu stàit chriostalach làidir aig an ìre ghoil de nitrigin.

Anns a 'ghnìomhachas ceimigeach, tha an eileamaid cheimigeach seo air a chleachdadh gus casg a chur air casgachadh no a bhith a' crìonadh an toraidh, mar ghabhadh ceàrr de gas reactive, gus teas no ceimigean a thoirt air falbh, agus cuideachd mar thubaist teine no spreadhadh. Anns a 'ghnìomhachas bidhe, thèid gas nitrigin a chleachdadh gus casg a chur air stuthan, agus lùth - airson reothadh siostaman tiormachaidh agus fuarachaidh. Anns a 'ghnìomhachas dealain, tha gas a' cur casg air daingneachadh agus ath-bheachdan ceimigeach eile, a 'cruthachadh cuideam anns a' chrann-chàball agus a 'dìon nan uidheaman dealain. Ann an ceimigeachd, thathar a 'cleachdadh nitrigan ann an tàthadh agus sèididh, a' casg casgachadh, carburrachadh agus dì-bhualadh. Mar gas neo-ghnìomhach tha e air a chleachdadh ann a bhith a 'dèanamh rubair porous, plastaig agus elastomers, tha e a' frithealadh mar shuaicheantas ann an canan spìosraidh, agus cuideachd a 'cruthachadh cuideam de chonnadh leònach ann am plèana jet. Ann an cungaidh-leigheis, thathar a 'cleachdadh reothadh luath le nitrigin lionn airson fuil, smàg cnàimh, figheagan, bacteria agus sperm a dhìon. Fhuair e an t-iarrtas ann an rannsachadh criogonaigeach.

Ceanglaichean

Tha a 'mhòr-chuid de na nitrigin air a chleachdadh ann an dèanamh companaidhean ceimigeach. Tha an ceangal triple eadar na h-atomhan den eileamaid cho làidir (226 kcal gach muilnean, dà uair a th 'ann de hidrogen molecular) nach eil a' mhòr-mholacil nitrigin a 'tighinn a-steach gu companaidhean eile.

Tha a 'phrìomh gnìomhachais dòigh fixation e eileamaid Haber-Bosch pròiseas airson an amalachadh de Ammonia a leasachadh rè an Dàrna Cogaidh, a' Ghearmailt a 'lùghdachadh eisimeileachd air an Chilean nitrate. Tha e a 'gabhail a-steach dìreach air amalachadh de NH ₃ - colorless gas le pungent, irritating fàileadh - dìreach bhon a eileamaidean.

As an Ammonia Tha atharrachadh gu nitric acid (HNO _3), agus nitrates - salann agus esters de nitric acid, sòda uinnsinn (Na ₂ CO _3), hydrazine (N ₂ H ₄₎ - colorless leaghan a chleachdadh mar propellant, agus ann an iomadh gnìomhachais Pròiseasan.

Is e searbhag nitric prìomh chompanaidh malairt eile den eileamaid cheimigeach seo. Thathar a 'cleachdadh lionn fìor-chruth, gun chrodh ann a bhith a' dèanamh todhar, dathan, cungaidhean-leigheis agus spreads. Ammonium nitrate (NH ₄ GUN ₃₎ - salainn de Ammonia agus nitric acid - 'S e as cumanta naitridean thodhar pàirteil.

Nitrogen + ocsaidean

C 'cruthachadh sreath de ocsaidean, naitridean oxides, r. H. Nitrous ogsaid (N ₂ O), anns a bheil e co-ionann ris an Valence de +1 ogsaid (GUN) (+2) agus dà-ogsaid (No ₂₎ (4). Tha mòran de nitrogen oxides uamhasach so-leònte; Is iadsan prìomh thùsan truailleadh san àile. Bidh uaisle nitrous, ris an canar cuideachd gas gassing, uaireannan air a chleachdadh mar anesthetic. Nuair a thèid an anail a dhèanamh, tha e ag adhbhrachadh hysteria meadhanach. Nitric ogsaid beachd gu luath le ogsaidean a chruthachadh donn dà-ogsaid bathar eadar-mheadhanach ann an riochdachaidh de nitric acid agus làidir oxidant ann ceimigeach pròiseasan agus propellant.

Tha cuid de nitrides air an cruthachadh leis a 'mheasgachadh de mheatail le nitrigin aig teòthachd àrda cuideachd air an cleachdadh. Tha nitreidean de bhòron, titanium, zirconium agus tantalum aig tagraidhean sònraichte. Chan eil cruth criostalach de bhroinn nitride (BN), mar eisimpleir, nas ìsle na diamain ann an cruas agus gu bheil e air a dhaingneachadh gu math, agus mar sin tha e air a chleachdadh mar sgudal àrd teas.

Inorganic cyanides tha buidheann CN ^-. Hydrogen cyanide no hydrocyanic acid HCN, tha e uamhasach sradagach agus anabarrach gas puinnseanta a chleachdadh airson fumigation dùmhlachdan Ore eile pròiseasan gnìomhachasail. Cyanogen (CN) ₂ a chleachdadh mar ceimigeach eadar-mheadhanach agus airson fumigation.

Azides tha fhillte anns a bheil buidheann de naitridean trì dadaman -N _3. Tha a 'mhòr-chuid dhiubh neo-sheasmhach agus glè mhothachail air buaidhean. Cuid dhiubh, leithid luaidhe azide, PB (N _{3) 2,} agus a chleachdadh ann an detonators primers. Bidh azides, coltach ri halogain, ag eadar-obrachadh gu furasta le stuthan eile agus a 'dèanamh measgachadh de choimeasgaidhean.

Tha nitrogen mar phàirt de mhìltean de choimeasgaidhean organach. Tha a 'mhòr-chuid dhiubh stèidhichte air ammonia, hydrogen cyanide, cyanogen, nitrous oxide no nitric acid. Tha amines, aminoacidean, amides, mar eisimpleir, a 'tighinn bho ammonia no dlùth cheangailte riutha. Is e nitroglycerin agus nitrocellulose eistear àtaichean nitric. Nitrite chaidh ullachadh bho nitrous acid (HNO _2). Tha purines agus alcaloids nan coimeasan heterocyclic anns a bheil nitrogen a 'dol an àite aon no barrachd deamaman carbon.

Feartan agus ath-bheachdan

Dè a th 'ann an nitrigin? Is e gas gun ghràin a th 'ann a tha a' co-chomas aig -195.8 ° C gu bhith gun fhuasgladh gun choimeas nach eil e. Element fhaotainn ann an riochd de N ₂ molecules, a 'riochdachadh ann an riochd: Neo ::: N:, anns a bheil an ceangal lùth co-ionnan ri 226 kcal gach ball-dòrain, an dàrna a-mhàin gu carbon monoxide (256 kilocalories gach ball-dòrain). Air an adhbhar seo, tha lùth gnìomhachaidh nitrigin mholaileil glè àrd, agus mar sin fo chumhachan àbhaisteach tha an eileamaid gu math neo-fhortanach. A bharrachd air an sin, tha mòr-mholaidh nitrigin gu math seasmhach a 'cur gu mòr ri neo-sheasmhachd thermodynamic iomadh companaidh a tha a' gabhail a-steach nitrogen anns a bheil bannan, ged a tha iad làidir gu leòr, nas ìsle na bannan nitrogen molecular.

Ann an ìre ghoirid agus gun dùil, lorgar comas nòtan-mholacilean a bhith a 'cleachdadh ligands ann an co-theacsan iom-fhillte. A 'coimhead gu bheil cuid de na fuasglaidhean de fhilltean ruthenium a' gabhail a-steach nitrigin àileachail, tha e air adhbhrachadh gu faicear gu faicear dòigh nas sìmplidh agus nas fheàrr air an eileamaid seo a rèiteachadh.

Faodar nitrigin gnìomhach fhaighinn tro bhith a 'dol seachad air cuideam le cuideam ìseal le bhith a' toirt a-mach dealain foltasach. Tha bathar tha òmar agus mòran nas fhasa beachd na Mhoileciuilich, atamach haidridean, pronnasg, phosphorous agus diofar mheatailtean, agus cuideachd tha comasach air a 'briseadh sìos GUN N ₂ O agus _2.

Tha tuigse nas soilleire dè a tha naitridean, Gheibhear sgàth a eileagtronaigeach structair aig a bheil an riochd 1s 2s ^{2 2 3} 2p. Tha na còig dealanan de na sligean taobh a-muigh a 'sgèith gu teann air a' chìs, mar thoradh air a bheilear a 'faireachdainn an t-sùim niùclasach èifeachdach aig astar bhon radius covalent. Tha atoman nitrogen coimeasach beag agus tha dealan-riochdachd àrd aca, a tha suidhichte eadar carbon agus ogsaidean. Tha an rèiteachadh eileagtronaigeach a 'toirt a-steach trì orbitals taobh a-muigh leth-lìonaidh, a tha ga dhèanamh comasach air trì bannan cofhurtail a chruthachadh. Mar sin, feumaidh reactivity fìor àrd a bhith aig an nitrig-adam, a 'cruthachadh dannsa seasmhach leis a' chuid as motha de eileamaidean eile, gu h-àraidh nuair a tha an eileamaid eile eadar-dhealaichte gu mòr ann an electronegativity, a tha a 'toirt polarity cudromach dha na bannan. Nuair a tha an electronegativity an eileamaid nas ìsle, tha an polarity a 'toirt cuid de dhìol àicheil do na nitrigin, a bhios a' toirt seachad nan dealanan neo-roinnte gus pàirt a ghabhail ann am bannan co-òrdanachaidh. Nuair a tha eileamaid eile nas electronegative, tha cosgais deimhinneach de nitrigin gu mòr a 'cuingealachadh toglaichean an ùghdarrais. Aig polarity ìosal a 'cheangail, mar thoradh air an dealan-tomhais co-ionann den eileamaid eile, tha iomadach ceangal a' bualadh air bannan singilte. Ma tha eadar-dhealachadh nan tomhasan atamach a 'cur bacadh air a bhith a' cruthachadh ioma-cheanglaichean, is dòcha gum bi an ceangal sìmplidh gu math lag, agus bidh an ceangal mì-sheasmhach.

Ceimigeachd anailis

Gu math tric faodaidh an àireamh sa cheud de nitrigin ann am measgachadh gas a bhith air a dhearbhadh le bhith a 'tomhas an tomhas a th' aige às deidh riochdairean eile a ghabhail a-steach le luchd-gnìomhachd ceimigeach. Tha dìth-bhriseadh nitradan le searbhag ann an làthaireachd brathan mercury nitric oxide, a dh'fhaodar a thomhas mar gas. Tha nitrogen air a sgaoileadh bho chumaidhean organach nuair a bhios iad a 'losgadh thairis air ocsaid copair, agus faodar nitrogen an-asgaidh a thomhas mar ghhas às deidh a bhith a' gabhail a-steach stuthan fasgachaidh eile. Tha modh aithnichte Kjeldahl airson a bhith a 'dearbhadh susbaint na stuthan a tha sinn a' beachdachadh ann an coimeasgaidhean organaig a 'gabhail a-steach a bhith a' briseadh an togalaich le searbhag mòr-chuimseach (ma tha sin riatanach le mercury no a ocsaid, cho math ri diofar shalainn). Mar sin, tha na nitrigin air an tionndadh gu ammonium sulfate. Le bhith a 'cur ri sodium hydroxide a' leigeil seachad ammonia, a tha air a chruinneachadh le searbhag àbhaisteach; Tha an t-àrachas a tha a 'fuireach a-mach às aonais neo-dhìteas air a dhearbhadh le teannachadh.

Cudromachd bith-eòlasach agus fiosaigeach

Tha dreuchd nitrigan ann an stuth beò a 'daingneachadh gnìomhachd eòlas-eòlas a h-eadar-dhealachaidhean organach. Chan fhaod a 'chuid as motha de dh'fhàs-bheairtean beò an eileamaid cheimigeach seo a chleachdadh gu dìreach agus feumar cothrom a bhith air a choimeasgaidhean. Mar sin, tha suidheachadh nitrigin fìor chudromach. Ann an nàdar, is e seo toradh dà phròiseas. Tha fear dhiubh a 'bhuaidh de lùth dealain gu an àile, mar sin naitridean agus ogsaidean molecules dissociate, a' toirt cothrom an-asgaidh air dadaman a chruthachadh NO agus GUN _2. Dà-ogsaid agus an uair sin beachd le uisge: 3NO H ₂ + ₂ O → 2HNO ₃ + NO.

HNO ₃ a sgaoileadh agus a 'tighinn gu talamh bho an t-uisge ann an riochd lag deoch làidir. Thar ùine, bidh an searbhag na phàirt de nitrigan ùir còmhla, far a bheil e neodrach, a 'cruthachadh nitritan agus nitratan. Tha an susbaint N ann an ùir àiteach, mar riaghailt, air ath-nuadhachadh air sgàth toirt a-steach todhar le salannan nitrate agus ammonium. Tha iomallachd de bheathaichean is de lusan agus an dealachadh aca a 'tilleadh companaidhean nítrigin gu ùir agus adhair.

Is e pròiseas mòr eile de rèiteachadh nàdarra gnìomhachd beatha nan leabhagairean. Taing do symbiosis le bacteria, tha na cultaran sin comasach air nitrogen àile a thionndadh gu dìreach a-steach do na companaidhean. Tha cuid de meanbh-fhàs-bheairtean, mar Azotobacter Chroococcum agus Clostridium pasteurianum, comasach air suidheachadh a dhèanamh gu neo-eisimeileach.

Tha an gas fhèin, a tha neo-fhortanach, neo-chinnteach, ach nuair a bhios e ag èigheach fo chuideam, agus bidh e a 'sgaoileadh ann am fuil agus le siùbhlan eile aig a' chorp aig àrd-ìre. Tha seo ag adhbharachadh droch bhuaidh, agus ma bhios an cuideam a 'lùghdachadh ro fhada, thèid barrachd nitrogen a sgaoileadh ann am foirm builgeanan gas ann an diofar phàirtean den chorp. Faodaidh seo pian adhbhrachadh anns na fèithean agus joints, teannachadh, paralysis pàirt agus eadhon bàs. Canar tinneas dì-bhriseadh air na comharran sin. Mar sin, bu chòir don fheadhainn a dh 'fheumas iad a bhith a' toirt anail a-steach fon chumhachan seo an cuideam a lùghdachadh gu slaodach gus am bi barrachd nitrogen a 'dol tro na sgamhain gun builgean a chruthachadh. Is e an roghainn as fheàrr measgachadh de ogsaidean agus helium a chleachdadh airson anail. Chan eil Helium mòran nas so-leònte ann an siùbhlan corp, agus tha an cunnart a 'tuiteam.

Isotopes

Naitridean ann mar dhà stàball isotopes ¹⁴ N (99,63%) agus ¹⁵ N (0,37%). Faodaidh iad a bhith air an sgaradh le ceimigeach iomlaid no le teas sgaoileadh. naitridean tomad ann an riochd fuadain isotope rèidio-beò a tha ann an raon 10-13 agus 16-24. Tha a 'chuid as motha de stàball leth-beatha an 10 mionaidean. A 'chiad artificially brosnaichte niuclasach transmutation chaidh a dhèanamh ann an 1919 le Bhreatainn fiosaig Ernest Rutherford, a bombarding naitridean-14 alpha-pìosan fhaighinn niùclas-17 ocsaidean agus protons.

seilbhean

Mu dheireadh liosta de na feartan bunaiteach naitridean:

• Àireamh atamach: 7.
• Atomic cuideam de naitridean: 14,0067.
• Leaghaidh phuing: -209,86 ° C.
• Teodhachd: -195,8 ° C.
• Dùmhlachd (1 atm, 0 ° C): 1,2506 gram de naitridean gach liotair.
• Gnàthach oxidation staid -3, +3, +5.
• Electron rèiteachaidh: 1s 2s ^{2 2 3} 2p.