Hvad er VALENSERNE af NITROGEN

Nitrogen er et meget vigtigt kemisk element i vores liv, Både på godt og ondt. Det er den vigtigste gas i atmosfæren, den er til stede i jorden, og den er et meget vigtigt makromolekyle for de fleste levende væsener. Det er også en del af forbindelser af stor industriel betydning såsom ammoniak, drivmidler eller sprængstoffer.

Hvad der sker er, at dens valens og oxidationstilstand er forskellig afhængig af forbindelsen. I denne lektion fra en LÆRER vil vi tale om hvad er valenserne af nitrogen. Hvis du er interesseret i at lære om dette kemiske element, vil du kunne lide denne artikel!

Indeks

1. Hvad er nitrogen og egenskaber
2. Hvad er valenserne af nitrogen?
3. Nomenklatur for nitrogenholdige forbindelser
4. Vigtige nitrogenforbindelser
5. Sundhedseffekter af nitrogen
6. Miljøeffekter af nitrogen

Nitrogen er et kemisk grundstof med symbol N. med et atomnummer på 7, en atomvægt på 14,0067 og fundet i gasform under normale forhold. Molekylært nitrogen repræsenterer 78 % af volumenet i tør luft og er derfor den vigtigste gas i atmosfæren.

Denne høje koncentration af nitrogen i atmosfæren skyldes elektrisk påvirkning i atmosfæren, fiksering af atmosfærisk nitrogen vha. bakteriel virkning, kemisk påvirkning i industrier og frigivelse af nitrogen ved nedbrydning af organisk stof eller ved forbrænding. I dets kombinerede tilstandsdannende forbindelser findes nitrogen i forskellige tilstande.

Det er et element af stor betydning for levende væsener, da Det er en del af alle proteiner både vegetabilske og animalske og mange andre organiske forbindelser. Nitrogen danner stærke bindinger med andre atomer som nitrogen og andre på grund af dets evne til at danne tredobbelte bindingerDerfor besidder nitrogenforbindelser en stor mængde energi.

Nitrogen består af to isotoper:

• N14 (meget flertal)
• N15 og forskellige radioaktive isotoper, som dannes under kernereaktioner.

Det er et element af stor interesse i den kemiske industri og i forbindelser, der anvendes i landbruget. Det bruges også i glødepærer, og når der er behov for en relativt inert atmosfære.

Nitrogen i sin grundstofform er svagt reaktivt ved almindelige temperaturer med de fleste almindelige stoffer, mens det ved forhøjede temperaturer det reagerer med mange stoffer, såsom titanium, aluminium, silicium, bor, beryllium, calcium, lithium eller krom, med oxygen (O2) det reagerer på danne oxider som lattergas (NO) og med brint ved høje temperaturer og tryk for at danne en meget vigtig industriel forbindelse som f.eks. ammoniakken.

Billedkilde: Monographs.com

Det valenser af et kemisk grundstof er han nummer fra elektroner hvad mangler eller hvad skal de give for at udfylde dit sidste elektroniske niveau.

Det atomer de plejer at have 7 niveauer eller lag hvor elektronerne er placeret, hvor 1 er den inderste og 7 er den yderste. Til gengæld er der forskellige underniveauer, kaldet s, p, d og f. I et atom fylder elektronerne de forskellige niveauer i henhold til deres energier, fylder først de lavere energiniveauer og bevæger sig derefter til et højere niveau.

Til atomets yderste niveau det kaldes også som valensskal og elektronerne i denne skal kaldes valenselektroner. Disse elektroner er ansvarlige for dannelsen af ​​bindinger og de kemiske reaktioner, der er mulige. med andre atomer, det vil sige, at de er elektronerne, der er ansvarlige for de fysiske og kemiske egenskaber af en element.

De forskellige måder nitrogen kombinerer på vil give det en valens (også kendt som oxidationstilstanden). Nitrogen er ikke i stand til at udvide sin valensskal, som andre elementer i dens gruppe gør. Dens mulige valenser er -3, +3 og +5. Valenstilstanden for nitrogen varierer afhængigt af den forbindelse, som den er en del af. De andre grundstoffer i nitrogenfamilien har også disse oxidationstilstande og er fosfor (P), antimon (Sb), bismuth (Bi), moscovium (Mc) og arsen (As).

Dannelsen af ​​kemiske forbindelser med nitrogen kan forklares efter valensbindingsteorien, ifølge den elektroniske konfiguration af hver oxidationstilstand af nitrogen. For at forklare det er antallet af elektroner i dens valensskal taget i betragtning, og hvor mange der mangler for at nå den elektroniske konfiguration af en ædelgas.

Nitrogenforbindelser er kemisk komplekse og den traditionelle nomenklatur var ikke nok til at navngive og identificere dem let, så som International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) oprettede (også på grund af andre faktorer) -en systematisk nomenklatur hvor forbindelser er navngivet efter antallet af atomer, der danner dem.

Denne nomenklatur er især velegnet til at navngive nitrogenoxider. Således kaldes nitrogenmonoxid nitrogenmonoxid og lattergas (NO), dinitrogenmonoxid (N2O).

Ud over denne nomenklatur, i 1919, den tyske kemiker Alfred Stock udviklet en metode, hvor forbindelser blev navngivet afhængig af oxidationstilstanden, repræsenteret i romertal og i parentes. På denne måde ville nitrogenoxid blive kaldt nitrogenoxid (II) og lattergas nitrogenoxid (I).

Billede: Youtube

Nitrogen er i stand til at binde sig til forskellige grundstoffer og danne et stort antal forbindelser på grund af dets store antal mulige oxidationstilstande. I tilfælde af molekylært nitrogen er dets valens 0 per definition.

En af de mest almindelige oxidationstilstande er -3. I denne oxidationstilstand danner nitrogen forbindelser såsom ammoniak (NH3), ammoniumionen (NH4)^-), nitriler (C≡N), iminer (C=N-R) eller aminer (R3N). Når nitrogen er i -2 oxidationstilstand, er der 7 elektroner tilbage i dens valensskal. Det ulige antal elektroner i dens valensskal gør det nemt for brobindinger at danne mellem to nitrogenatomer. I denne tilstand danner nitrogen hydrazoner (C=N-N-R2) og hedraziner (R2-N-N-R2). I oxidationstilstanden -1 forbliver 6 elektroner i valensskallen, og forbindelser som hydroxylamin (R2NOH) og azoforbindelser (RN=NR) dannes.

Når nitrogen når positive oxidationstilstande, Nitrogen bindes til oxygenatomer for at danne oxider, oxysyrer eller oxysalte. I +1 oxidationstilstanden er nitrogen tilbage med 4 elektroner i sin valensskal. Således har vi eksempler som dinitrogenoxid (N2O), populært kendt som lattergas, og nitrøse forbindelser (R=NO). I +2-tilstanden har vi nitrogenoxid eller nitrogenoxid (NO), som er en farveløs gas, der dannes under omsætning af metaller med fortyndet salpetersyre. Denne forbindelse har et meget ustabilt frit radikal, der kan reagere med oxygen og danne en vigtig atmosfærisk forurening, såsom nitrogendioxid (NO2)

I +3-tilstanden dannes forbindelser som nitrit i basisk opløsning (NO2–) eller salpetersyre i sur opløsning (HNO2). Begge er oxidationsmidler, der kan give anledning til nitrogenoxid (NO) eller være reduktionsmidler til at danne nitrationen. Andre forbindelser er dinitrogentrioxid (N2O3) og nitrogruppen (R-NO2). I +4-tilstanden har vi nitrogendioxid (NO2) eller nitrogendioxid. Dette er en brunfarvet gas, der produceres ved omsætning af mange metaller med koncentreret salpetersyre til dannelse af dinitrogentetroxid (N2O4). Ved +5 kan vi finde nitrater eller salpetersyre, som er oxidationsmidler i sure opløsninger.

Endelig, Der er forbindelser, hvor nitrogen er i forskellige oxidationstilstande.. Disse er forbindelser som nitrosilazid eller dinitrogentrioxid.

Billede: Ambientum

Molekylært nitrogen er den vigtigste gasformige komponent i atmosfærisk gas. I vand og jord kan vi finde det i form af nitrat og nitrit. Alle disse forbindelser forbindes med hinanden i nitrogenkredsløbet.

Menneskelig handling har ændret koncentrationerne af nitrat og nitrit på land, hovedsageligt gennem udbringning af gødning med nitrater på jorden. Endvidere øges koncentrationen af ​​nitrater og nitrit i jorden og vandet af det kvælstof, som industrierne udleder gennem kvælstofkredsløbet. Dette kan også føre til øget kvælstof i drikkevandet.

Det virkninger af nitrater og nitritter på menneskers sundhed de kunne være:

• Nitrater har en negativ effekt på aktiviteten af ​​skjoldbruskkirtlen
• Nitrater nedsætter vitamin A-lagring
• Både nitrater og nitritter producerer nitrosaminer, som er en almindelig årsag til kræft
• Nitrit reagerer med hæmoglobin, hvilket forårsager et fald i blodets iltbærende kapacitet.
• Nitrogenoxid (NO) er en grundlæggende budbringer i den menneskelige krop, der forårsager afslapning muskel, fordele i det kardiovaskulære system eller udøver signaleffekter på celler i immunsystem. Disse virkninger er allerede udnyttet i flere medicinske anvendelser, såsom medicin mod hjerteanfald eller Viagra.

Tilsætning af nitrater og nitrit til gødning forårsager en stigning i deres miljøkoncentrationer, samt forskellige industrielle processer. Mange af disse forbindelser kan undslippe ud i atmosfæren og reagere med ilt, hvilket giver anledning til atmosfæriske forurenende stoffer, der favoriserer forøgelsen af ​​drivhuseffekten.

Til gengæld har nitrater og nitritter også negative virkninger i ferskvand og i havmiljøet, negativt påvirker dette økosystem og arten der bebor den. Koncentrationerne af disse nitrogenholdige forbindelser i drikkevand stiger også drastisk og udøver dermed deres negative virkninger på menneskers sundhed.

Hvis du vil læse flere artikler, der ligner Hvad er valenserne af nitrogen, anbefaler vi, at du indtaster vores kategori af Atomet.

• Mayz-Figueroa, J. (2004). Biologisk nitrogenfiksering. UDO Agricultural Scientific Journal, 4(1), 1-20.
• Celaya-Michel, H., & Castellanos-Villegas, A. OG. (2011). Nitrogenmineralisering i jorden i tørre og halvtørre zoner. Terra Latinoamericana, 29(3), 343-356.
• Cárdenas-Navarro, R., Sánchez-Yáñez, J. M., Farías-Rodríguez, R., & Peña-Cabriales, J. J. (2004). Kvælstoftilførsler i landbruget. Chapingo Magazine Horticulture Series, 10(2), 173-178.