यौगिकों नाइट्रोजन। नाइट्रोजन के गुणों

नाइट्रेट को जन्म देने के - लैटिन शब्द Nitrogenium से अनुवाद के रूप में। यह शीर्षक नाइट्रोजन - आवर्त सारणी की लंबी संस्करण में 7 के एक परमाणु संख्या, सिर 15 वें समूह के साथ रासायनिक तत्व। एक साधारण पृथ्वी से बना पदार्थ के रूप में एयर बैग वितरित - वातावरण। नाइट्रोजन यौगिकों की एक किस्म पृथ्वी की पपड़ी में पाया, और रहने वाले जीवों को व्यापक रूप से उद्योग, सैन्य, कृषि और चिकित्सा में प्रयोग किया जाता है।

क्यों नाइट्रोजन कहा जाता है "घुट" और "बेजान"

रसायन विज्ञान के इतिहासकारों पहले इस सरल पदार्थ हेनरी कैवेंडिश (1777) मिला है की सलाह देते हैं के रूप में। वैज्ञानिक क्षार का उपयोग कर प्रतिक्रिया उत्पादों के अवशोषण के लिए गर्म अंगारों पर हवा से गुजरता है। अनुभव शोधकर्ता के परिणामस्वरूप रंगहीन और गंधहीन गैस, unreacted कोयला पाया। कैवेंडिश यह "घुटन हवा" कहा जाता है और सांस लेने दहन बनाए रखने के लिए अक्षमता के लिए।

आधुनिक रासायनिक में समझाया जा है कि ऑक्सीजन कोयला के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त की है, कार्बन डाइऑक्साइड का गठन किया गया है। शेष हवा के "दमघोंटू" अणुओं एन ₂ के अधिकांश भाग के लिए गया _था। कैवेंडिश और इस मामले के बारे में समय में अन्य वैज्ञानिकों अभी तक ज्ञात नहीं है, हालांकि नाइट्रोजन और नाइट्रेट यौगिकों तो व्यापक रूप से अर्थव्यवस्था में इस्तेमाल किया गया। वैज्ञानिक एक सहयोगी के लिए असामान्य गैस के बारे में बताया समान प्रयोग करना - जोसेफ प्रीस्टले।

एक ही समय में कार्ल शील हवा के अज्ञात घटक ओर ध्यान आकर्षित किया है, लेकिन ठीक से इसकी उत्पत्ति की व्याख्या करने में विफल रहा है। 1772 में केवल डैनियल रदरफोर्ड महसूस किया कि वर्तमान प्रयोगों "घुटन" "खराब" गैस - नाइट्रोजन। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है अपने आविष्कारक - यह अभी भी विज्ञान के इतिहासकारों बहस है।

15 साल रदरफोर्ड के प्रयोगों के बाद प्रसिद्ध रसायनज्ञ Antuan Lavuaze अवधि हवा को बदलने के लिए प्रस्तावित "खराब" नाइट्रोजन को संदर्भित करता है, पर अन्य - Nitrogenium। बार यह साबित कर दिया था कि इस पदार्थ को जलाने नहीं करता है, साँस लेने में समर्थन नहीं करता। तो फिर वहाँ रूसी नाम "नाइट्रोजन" है, जो अलग अलग तरीकों से व्याख्या की है थे। अक्सर कहते हैं कि अवधि का मतलब है "बेजान"। बाद के अध्ययन पदार्थों के गुणों के बारे में व्यापक धारणा का खंडन किया है। नाइट्रोजन यौगिकों - प्रोटीन - रहने वाले जीवों की रचना में प्रमुख अणुओं। आदेश का निर्माण करने के लिए पौधे मिट्टी खनिज पोषण आवश्यक तत्वों से अवशोषित - ^2- आयनों नहीं ₃ और एनएच ^4।

नाइट्रोजन - एक रासायनिक तत्व

परमाणु संरचना और गुणों को समझने के लिए मदद करता है समय-समय पर प्रणाली (पुनश्च)। की स्थिति को रासायनिक तत्व आवर्त सारणी में नाभकीय आवेश, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (मास संख्या) की संख्या निर्धारित कर सकते हैं। यह परमाणु भार के मूल्य पर ध्यान देना जरूरी है कि - इस तत्व की मुख्य विशेषताओं में से एक है। अवधि, संख्या ऊर्जा के स्तर की संख्या से मेल खाती है। आवर्त सारणी समूह संख्या के लघु संस्करण बाहरी energaticheskom स्तर में इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है। समय-समय पर प्रणाली में अपनी स्थिति से नाइट्रोजन की सामान्य विशेषताओं में डेटा का सारांश:

• यह एक गैर धातु तत्व एस एस के ऊपरी दाहिने कोने में है।
• रासायनिक प्रतीक एन
• प्रॉपर्टी संख्या: 7।
• सापेक्ष परमाणु भार: 14.0067।
• फॉर्मूला अस्थिर हाइड्रोजन यौगिकों: राष्ट्रीय राजमार्ग ₃ (अमोनिया)।
• फार्म एक उच्च ऑक्साइड एन ₂ ओ _5, जो नाइट्रोजन वी की संयोजकता के बराबर है

संरचना नाइट्रोजन परमाणु:

• नाभकीय आवेश +7।
• प्रोटॉनों की संख्या: 7, न्यूट्रॉन की संख्या: 7।
• ऊर्जा स्तर की संख्या: 2।
• इलेक्ट्रॉनों की कुल संख्या: 7, ई सूत्र: 1s ² 2s ² 2p ^3।

विवरण स्थिर आइसोटोप का अध्ययन तत्व 7 №, उनके द्रव्यमान संख्या - 15. 14 और एक प्रकाश परमाणुओं की सामग्री जिसमें से 99.64% है। अल्पकालिक रेडियोधर्मी समस्थानिक का नाभिक भी 7 प्रोटॉनों है, और न्यूट्रॉन की संख्या बहुत भिन्न: 4, 5, 6, 9, 10।

प्रकृति में नाइट्रोजन

एन ₂ - हवा अणुओं के हिस्से के रूप में उपस्थित पृथ्वी म्यान सरल पदार्थ, जिसका सूत्र _हैं। माहौल में नाइट्रोजन गैस की सामग्री के बारे में 78.1 मात्रा% है। भू-पर्पटी में रासायनिक तत्व की अकार्बनिक यौगिकों - विभिन्न अमोनियम लवण और नाइट्रेट (शोरा)। सूत्र और सबसे महत्वपूर्ण पदार्थों में से कुछ के नामों की यौगिक

• राष्ट्रीय राजमार्ग _3, अमोनिया।
• सं _2, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड।
• नैनो ₃ सोडियम नाइट्रेट।
• (एनएच _{4) 2} अतः _4, अमोनियम सल्फेट।

बाद के दो यौगिकों में नाइट्रोजन के संयोजक - चतुर्थ। कोयला, मिट्टी, रहने वाले जीवों भी बाध्य फार्म में एन परमाणुओं होते हैं। नाइट्रोजन एमिनो एसिड अणुओं, डीएनए और आरएनए न्यूक्लियोटाइड, हार्मोन और हीमोग्लोबिन का एक घटक है। मानव शरीर में रासायनिक तत्व की कुल सामग्री 2.5% तक पहुँचता है।

सरल पदार्थ

द्विपरमाणुक अणुओं के रूप में नाइट्रोजन - सबसे बड़ी मात्रा और वातावरण की हवा के वजन। मादक द्रव्यों, जिसका सूत्र एन _2, कोई गंध, रंग और स्वाद है। इस गैस से अधिक 2/3 हवा पृथ्वी म्यान है। तरल नाइट्रोजन एक रंगहीन पदार्थ, पानी जैसी है। -195,8 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर फोड़े M (एन ₂₎ = 28 ग्राम / मोल। सरल पदार्थ थोड़ा आसान ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हवा, इसका घनत्व 1 के करीब है।

अणु बाँध में परमाणुओं मजबूती से 3 इलेक्ट्रॉन जोड़े के साझा की है। यौगिक एक उच्च रासायनिक प्रतिरोध है, जो यह ऑक्सीजन और अन्य गैसीय पदार्थों से अलग दर्शाती है। एक नाइट्रोजन अणु के लिए व्यय करने के लिए ऊर्जा 942.9 केजे / मोल अपने घटक आवश्यक परमाणुओं भागों में विभाजित है। इलेक्ट्रॉनों के तीन जोड़े के संपर्क बहुत मजबूत है, जब से 2000 डिग्री सेल्सियस गर्म तोड़ने के लिए शुरू होता है

व्यावहारिक रूप से परमाणुओं में सामान्य परिस्थितियों में नहीं होती है, अणुओं के पृथक्करण। रासायनिक निष्क्रियता भी अपने अणु में ध्रुवता की नाइट्रोजन पूर्ण अभाव के कारण होता है। वे एक दूसरे के साथ बहुत कमजोर बातचीत, जिससे सामान्य दबाव पर और एक तापमान कमरे के तापमान के करीब पर इस मामले की गैसीय अवस्था काम कर रहे। आणविक नाइट्रोजन का कम रासायनिक गतिविधि विभिन्न प्रक्रियाओं और उपकरणों जहां यह आवश्यक है एक अक्रिय वातावरण बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है।

अणुओं एन ₂ के पृथक्करण ऊपरी वायुमंडल में सौर विकिरण के प्रभाव में आ सकता है। परमाणु नाइट्रोजन बनाई है, जो सामान्य परिस्थितियों (फास्फोरस, सल्फर, आर्सेनिक) पर कुछ धातुओं और गैर धातु के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। परिणाम पदार्थों की जा रही जमीन की स्थिति अप्रत्यक्ष रूप से प्राप्त की संश्लेषण है।

नाइट्रोजन संयोजकता

परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल एक 2 रों 3 और पी इलेक्ट्रॉन के रूप में। नाइट्रोजन ये नकारात्मक अन्य तत्वों है कि इसकी कम करने के गुण के अनुरूप के साथ बातचीत में कणों दे सकते हैं। 3 इलेक्ट्रॉन परमाणु से लापता ओकटेट आसपास ऑक्सीडेटिव क्षमता दर्शाती है। इसकी धातु गुण नीचे वैद्युतीयऋणात्मकता नाइट्रोजन फ्लोरीन, ऑक्सीजन और क्लोरीन की तुलना में कम स्पष्ट कर रहे हैं। जब इन रासायनिक तत्वों के साथ बातचीत नाइट्रोजन इलेक्ट्रॉनों (oxidize) देता है। ऋणात्मक आयन की कमी अन्य धातुओं और nonmetals के साथ प्रतिक्रिया द्वारा पीछा किया।

ठेठ नाइट्रोजन संयोजक - III। इस मामले में, रासायनिक बंधन इलेक्ट्रॉनों के बाहरी पी आकर्षण और आम (बंधन) जोड़ी के निर्माण से बनते हैं। नाइट्रोजन, इलेक्ट्रॉनों की अपनी एकमात्र जोड़ी की वजह से दाता स्वीकर्ता बंधन बनाने में सक्षम है के रूप में राष्ट्रीय राजमार्ग ⁴ आयन अमोनियम ^है।

प्रयोगशाला और उद्योग में हो रही है

एक प्रयोगशाला तरीकों में से ऑक्सीडेटिव गुणों के आधार पर कॉपर ऑक्साइड। अमोनिया राष्ट्रीय राजमार्ग - ₃ के साथ हाइड्रोजन नाइट्रोजन यौगिक का प्रयोग _{करें।} पीसा हुआ कॉपर ऑक्साइड ब्लैक के साथ इस अप्रिय महक गैस vzaimoddeystvuet। जिसके परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया नाइट्रोजन का उत्पादन और धातु तांबा (लाल पाउडर) प्रकट होता है। ट्यूब दीवारों पर जमा waterdrops - एक और प्रतिक्रिया उत्पाद।

एक और प्रयोगशाला विधि धातुओं के साथ एक नाइट्रोजन यौगिक का उपयोग करता है - azide, उदाहरण के लिए NaN _3। एक गैस है जो दूषित पदार्थों से साफ करने की जरूरत नहीं है के द्वारा प्राप्त की।

प्रयोगशाला नाइट्रोजन और पानी के लिए अमोनियम नाइट्राइट के अपघटन किया जाता है। प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए, हीटिंग के लिए आवश्यक है, तो प्रक्रिया गर्मी (एक्ज़ोथिर्मिक) के विकास के साथ आगे बढ़ते हैं। नाइट्रोजन दोष से दूषित है, इसलिए यह साफ़ और सुखाया जाता है।

उद्योग में नाइट्रोजन की तैयारी:

• तरल हवा की आंशिक आसवन - एक विधि है, जो नाइट्रोजन और ऑक्सीजन (विभिन्न क्वथनांक) के भौतिक गुणों का उपयोग करता है;
• एक गर्म कोयला के साथ हवा की रासायनिक प्रतिक्रिया;
• adsorptive गैस जुदाई।

ऑक्सीकरण गुण - धातु और हाइड्रोजन के साथ सहभागिता

जड़ता टिकाऊ अणु नाइट्रोजन यौगिकों के कुछ प्रत्यक्ष संश्लेषण की अनुमति नहीं है। मजबूत हीटिंग या विकिरण करने के लिए आवश्यक पदार्थ परमाणुओं सक्रिय करने के लिए। नाइट्रोजन मैग्नीशियम, कैल्शियम और सोडियम के साथ, कमरे के तापमान पर लिथियम के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, प्रतिक्रिया केवल हीटिंग द्वारा आगे बढ़ते हैं। इसी धातु nitrides बनते हैं।

हाइड्रोजन के साथ नाइट्रोजन की बातचीत उच्च तापमान और दबाव पर होता है। इसके अलावा इस प्रक्रिया उत्प्रेरक की आवश्यकता है। अमोनिया प्राप्त - सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक संश्लेषण से एक। नाइट्रोजन, एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में, उनके त्रिकोणीय नकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में पता चलता है:

• -3 (अमोनिया और अन्य नाइट्रोजन यौगिकों, हाइड्रोजन - nitrides);
• -2 (हाइड्राज़ीन एन ₂ एच _4);
• -1 (hydroxylamine राष्ट्रीय राजमार्ग ₂ OH)।

सबसे महत्वपूर्ण नाइट्राइड - अमोनिया - उद्योग में बड़ी मात्रा में तैयार किया। एक लंबे समय के लिए बड़ी समस्या नाइट्रोजन की रासायनिक निष्क्रियता बने रहे। कच्चे माल की इसकी सूत्रों नाइट्रेट थे, लेकिन खनिज भंडार उत्पादन के विकास के साथ तेजी से गिरावट आने लगी।

रासायनिक विज्ञान और अभ्यास के महान उपलब्धि औद्योगिक स्तर पर अमोनिया नाइट्रोजन स्थिरीकरण तकनीक के निर्माण किया गया है। विशेष कॉलम में प्रत्यक्ष संश्लेषण के द्वारा होता है - हवा और हाइड्रोजन से प्राप्त नाइट्रोजन के बीच एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया। जब इष्टतम स्थितियों का निर्माण, उत्पाद ओर करने के लिए इस प्रतिक्रिया का संतुलन बदलाव, उत्प्रेरक अमोनिया उपज का उपयोग कर 97% है।

ऑक्सीजन के साथ बातचीत - कम करने के गुण

आदेश नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए मजबूत, हीटिंग होना चाहिए। पर्याप्त ऊर्जा के अधिकारी बिजली के चाप और वातावरण के लिए एक बिजली निर्वहन। सबसे महत्वपूर्ण अकार्बनिक यौगिकों, जिसमें नाइट्रोजन इसके सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में है:

• 1 (नाइट्रोजन ऑक्साइड (आई) एन ₂ ओ);
• +2 (कोई नाइट्रोजन मोनोआक्साइड के);
• 3 (नाइट्रोजन ऑक्साइड (iii) एन ₂ ओ _3, HNO ₂ नाइट्रस एसिड, नाइट्राइट लवण क्या है);
• 4 (नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (चतुर्थ) _{सं) 2;}
• 5 (नाइट्रोजन pentoxide (वी) एन ₂ ओ _5, HNO ₃ नाइट्रिक एसिड, नाइट्रेट)।

प्राकृतिक रूप से उत्पन्न का मूल्य

पौधों की कोशिकाओं में कार्बनिक अणुओं की रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संश्लेषण लगातार चलाने के लिए किया मिट्टी से अमोनियम नाइट्रेट आयनों और anions को अवशोषित। वायुमंडलीय नाइट्रोजन गांठ बैक्टीरिया आत्मसात कर सकते हैं - सूक्ष्म संस्थाओं फलियां की जड़ों पर पिंड के गठन। नतीजतन, पौधों के इस समूह के लिए आवश्यक बैटरी प्राप्त किया, यह मिट्टी समृद्ध।

उष्णकटिबंधीय तूफान के दौरान वायुमंडलीय नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया पाए जाते हैं। आक्साइड एसिड बनाने के लिए भंग कर रहे हैं, नाइट्रोजन के इन यौगिकों पानी में मिट्टी दर्ज करें। प्रकृति में तत्वों के चक्र के कारण लगातार पृथ्वी की पपड़ी, हवा में अपने भंडार मंगाया जाता है। जटिल कार्बनिक इसकी संरचना में नाइट्रोजन युक्त अणु, अकार्बनिक घटकों पर बैक्टीरिया से अपमानित कर रहे हैं।

व्यावहारिक उपयोग

कृषि के लिए सबसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन यौगिकों - एक अत्यधिक घुलनशील नमक। पौधों यूरिया द्वारा अवशोषित नाइट्रेट (सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम), अमोनियम यौगिकों (अमोनिया पानी, क्लोराइड सल्फेट, अमोनियम नाइट्रेट)।
अक्रिय गुण नाइट्रोजन पौधों असमर्थता सालाना नाइट्रेट बड़ी खुराक बनाने के लिए जरूरत के लिए बाहर का नेतृत्व से यह अवशोषित करने के लिए। संयंत्र जीव के पार्ट्स, जो उत्पाद की गुणवत्ता खराब हो "भविष्य के लिए" स्थूल सेल बिजली स्टोर करने के लिए सक्षम हैं। अतिरिक्त सब्जियों में नाइट्रेट और फलों मानव में विषाक्तता, घातक ट्यूमर के विकास को हो सकती है। कृषि के अलावा, नाइट्रोजन यौगिकों अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है:

• दवाई की तैयारी के लिए;
• उच्च आणविक यौगिकों के रासायनिक संश्लेषण के लिए;
• trinitrotoluene (टीएनटी) से विस्फोटकों के निर्माण में;
• रंगों के उत्पादन के लिए।

कोई ऑक्साइड सर्जरी में उपयोग पाता है, पदार्थ एक एनाल्जेसिक प्रभाव पड़ता है। संवेदना में कमी जब साँस गैस देखा है कि यहां तक कि पहले शोधकर्ताओं ने रासायनिक गुणों नाइट्रोजन। तो एक आम नाम "गैस हँस" था।

कृषि उत्पादों में नाइट्रेट के समस्या

नाइट्रिक एसिड के लवण - नाइट्रेट - कोई ³ एक अकेले आरोप लगाया ऋणायन ^{निहित।} अमोनियम नाइट्रेट - फिर भी पदार्थों के समूह के पुराने नाम का इस्तेमाल किया। नाइट्रेट क्षेत्रों खाद, ग्रीनहाउसों में, उद्यान किया जाता है। , रोपण से पहले जल्दी वसंत ऋतु में उन्हें ले आओ गर्मियों में - तरल feedings के रूप में। खुद को रखकर पदार्थ लोगों के लिए एक बड़ा खतरा पैदा नहीं करता है, लेकिन शरीर में हैं, वे तो nitrosamines में नाइट्राइट में बदल दिया जाता है,। नाइट्राट नहीं ^2- आयनों - विषाक्त कणों, वे त्रिसंयोजक आयनों में हीमोग्लोबिन अणुओं में लौह लोहे के ऑक्सीकरण होता है। इस स्थिति में, मानव और पशुओं के रक्त का मुख्य पदार्थ ऑक्सीजन परिवहन और ऊतकों से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने में सक्षम नहीं है।

मानव स्वास्थ्य के लिए भोजन की अधिक खतरनाक नाइट्रेट संदूषण:

• घातक ट्यूमर (कैंसर) nitrosamines के लिए नाइट्रेट के रूपांतरण में उत्पन्न होने वाली;
• अल्सरेटिव कोलाइटिस के विकास,
• हाइपरटेंशन या उच्च रक्तचाप,
• दिल की विफलता;
• खून बह रहा विकारों
• यकृत, अग्न्याशय और मधुमेह के विकास की घावों;
• गुर्दे की विफलता का विकास;
• रक्ताल्पता, बिगड़ा स्मृति, ध्यान और बुद्धि।

नाइट्रेट की बड़ी खुराक के साथ अलग अलग उत्पादों का एक साथ इस्तेमाल तीव्र विषाक्तता की ओर जाता है। सूत्रों पौधों हो सकता है, पानी, रेडीमेड मांस व्यंजन पीने। साफ पानी में भिगोने और खाना पकाने नाइट्रेट उत्पादों के पोषण की मात्रा को कम कर सकते हैं। शोधकर्ताओं ने पाया कि खतरनाक यौगिकों की अधिक मात्रा अपरिपक्व और ग्रीन हाउस संयंत्र उत्पादन में मनाया।

फास्फोरस - तत्व निक्टोजन

रासायनिक तत्वों है कि समय-समय पर प्रणाली का एक ही ऊर्ध्वाधर स्तंभ में हैं के परमाणु, सामान्य गुणों दिखा रहे हैं। फास्फोरस तीसरे अवधि में स्थित है, यह समूह 15, साथ ही नाइट्रोजन को दर्शाता है। संरचना तत्वों समान परमाणुओं, लेकिन वहाँ गुण में मतभेद हैं। नाइट्रोजन और फास्फोरस धातुओं और हाइड्रोजन के साथ उनके यौगिकों में नकारात्मक संयोजकता और ऑक्सीकरण राज्य तृतीय दिखा रहे हैं।

कई फास्फोरस प्रतिक्रियाओं, साधारण तापमान पर आगे बढ़ना एक रासायनिक सक्रिय तत्व। ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया व्यक्त पी ₂ ओ ₅ उच्च ऑक्साइड के रूप में किया जाता है। इस सामग्री के जलीय घोल अम्ल (metaphosphoric) का गुण है। orthophosphoric एसिड हीटिंग जबकि प्राप्त की है। यह उदाहरण superphosphates के लिए नमक के प्रकार, जिनमें से कई खनिज उर्वरकों हैं की अधिकता को परिभाषित करता है,। नाइट्रोजन और फास्फोरस यौगिकों हमारे ग्रह पर पदार्थ और ऊर्जा के चक्र, औद्योगिक, कृषि और अन्य क्षेत्रों में होता का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।