Hva er VALENSES av NITROGEN

Nitrogen er et svært viktig kjemisk element i livet vårt, Både på godt og vondt. Det er hovedgassen i atmosfæren, den er tilstede i jorda og den er et veldig viktig makromolekyl for de fleste levende vesener. Det er også en del av forbindelser av stor industriell betydning som ammoniakk, drivmidler eller eksplosiver.

Det som skjer er at dens valens og oksidasjonstilstand er forskjellig avhengig av forbindelsen. I denne leksjonen fra en LÆRER skal vi snakke om hva er valensen til nitrogen. Hvis du er interessert i å lære om dette kjemiske elementet, vil du like denne artikkelen!

Indeks

1. Hva er nitrogen og egenskaper
2. Hva er valensen til nitrogen?
3. Nomenklatur for nitrogenholdige forbindelser
4. Viktige nitrogenforbindelser
5. Helseeffekter av nitrogen
6. Miljøeffekter av nitrogen

Nitrogen er et kjemisk grunnstoff med symbol N. med et atomnummer på 7, en atomvekt på 14,0067 og funnet i gassform under normale forhold. Molekylært nitrogen representerer 78 % av volumet i tørr luft og er derfor hovedgassen som finnes i atmosfæren.

Denne høye konsentrasjonen av nitrogen i atmosfæren skyldes elektrisk påvirkning i atmosfæren, fiksering av atmosfærisk nitrogen ved bakteriell virkning, kjemisk virkning i industrier og frigjøring av nitrogen ved nedbryting av organisk materiale eller ved forbrenning. I sine kombinerte tilstandsdannende forbindelser finnes nitrogen i forskjellige tilstander.

Det er et element av stor betydning for levende vesener, siden Det er en del av alle proteiner både vegetabilske og animalske, og mange andre organiske forbindelser. Nitrogen danner sterke bindinger med andre atomer som nitrogen og andre, på grunn av dets evne til å danne trippelbindingerDerfor har nitrogenforbindelser en stor mengde energi.

Nitrogen består av to isotoper:

• N14 (svært flertall)
• N15 og ulike radioaktive isotoper, som produseres under kjernefysiske reaksjoner.

Det er et element av stor interesse i kjemisk industri og i forbindelser som brukes i landbruket. Den brukes også i glødelamper og når en relativt inert atmosfære er nødvendig.

Nitrogen i sin elementære form er svakt reaktivt ved vanlige temperaturer med de vanligste stoffene, mens ved forhøyede temperaturer det reagerer med mange stoffer, som titan, aluminium, silisium, bor, beryllium, kalsium, litium eller krom, med oksygen (O2) det reagerer på danne oksider som lystgass (NO) og med hydrogen ved høye temperaturer og trykk for å danne en svært viktig industriell forbindelse som f.eks. ammoniakken.

Bildekilde: Monographs.com

De valenser til et kjemisk element er han Nummer fra elektroner hva mangler eller hva skal de gi for å fylle ut ditt siste elektroniske nivå.

De atomer de vanligvis har 7 nivåer eller lag hvor elektronene befinner seg, hvor 1 er den innerste og 7 er den ytterste. I sin tur er det forskjellige undernivåer, kalt s, p, d og f. I et atom fyller elektronene de forskjellige nivåene i henhold til energiene deres, fyller først de lavere energinivåene og beveger seg deretter til et høyere nivå.

Til ytterste nivå av atomet det kalles også som valens skall og elektronene som ligger i dette skallet kalles valenselektroner. Disse elektronene er ansvarlige for dannelsen av bindinger og de kjemiske reaksjonene som er mulige. med andre atomer, det vil si at de er elektronene som er ansvarlige for de fysiske og kjemiske egenskapene til en element.

De forskjellige måtene nitrogen kombineres på vil gi det en valens (også kjent som oksidasjonstilstanden). Nitrogen er ikke i stand til å utvide valensskallet slik andre elementer i gruppen gjør. Dens mulige valenser er -3, +3 og +5. Valenstilstanden til nitrogen varierer avhengig av forbindelsen den er en del av. De andre elementene i nitrogenfamilien har også disse oksidasjonstilstandene og er fosfor (P), antimon (Sb), vismut (Bi), moscovium (Mc) og arsen (As).

Dannelsen av kjemiske forbindelser med nitrogen kan forklares etter valensbindingsteorien, i henhold til den elektroniske konfigurasjonen av hver oksidasjonstilstand av nitrogen. For å forklare det, er antall elektroner i valensskallet tatt i betraktning og hvor mange som mangler for å nå den elektroniske konfigurasjonen til en edelgass.

Nitrogenforbindelser er kjemisk komplekse og den tradisjonelle nomenklaturen var ikke nok til å navngi og identifisere dem lett, så som International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) opprettet (også på grunn av andre faktorer) en systematisk nomenklatur der forbindelser er navngitt i henhold til antall atomer som danner dem.

Denne nomenklaturen er spesielt egnet for å navngi nitrogenoksider. Således kalles nitrogenmonoksid nitrogenmonoksid og lystgass (NO), dinitrogenmonoksid (N2O).

I tillegg til denne nomenklaturen, i 1919, den tyske kjemikeren Alfred Stock utviklet en metode der forbindelser ble navngitt avhengig av oksidasjonstilstanden, representert i romertall og i parentes. På denne måten vil nitrogenoksid bli kalt nitrogenoksid (II) og lystgass nitrogenoksid (I).

Bilde: Youtube

Nitrogen er i stand til å binde seg til forskjellige grunnstoffer og danne et stort antall forbindelser på grunn av dets store antall mulige oksidasjonstilstander. Når det gjelder molekylært nitrogen, er valensen 0 per definisjon.

En av de vanligste oksidasjonstilstandene er -3. I denne oksidasjonstilstanden danner nitrogen forbindelser som ammoniakk (NH3), ammoniumionet (NH4)^-), nitriler (C≡N), iminer (C=N-R) eller aminer (R3N). Når nitrogen er i -2 oksidasjonstilstand, er det 7 elektroner igjen i valensskallet. Det odde antallet elektroner i valensskallet gjør det enkelt å danne brobindinger mellom to nitrogenatomer. I denne tilstanden danner nitrogen hydrazoner (C=N-N-R2) og hedraziner (R2-N-N-R2). I -1 oksidasjonstilstand forblir 6 elektroner i valensskallet og forbindelser som hydroksylamin (R2NOH) og azoforbindelser (RN=NR) dannes.

Når nitrogen når positive oksidasjonstilstander, Nitrogen bindes til oksygenatomer for å danne oksider, oksysyrer eller oksysalter. I +1 oksidasjonstilstand er nitrogen igjen med 4 elektroner i valensskallet. Dermed har vi eksempler som dinitrogenoksid (N2O), populært kjent som lattergass, og nitrøse forbindelser (R=NO). I +2-tilstanden har vi nitrogenoksid eller nitrogenoksid (NO), som er en fargeløs gass som dannes under reaksjonen av metaller med fortynnet salpetersyre. Denne forbindelsen har et svært ustabilt fritt radikal som kan reagere med oksygen for å danne en viktig atmosfærisk forurensning som nitrogendioksid (NO2)

I +3-tilstanden dannes forbindelser som nitritt i basisk løsning (NO2–) eller salpetersyre i sur løsning (HNO2). Begge er oksidasjonsmidler som kan gi opphav til nitrogenoksid (NO) eller være reduksjonsmidler for å danne nitrationet. Andre forbindelser er dinitrogentrioksid (N2O3) og nitrogruppen (R-NO2). I +4-tilstanden har vi nitrogendioksid (NO2) eller nitrogendioksid. Dette er en brunfarget gass som produseres ved omsetning av mange metaller med konsentrert salpetersyre for å danne dinitrogentetroksid (N2O4). Ved +5 kan vi finne nitrater eller salpetersyre, som er oksidasjonsmidler i sure løsninger.

Endelig, Det er forbindelser hvor nitrogen er i forskjellige oksidasjonstilstander.. Dette er forbindelser som nitrosilazid eller dinitrogentrioksid.

Bilde: Ambientum

Molekylært nitrogen er hovedgasskomponenten i atmosfærisk gass. I vann og jord kan vi finne det i form av nitrat og nitritt. Alle disse forbindelsene forbindes med hverandre i nitrogensyklusen.

Menneskelig handling har endret konsentrasjonene av nitrat og nitritt på land, hovedsakelig gjennom påføring av gjødsel med nitrater på jorda. Videre økes konsentrasjonen av nitrater og nitritter i jord og vann av nitrogenet som slippes ut av industrien gjennom nitrogenkretsløpet. Dette kan også føre til økt nitrogen i drikkevannet.

De effekter av nitrater og nitritter på menneskers helse de kan være:

• Nitrater har en negativ effekt på aktiviteten til skjoldbruskkjertelen
• Nitrater reduserer vitamin A-lagring
• Både nitrater og nitritter produserer nitrosaminer, som er en vanlig årsak til kreft
• Nitritt reagerer med hemoglobin, og forårsaker en reduksjon i blodets oksygenbærende kapasitet.
• Nitrogenoksid (NO) er en grunnleggende budbringer i menneskekroppen, som forårsaker avslapning muskel, fordeler i det kardiovaskulære systemet eller utøve signaleffekter på cellene i immunforsvar. Disse effektene er allerede utnyttet i flere medisinske applikasjoner, for eksempel medisiner mot hjerteinfarkt eller Viagra.

Tilsetning av nitrater og nitritt til gjødsel fører til en økning i deres miljøkonsentrasjoner, samt ulike industrielle prosesser. Mange av disse forbindelsene kan flykte ut i atmosfæren og reagere med oksygen, noe som gir opphav til atmosfæriske forurensninger som favoriserer økningen av drivhuseffekten.

På sin side gir nitrater og nitritter også negative effekter i ferskvann og i det marine miljøet, negativt påvirke dette økosystemet og arten som bor i den. Konsentrasjonene av disse nitrogenholdige forbindelsene i drikkevann øker også drastisk, og har dermed negative effekter på menneskers helse.

Hvis du vil lese flere artikler som ligner på Hva er valensen til nitrogen, anbefaler vi at du går inn i vår kategori av 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 jorda i tørre og halvtørre soner. Terra Latinoamericana, 29(3), 343-356.
• Cárdenas-Navarro, R., Sánchez-Yáñez, J. M., Farías-Rodríguez, R., & Peña-Cabriales, J. J. (2004). Nitrogentilførsel i landbruket. Chapingo Magazine Horticulture Series, 10(2), 173-178.