کارل شیل، سویډني کیمیا پوه او د سکاټلینډ بوټان پوه ډینیل رودرفورډ په 1772 کې په جلا توګه نایتروجن کشف کړ. ریورنډ کاوینډیش او لیویسیر هم په ورته وخت کې په خپلواکه توګه نایتروجن ترلاسه کړ. نایتروجن لومړی د لیویسیر لخوا د عنصر په توګه وپیژندل شو، چا ورته "ازو" نوم ورکړ، چې معنی یې "بې ژونده". چاپتال په ۱۷۹۰ کال کې د نایتروجن عنصر نوم ورکړ. نوم یې د یوناني کلمې "نایټرې" څخه اخیستل شوی (نایټرېټ په نایټروجن کې نایټروجن لري)
د نایتروجن تولید تولیدونکي - د چین د نایتروجن تولید فابریکه او عرضه کوونکي (xinfatools.com)
د نایتروجن سرچینې
نايتروجن په ځمکه کې 30م ترټولو بډايه عنصر دی. د دې په پام کې نیولو سره چې نایتروجن د اتموسفیر د حجم 4/5 برخه جوړوي، یا له 78٪ څخه ډیر، موږ د نایتروجن شاوخوا لامحدود مقدار لرو. نايتروجن هم د نايټريټونو په بڼه په مختلفو منرالونو کې شتون لري، لکه د چيلي مالګې (سوديم نايټريټ)، مالګې يا نايټري (پوتاشيم نايټريټ)، او منرالونه چې د امونيم مالګې لري. نایتروجن په ډیرو پیچلو عضوي مالیکولونو کې شتون لري، په شمول د پروټینونو او امینو اسیدونو په شمول چې په ټولو ژوندی موجوداتو کې شتون لري.
فزیکي ځانګړتیاوې
نایتروجن N2 د خونې په حرارت کې بې رنګ، بې خونده او بې بوی ګاز دی، او معمولا غیر زهرجن دی. د معیاري شرایطو لاندې د ګاز کثافت 1.25g/L دی. نایتروجن د ټول اتموسفیر 78.12٪ برخه جوړوي (د حجم برخه) او د هوا اصلي برخه ده. په اتموسفیر کې شاوخوا 400 ټریلیون ټنه ګاز شتون لري.
د معیاري اتموسفیر فشار لاندې ، کله چې -195.8 ℃ ته یخ شي ، دا بې رنګ مایع کیږي. کله چې -209.86 ℃ ته یخ شي، مایع نایتروجن د واورې په څیر جامد کیږي.
نایتروجن غیر سوځیدونکی دی او د ساه بندۍ ګاز ګڼل کیږي (د بیلګې په توګه، د خالص نایتروجن تنفس کول د انسان بدن د اکسیجن څخه محروموي). نایتروجن په اوبو کې خورا ټیټ محلول لري. په 283K کې، د اوبو یو حجم کولی شي د N2 شاوخوا 0.02 حجمونه تحلیل کړي.
کیمیاوي ځانګړتیاوې
نایتروجن خورا باثباته کیمیاوي ملکیتونه لري. د خونې په حرارت کې د نورو موادو سره عکس العمل ستونزمن دی، مګر دا د لوړې تودوخې او لوړ انرژي شرایطو لاندې د ځینو موادو سره کیمیاوي بدلونونو سره مخ کیدی شي، او د نوي موادو تولید لپاره کارول کیدی شي چې انسانانو ته ګټور وي.
د نايتروجن ماليکولونو ماليکولي مداري فورمول KK σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2 دی. درې جوړه الیکترونونه په اړیکه کې برخه اخلي، دا چې دوه π بانډونه او یو σ بانډ جوړیږي. په بانډینګ کې هیڅ ونډه نشته، او د بانډنګ او انټي بانډینګ انرژی تقریباً له منځه ځي، او دوی د یوازیني الکترون جوړه سره برابر دي. څرنګه چې د N2 مالیکول کې د N≡N درې ګونی بانډ شتون لري، د N2 مالیکول لوی ثبات لري، او دا په اتومونو کې د تخریب کولو لپاره 941.69 kJ/mol انرژي اخلي. د N2 مالیکول د پیژندل شوي ډیاتومیک مالیکولونو څخه خورا مستحکم دی، او د نایتروجن نسبي مالیکولر اندازه 28 ده. سربیره پردې، نایټروجن سوځول اسانه ندي او د احتراق ملاتړ نه کوي.
د ازموینې طریقه
سوځیدونکي Mg بار د نایتروجن څخه ډک د ګاز راټولولو بوتل کې واچوئ، او د Mg بار به سوځولو ته دوام ورکړي. پاتې ایش (یو څه ژیړ پوډر Mg3N2) راوباسئ، لږ مقدار اوبه اضافه کړئ، او یو ګاز (امونیا) تولید کړئ چې لوند سور لیتموس کاغذ نیلي بدلوي. د عکس العمل معادل: 3Mg + N2 = ignition = Mg3N2 (مګنیزیم نایټرایډ)؛ Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
د بندولو ځانګړتیاوې او د نایتروجن والینس بانډ جوړښت
ځکه چې یو واحد ماده N2 په نورمال شرایطو کې خورا مستحکم دی ، خلک اکثرا په غلطۍ سره پدې باور دي چې نایټروجن یو کیمیاوي غیر فعال عنصر دی. په حقیقت کې، برعکس، عنصر نایټروجن لوړ کیمیاوي فعالیت لري. د N (3.04) الکترونیکیت د F او O څخه وروسته دوهم دی، دا په ګوته کوي چې دا کولی شي د نورو عناصرو سره قوي بانډونه جوړ کړي. سربیره پردې، د واحد مادې N2 مالیکول ثبات یوازې د N اتوم فعالیت ښیې. ستونزه دا ده چې خلکو لا تر اوسه د خونې په حرارت او فشار کې د N2 مالیکولونو فعالولو لپاره مناسب شرایط ندي موندلي. مګر په طبیعت کې، د نبات په نوډولونو کې ځینې باکتریا کولی شي په نورمال تودوخې او فشار کې د ټیټ انرژي شرایطو لاندې په هوا کې N2 په نایتروجن مرکبونو بدل کړي او د فصل د ودې لپاره د سرې په توګه وکاروي.
له همدې امله، د نايتروجن فکسشن مطالعه تل د علمي څيړنو يوه مهمه موضوع وه. له همدې امله، دا اړینه ده چې د نایتروجن د تړلو ځانګړتیاوو او والینس بانډ جوړښت په تفصیل سره پوه شو.
د بانډ ډول
د N اتوم د والینس الکترون پرت جوړښت 2s2p3 دی، دا دی چې 3 واحد الکترونونه او د یوازینۍ الکترون جوړه جوړه شتون لري. د دې پر بنسټ، کله چې مرکبات جوړ شي، لاندې درې بانډ ډولونه تولید کیدی شي:
1. د ionic بانډونو جوړول 2. covalent bonds جوړول 3. د همغږۍ بانډ جوړول
1. د ایونیک بانډونو جوړول
N اتومونه لوړ الکترونیکي وړتیا لري (3.04). کله چې دوی د فلزاتو سره د ټیټ برقی منفيیت سره بائنری نایټریډونه جوړ کړي، لکه Li (برقی منفي 0.98)، Ca (برقی منفي 1.00)، او Mg (برقی منفي 1.31)، دوی کولی شي 3 الکترونونه ترلاسه کړي او N3-ion جوړوي. N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg =ignite= Mg3N2 N3- آیونونه لوړ منفي چارج او لوی وړانګې لري (171pm). کله چې دوی د اوبو مالیکولونو سره مخ شي دوی به په کلکه هایډرولیز شي. نو ځکه، ایونیک مرکبات یوازې په وچ حالت کې شتون لري، او د N3- هیڅ هایډریټ ایونونه به شتون ونلري.
2. د covalent بانډونو جوړول
کله چې N اتومونه د غیر فلزاتو سره د لوړې بریښنایی توکیو سره مرکبات رامینځته کوي ، لاندې کوونلنټ بانډونه رامینځته کیږي:
⑴N اتومونه د sp3 هایبرډیزیشن حالت اخلي، درې covalent بانډونه جوړوي، د واحد الکترون جوړه جوړه ساتي، او مالیکولر ترتیب یې مثلث پیرامیډال دی، لکه NH3، NF3، NCl3، او داسې نور. که څلور covalent واحد بانډونه جوړ شي، د مالیکولر ترتیب دی. یو منظم تیتراهیدرون، لکه NH4 + ions.
⑵N اتومونه د sp2 hybridization حالت اخلي، دوه covalent بانډونه او یو بانډ جوړوي، او د واحد الکترون جوړه جوړه ساتي، او د مالیکولر ترتیب زاویه دی، لکه Cl—N=O. (N اتوم د Cl اتوم سره یو σ بانډ او π بانډ جوړوي، او په N اتوم کې د واحد الکترون جوړه جوړه مالیکول مثلث جوړوي.) که چیرې د واحد الکترون جوړه شتون ونلري، د مالیکول ترتیب مثلث وي، لکه د HNO3 مالیکول یا NO3- ion. د نایټریک اسید مالیکول کې، N اتوم په ترتیب سره د دریو O اتومونو سره درې σ بانډونه جوړوي، او د هغې په π مدار کې یو جوړه الکترونونه او د دوو O اتومونو واحد π الکترونونه د درې مرکز څلور الکترون ډیلوکلیز شوي π بانډ جوړوي. په نايټريټ ايون کې، د څلورو-مرکزي شپږ اليکټرون د لويو π بانډ د درې O اتومونو او مرکزي N اتوم تر منځ جوړېږي. دا جوړښت په نایټریک اسید +5 کې د N اتوم څرګند اکسیډیشن شمیره جوړوي. د لوی π بانډونو شتون له امله، نایټریټ په نورمال شرایطو کې کافي ثبات لري. ⑶N اتوم د sp hybridization اختیاروي ترڅو یو covalent درې ګونی بانډ جوړ کړي او د یوازینۍ الکترون جوړه جوړه وساتي. مالیکولر ترتیب خطي دی، لکه د N اتوم جوړښت په N2 مالیکول او CN- کې.
3. د همغږۍ بانډونو جوړول
کله چې د نايټروجن اتومونه ساده مواد یا مرکبات جوړوي، دوی اکثرا یوازې د الکترون جوړه ساتي، نو دا ډول ساده مواد یا مرکبات کولی شي د فلزي ایونونو سره همغږي کولو لپاره د الکترون جوړه ډونر په توګه عمل وکړي. د مثال په توګه، [Cu(NH3)4]2+ یا [Tu(NH2)5]7، او داسې نور.
د اکسیډیشن حالت - ګیبس وړیا انرژي ډیاګرام
دا د اکسیډیشن حالت څخه هم لیدل کیدی شي - د نایټروجن د ګیبس وړیا انرژي ډیاګرام څخه چې د NH4 آئنونو پرته، د N2 مالیکول د اکسیډیشن شمیره 0 سره په ډیاګرام کې د وکر په ټیټه نقطه کې دی، کوم چې دا په ګوته کوي چې N2 په ترموډینامیک ډول دی. د نایتروجن مرکبونو په پرتله د نورو اکسیډیشن شمیرو سره مستحکم.
د مختلفو نايتروجن مرکبونو ارزښتونه د 0 او +5 تر منځ د اکسیډیشن شمیرو سره ټول د کرښې څخه پورته دي چې دوه ټکي HNO3 او N2 (په ډیاګرام کې نقطه کرښه) سره نښلوي، نو دا مرکبات د تودوخې له پلوه بې ثباته دي او د متناسب تعاملاتو خطر لري. په ډیاګرام کې یوازینی یو چې د N2 مالیکول څخه ټیټ ارزښت لري NH4 + ion دی. [1] د اکسیډیشن حالت څخه - د نایتروجن ګیبس وړیا انرژي ډیاګرام او د N2 مالیکول جوړښت ، دا لیدل کیدی شي چې عنصر N2 غیر فعال دی. یوازې د لوړې تودوخې لاندې، لوړ فشار او د کتلست شتون کولی شي نایټروجن د هایدروجن سره تعامل وکړي ترڅو امونیا رامینځته کړي: د خارج کیدو شرایطو کې، نایټروجن کولی شي د اکسیجن سره یوځای شي ترڅو نایټریک اکسایډ جوړ کړي: N2 + O2 = discharge = 2NO نایټریک اکسایډ ژر تر ژره د اکسیجن سره یوځای کیږي. د نایټروجن ډای اکسایډ شکل 2NO+O2=2NO2 نایتروجن ډای اکسایډ په اوبو کې منحل کیږي ترڅو نایټریک اسید جوړ کړي، نایټریک اکسایډ 3NO2+H2O=2HNO3+NO په پرمختللو هیوادونو کې د هایدرو بریښنا تولید لپاره دا عکس العمل د نایټریک اسید تولید لپاره کارول کیږي. N2 د امونیا تولید لپاره د هایدروجن سره تعامل کوي: N2 + 3H2=== (د بیرته راګرځیدونکي نښه) 2NH3 N2 د فلزاتو سره تعامل کوي چې د کم آیونیزیشن ظرفیت لري او نایټریډونه د ionic نایټریډونو رامینځته کولو لپاره لوړه جال انرژي لري. د مثال په توګه: N2 کولی شي د خونې په حرارت کې د فلزي لیتیم سره مستقیم عکس العمل ښکاره کړي: 6 Li + N2=== 2 Li3N N2 د ځمکې د الکلین فلزونو سره عکس العمل Mg, Ca, Sr, Ba د تودوخې په حرارت کې: 3 Ca + N2=== Ca3N2 N2 کولی شي یوازې د بوران او المونیم سره په تاپېدونکي تودوخې کې عکس العمل: 2 B + N2=== 2 BN (macromolecule مرکب) N2 عموما د سیلیکون او نورو ګروپ عناصرو سره د 1473K څخه لوړ حرارت کې عکس العمل ښیې.
د نایتروجن مالیکول د بندولو لپاره د الکترونونو درې جوړه مرسته کوي، یعنې دوه π بانډونه او یو σ بانډ جوړوي. دا په بانډ کولو کې مرسته نه کوي، او د بانډنګ او انټي بانډینګ انرژی تقریبا آفسټ دی، او دوی د یوازینی الکترون جوړه سره مساوي دي. ځکه چې د N2 مالیکول کې د N≡N درې ګونی بانډ شتون لري، د N2 مالیکول لوی ثبات لري، او دا په اتومونو کې د تخریب کولو لپاره 941.69kJ/mol انرژي اخلي. د N2 مالیکول د پیژندل شوي ډیاتومیک مالیکولونو څخه خورا مستحکم دی، او د نایتروجن نسبي مالیکولر اندازه 28 ده. سربیره پردې، نایټروجن سوځول اسانه ندي او د احتراق ملاتړ نه کوي.
د پوسټ وخت: جولای-23-2024
