ما هي VALENCES للنيتروجين

النيتروجين عنصر كيميائي مهم جدا في حياتنا، سواء للخير أو للأسوأ. إنه الغاز الرئيسي في الغلاف الجوي ، وهو موجود في التربة وهو جزيء ضخم مهم جدًا لمعظم الكائنات الحية. كما أنه جزء من مركبات ذات أهمية صناعية كبيرة مثل الأمونيا أو الوقود الدافع أو المتفجرات.

ما يحدث هو أن حالة التكافؤ والأكسدة تختلف باختلاف المركب. سنتحدث في هذا الدرس من المعلم ما هي تكافؤات النيتروجين. إذا كنت مهتمًا بالتعرف على هذا العنصر الكيميائي ، فستعجبك هذه المقالة!

فهرس

1. ما هو النيتروجين وخصائصه
2. ما هي تكافؤات النيتروجين؟
3. تسمية المركبات النيتروجينية
4. مركبات النيتروجين الهامة
5. الآثار الصحية للنيتروجين
6. التأثيرات البيئية للنيتروجين

النيتروجين عنصر كيميائي برمز N. ذات العدد الذري 7 ، والوزن الذري 14.0067 وموجود في الحالة الغازية في الظروف العادية. يمثل النيتروجين الجزيئي 78٪ من حجم الهواء الجاف ، وبالتالي فهو الغاز الرئيسي الموجود في الغلاف الجوي.

ينتج هذا التركيز العالي من النيتروجين في الغلاف الجوي عن العمل الكهربائي في الغلاف الجوي ، وتثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي عن طريق العمل البكتيري ، والعمل الكيميائي في الصناعات وإطلاق النيتروجين عن طريق تحلل المواد العضوية أو عن طريق الإحتراق. يوجد النيتروجين في حالاته المختلفة في مركباته المكونة للحالة المركبة.

إنه عنصر ذو أهمية كبيرة للكائنات الحية ، منذ ذلك الحين إنه جزء من جميع البروتينات على حد سواء النباتية والحيوانية ، والعديد من المركبات العضوية الأخرى. يشكل النيتروجين روابط قوية مع ذرات أخرى مثل النيتروجين وغيره ، بسبب قدرته على ذلك شكل روابط ثلاثيةلذلك ، تمتلك مركبات النيتروجين كمية كبيرة من الطاقة.

يتكون النيتروجين من اثنين من النظائر:

• N14 (الغالبية العظمى)
• N15 والنظائر المشعة المختلفة ، والتي يتم إنتاجها أثناء التفاعلات النووية.

إنه عنصر ذو أهمية كبيرة في الصناعة الكيميائية والمركبات المستخدمة في الزراعة. كما أنها تستخدم في المصابيح المتوهجة وعندما تكون هناك حاجة إلى جو خامل نسبيًا.

النيتروجين في شكله الأولي يتفاعل قليلاً في درجات الحرارة العادية مع المواد الأكثر شيوعًا ، بينما يكون مرتفعًا درجات الحرارة تتفاعل مع العديد من المواد ، مثل التيتانيوم ، والألومنيوم ، والسيليكون ، والبورون ، والبريليوم ، والكالسيوم ، والليثيوم أو الكروم ، وتتفاعل مع الأكسجين (O2). تشكل أكاسيد مثل أكسيد النيتروز (NO) والهيدروجين عند درجات حرارة عالية وضغط لتكوين مركب صناعي مهم للغاية مثل الأمونيا.

مصدر الصورة: Monographs.com

ال التكافؤ لعنصر كيميائي هل هو رقم من الإلكترونات ماذا او ما في عداد المفقودين أو ماذا يجب أن يقدموا لملء مستواك الإلكتروني الأخير.

ال ذرات عادة ما يكون لديهم 7 مستويات أو طبقات حيث توجد الإلكترونات ، حيث يكون 1 هو الأعمق و 7 هو الأبعد. في المقابل ، هناك مستويات فرعية مختلفة ، تسمى s و p و d و f. في الذرة ، تملأ الإلكترونات المستويات المختلفة وفقًا لطاقاتها ، وتملأ مستويات الطاقة المنخفضة أولاً ثم تنتقل إلى مستوى أعلى.

الى المستوى الخارجي للذرة ويسمى أيضا باسم التكافؤ مدار وتسمى الإلكترونات الموجودة في هذه الغلاف إلكترونات التكافؤ. هذه الإلكترونات مسؤولة عن تكوين الروابط والتفاعلات الكيميائية الممكنة. مع ذرات أخرى ، أي أنها الإلكترونات المسؤولة عن الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ جزء.

الطرق المختلفة التي يتحد بها النيتروجين ستعطيه التكافؤ (المعروف أيضًا باسم حالة الأكسدة). النيتروجين غير قادر على توسيع غلاف التكافؤ كما تفعل العناصر الأخرى في مجموعته. التكافؤ المحتمل هو -3 و +3 و +5. تختلف حالة التكافؤ للنيتروجين تبعًا للمركب الذي هو جزء منه. تحتوي العناصر الأخرى لعائلة النيتروجين أيضًا على حالات الأكسدة هذه وهي الفوسفور (P) والأنتيمون (Sb) والبزموت (Bi) والموسكوفيوم (Mc) والزرنيخ (As).

يمكن تفسير تكوين المركبات الكيميائية بالنيتروجين باتباع نظرية رابطة التكافؤ، وفقًا للتكوين الإلكتروني لكل حالة أكسدة للنيتروجين. لتفسير ذلك ، يتم أخذ عدد الإلكترونات الموجودة في غلاف التكافؤ في الاعتبار وعدد الإلكترونات المفقودة للوصول إلى التكوين الإلكتروني للغاز النبيل.

مركبات النيتروجين معقدة كيميائيا والتسمية التقليدية لم تكن كافية لتسميتها والتعرف عليها بسهولة ، لذلك التي أنشأها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) (أيضًا بسبب عوامل أخرى) أ تسمية منهجية حيث يتم تسمية المركبات حسب عدد الذرات التي تتكون منها.

هذه التسمية مناسبة بشكل خاص لتسمية أكاسيد النيتروجين. وهكذا ، يسمى أكسيد النيتريك أول أكسيد النيتروجين وأكسيد النيتروز (NO) ، وأول أكسيد النيتروجين (N2O).

بالإضافة إلى هذه التسمية ، في عام 1919 ، الكيميائي الألماني ألفريد ستوك طور طريقة تم من خلالها تسمية المركبات اعتمادا على حالة الأكسدة ، ممثلة بالأرقام الرومانية وبين قوسين. بهذه الطريقة ، يسمى أكسيد النيتريك أكسيد النيتروجين (II) وأكسيد النيتروز ، أكسيد النيتروجين (I).

الصورة: يوتيوب

النيتروجين قادر على الارتباط بالعناصر المختلفة وتشكيل عدد كبير من المركبات بسبب العدد الكبير من حالات الأكسدة المحتملة. في حالة النيتروجين الجزيئي ، يكون تكافؤه 0 بحكم التعريف.

واحدة من أكثر حالات الأكسدة شيوعًا هي -3. في حالة الأكسدة هذه ، يشكل النيتروجين مركبات مثل الأمونيا (NH3) ، أيون الأمونيوم (NH4)^-) ، النتريل (C≡N) ، الإيمينات (C = N-R) أو الأمينات (R3N). عندما يكون النيتروجين في حالة الأكسدة -2 ، هناك 7 إلكترونات متبقية في غلاف التكافؤ. العدد الفردي للإلكترونات في غلاف التكافؤ الخاص به يجعل من السهل على الروابط أن تتشكل بين ذرتين من النيتروجين. في هذه الحالة ، يشكل النيتروجين الهيدرازونات (C = N-N-R2) والهيدرازينات (R2-N-N-R2). في حالة الأكسدة -1 ، تبقى 6 إلكترونات في غلاف التكافؤ وتتشكل مركبات مثل هيدروكسيل أمين (R2NOH) ومركبات آزو (RN = NR).

عندما يصل النيتروجين إلى حالات الأكسدة الإيجابية ، يرتبط النيتروجين بذرات الأكسجين لتكوين أكاسيد أو أكسيدات أو أكسيسالت. في حالة الأكسدة +1 ، يترك النيتروجين مع 4 إلكترونات في غلاف التكافؤ. وهكذا ، لدينا أمثلة مثل أكسيد ثنائي النيتروجين (N2O) ، المعروف باسم غاز الضحك ، ومركبات النيتروز (R = NO). في الحالة +2 لدينا أكسيد النيتروجين أو أكسيد النيتريك (NO) ، وهو غاز عديم اللون يتولد أثناء تفاعل المعادن مع حمض النيتريك المخفف. يحتوي هذا المركب على جذر حر غير مستقر للغاية يمكن أن يتفاعل مع الأكسجين لتكوين ملوث جوي مهم مثل ثاني أكسيد النيتروجين (NO2)

في حالة +3 ، تتشكل مركبات مثل النتريت في محلول أساسي (NO2–) أو حمض النيتروز في محلول حامض (HNO2). كلاهما من العوامل المؤكسدة التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور أكسيد النيتريك (NO) أو عوامل الاختزال لتكوين أيون النترات. المركبات الأخرى هي ثلاثي أكسيد ثنائي النيتروجين (N2O3) ومجموعة النيترو (R-NO2). في حالة +4 لدينا ثاني أكسيد النيتريك (NO2) أو ثاني أكسيد النيتروجين. هذا غاز بني اللون ينتج عن تفاعل العديد من المعادن مع حمض النيتريك المركز لتكوين رباعي أكسيد النيتروجين (N2O4). عند +5 ، يمكننا العثور على النترات أو حمض النيتريك ، وهي عوامل مؤكسدة في المحاليل الحمضية.

أخيرا، هناك مركبات يكون فيها النيتروجين في حالات أكسدة مختلفة.. هذه هي مركبات مثل نيتروسيلازيد أو ثلاثي أكسيد ثنائي النيتروجين.

الصورة: محيط

النيتروجين الجزيئي هو المكون الغازي الرئيسي للغاز الجوي. في الماء والتربة ، نجدها على شكل نترات ونتريت. كل هذه المركبات مرتبطة ببعضها البعض في دورة النيتروجين.

عمل الإنسان على تعديل تركيزات النترات والنتريت على الأرض ، وذلك بشكل رئيسي من خلال تطبيق الأسمدة التي تحتوي على النترات على التربة. علاوة على ذلك ، يزداد تركيز النترات والنتريت في التربة والمياه من خلال النيتروجين المنبعث من الصناعات من خلال دورة النيتروجين. قد يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة النيتروجين في مياه الشرب.

ال آثار النترات والنتريت على صحة الإنسان قد يكونوا:

• للنترات تأثير سلبي على نشاط الغدة الدرقية
• النترات تقلل من تخزين فيتامين أ
• ينتج كل من النترات والنتريت النتروزامين ، وهو سبب شائع للسرطان
• يتفاعل النتريت مع الهيموجلوبين ، مما يتسبب في انخفاض قدرة الدم على حمل الأكسجين.
• أكسيد النيتروجين (NO) هو رسول أساسي في جسم الإنسان ، يسبب الاسترخاء العضلات ، فوائد في نظام القلب والأوعية الدموية أو ممارسة تأثيرات إشارات على خلايا جهاز المناعة. يتم بالفعل استغلال هذه التأثيرات في العديد من التطبيقات الطبية ، مثل الأدوية ضد النوبات القلبية أو الفياجرا.

تؤدي إضافة النترات والنتريت إلى الأسمدة إلى زيادة تركيزاتها البيئية، وكذلك العمليات الصناعية المختلفة. يمكن للعديد من هذه المركبات الهروب إلى الغلاف الجوي والتفاعل مع الأكسجين ، مما يؤدي إلى زيادة ملوثات الغلاف الجوي التي تفضل زيادة تأثير الاحتباس الحراري.

في المقابل ، تنتج النترات والنتريت أيضًا تأثيرات ضارة في المياه العذبة وفي البيئة البحرية ، تؤثر سلبًا على هذا النظام البيئي والأنواع التي تسكنها. كما أن تركيزات هذه المركبات النيتروجينية في مياه الشرب تتزايد بشكل كبير ، مما يؤثر سلباً على صحة الإنسان.

إذا كنت ترغب في قراءة المزيد من المقالات المشابهة لـ ما هي تكافؤات النيتروجين، نوصيك بإدخال فئة الذرة.

• مايز فيغيروا ، ج. (2004). التثبيت البيولوجي للنيتروجين. المجلة العلمية الزراعية UDO، 4 (1) ، 1-20.
• سيلايا ميشيل ، هـ ، وكاستيلانوس فيليجاس ، أ. و. (2011). تمعدن النيتروجين في تربة المناطق القاحلة وشبه القاحلة. تيرا لاتينوأمريكانا ، 29 (3) ، 343-356.
• Cárdenas-Navarro، R.، Sánchez-Yáñez، J. M. ، Farías-Rodríguez ، R. ، & Peña-Cabriales ، J. ج. (2004). مدخلات النيتروجين في الزراعة. سلسلة مجلة تشابينغو البستانية ، 10 (2) ، 173-178.