Carl Scheele, kimiawan Swedia, sarta Daniel Rutherford, ahli botani Skotlandia, manggihan nitrogén misah dina 1772. Reverend Cavendish na Lavoisier ogé bebas nitrogén dina waktu nu sarua. Nitrogén munggaran diakuan salaku unsur ku Lavoisier, anu ngaranna éta "azo", hartina "henteu nyawaan". Chaptal ngaranna unsur nitrogén dina 1790. Ngaran ieu asalna tina kecap Yunani "nitre" (nitrat ngandung nitrogén dina nitrat)
Pabrikan Produksi Nitrogén - Pabrik & Pemasok Produksi Nitrogén Cina (xinfatools.com)
Sumber Nitrogén
Nitrogén mangrupikeun unsur ka-30 anu paling seueur di Bumi. Tempo yén nitrogén akun pikeun 4/5 tina volume atmosfir, atawa leuwih ti 78%, urang boga jumlah ampir taya nitrogén sadia pikeun urang. Nitrogén ogé aya dina bentuk nitrat dina rupa-rupa mineral, kayaning saltpeter Chilean (natrium nitrat), saltpeter atawa nitre (kalium nitrat), sarta mineral nu ngandung uyah amonium. Nitrogén aya dina loba molekul organik kompléks, kaasup protéin jeung asam amino hadir dina sakabéh organisme hirup.
sipat fisik
Nitrogén N2 nyaéta gas teu warnaan, hambar, sareng teu aya bauan dina suhu kamar, sareng biasana henteu beracun. Kapadetan gas dina kaayaan standar nyaéta 1.25g/L. Nitrogén ngawengku 78,12% tina total atmosfir (fraksi volume) jeung mangrupakeun komponén utama hawa. Aya kira-kira 400 triliun ton gas di atmosfir.
Dina tekenan atmosfir baku, nalika leuwih tiis nepi ka -195.8 ℃, éta jadi cairan teu warnaan. Nalika tiis nepi ka -209,86 ℃, nitrogén cair jadi padet kawas salju.
Nitrogén teu kaduruk tur dianggap gas asphyxiating (ie, ngambekan nitrogén murni deprives awak manusa tina oksigén). Nitrogén boga kaleyuran pisan low dina cai. Dina 283K, hiji volume cai bisa ngaleyurkeun ngeunaan 0,02 volume N2.
Sipat kimiawi
Nitrogén mibanda sipat kimia anu stabil pisan. Hese ngaréaksikeun jeung zat séjén dina suhu kamar, tapi bisa ngalaman parobahan kimiawi jeung zat tangtu dina suhu luhur jeung kaayaan énergi tinggi, sarta bisa dipaké pikeun ngahasilkeun zat anyar mangpaat pikeun manusa.
Rumus orbital molekul molekul nitrogén nyaéta KK σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2. Tilu pasang éléktron nyumbang kana beungkeutan, nyaéta, dua beungkeut π sareng hiji beungkeut σ kabentuk. Henteu aya kontribusi pikeun beungkeutan, sareng énergi beungkeutan sareng anti beungkeutan kirang langkung diimbangi, sareng sami sareng pasangan éléktron tunggal. Kusabab aya beungkeut rangkep tilu N≡N dina molekul N2, molekul N2 boga stabilitas hébat, sarta diperlukeun 941,69 kJ/mol énergi pikeun terurai jadi atom. Molekul N2 nyaéta molekul diatomik anu paling stabil, sareng massa molekul relatif nitrogén nyaéta 28. Leuwih ti éta, nitrogén henteu gampang kaduruk sareng henteu ngadukung durukan.
Métode tés
Nempatkeun bar Mg ngaduruk kana botol ngumpulkeun gas ngeusi nitrogén, sarta Mg bar bakal terus kaduruk. Ékstrak sésa lebu (bubuk Mg3N2 rada konéng), tambahkeun cai sakedik, sareng ngahasilkeun gas (amoniak) anu ngajantenkeun kertas lakmus beureum baseuh janten biru. Persamaan réaksi: 3Mg + N2 = ignition = Mg3N2 (magnésium nitride); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
Ciri beungkeutan jeung struktur beungkeut valénsi nitrogén
Kusabab zat tunggal N2 stabil pisan dina kaayaan normal, jalma sering salah percaya yén nitrogén mangrupikeun unsur anu teu aktip sacara kimia. Kanyataanna, sabalikna, unsur nitrogén boga aktivitas kimiawi tinggi. Éléktronégativitas N (3.04) kadua ukur pikeun F jeung O, nunjukkeun yén éta bisa ngabentuk beungkeut kuat jeung elemen séjén. Salaku tambahan, stabilitas molekul zat tunggal N2 ngan nunjukkeun kagiatan atom N. Masalahna nyaéta jalma-jalma henteu acan mendakan kaayaan anu optimal pikeun ngaktifkeun molekul N2 dina suhu sareng tekanan kamar. Tapi di alam, sababaraha baktéri dina nodul tutuwuhan bisa ngarobah N2 dina hawa jadi sanyawa nitrogén dina kaayaan low-énergi dina suhu sarta tekanan normal, sarta ngagunakeun aranjeunna salaku pupuk pikeun tumuwuh pepelakan.
Ku alatan éta, ulikan fiksasi nitrogén geus salawasna jadi topik panalungtikan ilmiah penting. Ku alatan éta, urang kedah ngartos karakteristik beungkeutan sareng struktur beungkeut valénsi nitrogén sacara rinci.
Jenis beungkeut
Struktur lapisan éléktron valénsi atom N nyaéta 2s2p3, nyaéta, aya 3 éléktron tunggal jeung sapasang pasangan éléktron tunggal. Dumasar ieu, nalika ngabentuk sanyawa, tilu jinis beungkeut ieu tiasa dibangkitkeun:
1. Ngabentuk beungkeut ionik 2. Ngabentuk beungkeut kovalén 3. Ngabentuk beungkeut koordinasi
1. Ngabentuk beungkeut ionik
Atom N miboga éléktronégativitas luhur (3,04). Nalika aranjeunna ngabentuk nitrida binér sareng logam anu gaduh éléktronegativitas handap, sapertos Li (éléktronegativitas 0,98), Ca (éléktronégativitas 1,00), sareng Mg (éléktronégativitas 1,31), aranjeunna tiasa nampi 3 éléktron sareng ngabentuk ion N3-. N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg =ignite = Mg3N2 N3- ion boga muatan négatip luhur sarta radius leuwih badag (171pm). Aranjeunna bakal dihidrolisis kuat nalika aranjeunna mendakan molekul cai. Ku alatan éta, sanyawa ionik ngan bisa aya dina kaayaan garing, sarta moal aya ion hidrasi N3-.
2. Wangunan beungkeut kovalén
Nalika atom N ngabentuk sanyawa jeung non-logam kalawan Éléktronégativitas luhur, beungkeut kovalén handap kabentuk:
Atom ⑴N nyandak kaayaan hibridisasi sp3, ngabentuk tilu beungkeut kovalén, nahan sapasang pasangan éléktron tunggal, jeung konfigurasi molekular piramida trigonal, kayaning NH3, NF3, NCl3, jsb. tetrahedron biasa, sapertos ion NH4+.
Atom ⑵N nyandak kaayaan hibridisasi sp2, ngabentuk dua beungkeut kovalén sareng hiji beungkeut, sareng nahan sapasang pasangan éléktron tunggal, sareng konfigurasi molekuler nyaéta sudut, sapertos Cl-N=O. (Atom N ngabentuk beungkeut σ jeung beungkeut π jeung atom Cl, sarta pasangan pasangan éléktron tunggal dina atom N ngajadikeun molekul segitiga.) Lamun teu aya pasangan éléktron tunggal, konfigurasi molekul nya segitiga, kayaning molekul HNO3 atawa NO3- ion. Dina molekul asam nitrat, atom N ngabentuk tilu beungkeut σ masing-masing jeung tilu atom O, sarta sapasang éléktron dina orbital π sarta π éléktron tunggal dua atom O ngabentuk tilu-puseur opat-éléktron beungkeut π délokalisasi. Dina ion nitrat, beungkeut π gedé anu didelokalisasi genep éléktron opat-puseur kabentuk antara tilu atom O jeung atom N puseur. Struktur ieu ngajadikeun wilangan oksidasi katempo atom N dina asam nitrat +5. Kusabab ayana beungkeut π badag, nitrat cukup stabil dina kaayaan normal. Atom ⑶N ngadopsi sp hibridisasi pikeun ngabentuk beungkeut rangkep tilu kovalén jeung nahan sapasang pasangan éléktron tunggal. Konfigurasi molekulna linier, saperti struktur atom N dina molekul N2 jeung CN-.
3. Pembentukan beungkeutan koordinasi
Nalika atom nitrogén ngabentuk zat atawa sanyawa basajan, aranjeunna mindeng nahan pasangan éléktron tunggal, ku kituna zat atawa sanyawa basajan misalna bisa meta salaku donor pasangan éléktron pikeun koordinat ka ion logam. Contona, [Cu(NH3)4]2+ atawa [Tu(NH2)5]7, jsb.
Diagram énergi bébas kaayaan oksidasi-Gibbs
Ogé bisa ditempo ti kaayaan oksidasi-Gibbs diagram énergi bébas nitrogén yén, iwal ion NH4, molekul N2 kalawan wilangan oksidasi 0 aya dina titik panghandapna tina kurva dina diagram, nu nunjukkeun yén N2 sacara termodinamika. stabil relatif ka sanyawa nitrogén jeung wilangan oksidasi lianna.
Nilai-nilai rupa-rupa sanyawa nitrogén kalayan wilangan oksidasi antara 0 sareng +5 sadayana aya di luhur garis anu nyambungkeun dua titik HNO3 sareng N2 (garis titik-titik dina diagram), ku kituna sanyawa ieu sacara termodinamika teu stabil sareng rawan réaksi disproportionation. Hiji-hijina dina diagram anu nilaina leuwih handap tina molekul N2 nyaéta ion NH4+. [1] Tina kaayaan oksidasi-Gibbs diagram énergi bébas nitrogén jeung struktur molekul N2, bisa ditempo yén unsur N2 teu aktif. Ngan dina suhu luhur, tekanan luhur jeung ayana katalis bisa nitrogén meta jeung hidrogén pikeun ngabentuk amonia: Dina kaayaan ngurangan, nitrogén bisa ngagabungkeun jeung oksigén pikeun ngabentuk oksida nitrat: N2+O2=discharge=2NO Nitric oksida gancang ngagabungkeun jeung oksigén. ngabentuk nitrogén dioksida 2NO+O2=2NO2 Nitrogén dioksida larut dina cai pikeun ngabentuk asam nitrat, oksida nitrat 3NO2+H2O=2HNO3+NO Di nagara-nagara nu boga PLTA maju, réaksi ieu geus dipaké pikeun ngahasilkeun asam nitrat. N2 meta jeung hidrogén pikeun ngahasilkeun amonia: N2+3H2=== (tanda malik) 2NH3 N2 meta jeung logam kalawan poténsi ionisasi handap sarta nitrides boga énergi kisi tinggi pikeun ngabentuk nitrides ionik. Contona: N2 bisa meta langsung jeung litium logam dina suhu kamar: 6 Li + N2 === 2 Li3N N2 meta jeung logam alkali bumi Mg, Ca, Sr, Ba dina suhu pijer: 3 Ca + N2 === Ca3N2 N2 bisa. ngan ukur ngaréaksikeun sareng boron sareng alumunium dina suhu pijar: 2 B + N2 === 2 BN (sanyawa makromolekul) N2 umumna ngaréaksikeun sareng silikon sareng unsur gugus sanés dina suhu anu langkung luhur ti 1473K.
Molekul nitrogén nyumbangkeun tilu pasang éléktron pikeun beungkeutan, nyaéta, ngabentuk dua beungkeut π sareng hiji beungkeut σ. Éta henteu nyumbang kana beungkeutan, sareng énergi beungkeutan sareng anti beungkeutan kirang langkung diimbangi, sareng sami sareng pasangan éléktron tunggal. Kusabab aya beungkeut rangkep tilu N≡N dina molekul N2, molekul N2 boga stabilitas hébat, sarta diperlukeun 941.69kJ/mol énergi pikeun terurai jadi atom. Molekul N2 nyaéta molekul diatomik anu paling stabil, sareng massa molekul relatif nitrogén nyaéta 28. Leuwih ti éta, nitrogén henteu gampang kaduruk sareng henteu ngadukung durukan.
waktos pos: Jul-23-2024
