نیتروژن در جدول تناوبی در گروه 15 و دوره 2 قرار دارد. این عنصر نافلز است و در دمای اتاق به صورت گاز بی رنگ، بی بو و بی مزه وجود دارد. نیتروژن فراوان ترین عنصر در جو زمین است و حدود 78 درصد جو را تشکیل می دهد.
ویژگی های نیتروژن:
نیتروژن دارای ویژگی های زیر است
عدد اتمی: 7
جرم اتمی: 14.006744
نقطه ذوب: -210 درجه سانتیگراد
نقطه جوش: -196 درجه سانتیگراد
دانسیته: 1.2506 گرم بر سانتی متر مکعب
شعاع اتمی: 71 پیکومتر
کاربردهای نیتروژن:
نیتروژن کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارد. از جمله کاربردهای نیتروژن می توان به موارد زیر اشاره کرد:
پر کردن لاستیک ها
تولید کود
تولید مواد منفجره
تولید مواد غذایی
تولید دارو
تولید محصولات آرایشی و بهداشتی
خطرات نیتروژن:
نیتروژن گاز بی خطری است، اما در غلظت های بالا می تواند باعث خفگی شود. اگر در محیطی با غلظت بالای نیتروژن قرار دارید، ممکن است متوجه علائمی مانند سرگیجه، سردرد، حالت تهوع و استفراغ شوید. اگر این علائم را تجربه کردید، باید فوراً به هوای تازه بروید.
آرایش الکترونی اتم نیتروژن:
اتم نیتروژن با عدداتمی 7 ،دارای 5 الکترون ظرفیت است که در زیر به رنگ قرمز نشان داده شده است. این الکترون ها در لایه دوم قرار دارند. 2 الکترون ظرفیت در زیرلایه S قرار دارند و 3 الکترون ظرفیت در زیرلایه P قرار دارند.
7N : 1S2 / 2S22P3
دو الکترون در لایه اول زیر لایه S قرار دارد که به رنگ بنفش(صورتی) نشان داده شده است.
مدل الکترون -نقطه ای ساختار لویس اتم نیتروژن:
اتم نیتروژن دارای 7 الکترون است که در دو لایه قرار گرفته اند. لایه اول دو الکترون دارد و لایه دوم پنج الکترون دارد.
آرایش الکترون نقطه ای اتم نیتروژن:
نیتروژن در جدول دوره ای (تناوبی)مدل الکترون-نقطه ای
الکترون منفرد لایه دوم نیتروژن، می توانند با الکترون ظرفیت یک اتم دیگر پیوند کووالانسی تشکیل دهد.
همچنین تمام الکترون های ظرفیت نیتروژن در تشکیل پیوند کوالانسی میتواند شرکت کنند در این صورت اتم نیتروژن اعداد اکسایش بالاتری در ترکیبات ایجاد می کند.
کاربردهای آرایش الکترون نقطه ای:
آرایش الکترون نقطه ای برای نشان دادن ساختار الکترونی اتم ها و مولکول ها استفاده می شود. این آرایش می تواند برای پیش بینی خواص شیمیایی اتم ها و مولکول ها استفاده شود.
برای مثال، آرایش الکترون نقطه ای نیتروژن نشان می دهد که این عنصر دارای 5 الکترون ظرفیت است. این بدان معناست که نیتروژن می تواند با 5 اتم دیگر پیوند کووالانسی تشکیل دهد.
شماره گروه عنصر نیتروژن در جدول دوره ای عناصر با توجه به الکترون های ظرفیت اتم این عنصر
عنصر نیتروژن دارای 5 الکترون ظرفیت است. این الکترون ها در لایه دوم قرار دارند. 2 الکترون ظرفیت در یک اوربیتال s قرار دارند و 3 الکترون ظرفیت در سه اوربیتال p قرار دارند.
با توجه به این که نیتروژن 5 الکترون ظرفیت دارد، شماره گروه آن در جدول دوره ای عناصر 15 است. عناصر گروه 15 دارای 5 الکترون ظرفیت هستند.
واکنش پذیری نیتروژن با سایر عناصر جدول دوره ای
نیتروژن یک عنصر نافلز است و در دمای اتاق به صورت گاز بی رنگ، بی بو و بی مزه وجود دارد. این عنصر دارای 5 الکترون ظرفیت است که در لایه دوم قرار دارند. 2 الکترون ظرفیت در یک اوربیتال s قرار دارند و 3 الکترون ظرفیت در سه اوربیتال p قرار دارند.
با توجه به این که نیتروژن 5 الکترون ظرفیت دارد، تمایل دارد با 5 اتم دیگر پیوند کووالانسی تشکیل دهد تا به اکتت الکترونی برسد.
نیتروژن با عناصر مختلف جدول دوره ای واکنش نشان می دهد. برخی از واکنش های مهم نیتروژن با سایر عناصر عبارتند از:
واکنش نیتروژن با هیدروژن: در این واکنش، نیتروژن و هیدروژن با یکدیگر ترکیب شده و آمونیاک تولید می کنند.
N2 + 3H2 → 2NH3
واکنش نیتروژن با اکسیژن: در این واکنش، نیتروژن و اکسیژن با یکدیگر ترکیب شده و دی اکسید نیتروژن تولید می کنند.
N2 + O2 → 2NO
واکنش نیتروژن با فلزات: در این واکنش، نیتروژن با فلزات ترکیب شده و نیتریدهای فلزی تولید می کنند.
Mg + N2 → Mg3N2
واکنش نیتروژن با فلزات قلیایی خاکی: در این واکنش، نیتروژن با فلزات قلیایی خاکی ترکیب شده و نیتریدهای قلیایی خاکی تولید می کنند.
Ca + N2 → Ca3N2
واکنش نیتروژن با فلزات قلیایی: در این واکنش، نیتروژن با فلزات قلیایی ترکیب شده و نیتریدهای قلیایی تولید می کنند.
Na + N2 → Na3N
واکنش پذیری نیتروژن با سایر عناصر در جدول دوره ای به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
عدد اتمی عنصر واکنش دهنده: عناصر با عدد اتمی بالاتر تمایل بیشتری به تشکیل پیوند با نیتروژن دارند.
الکترونگاتیوی عنصر واکنش دهنده: عناصر با الکترونگاتیوی بالاتر تمایل بیشتری به جذب الکترون از نیتروژن دارند.
حالت اکسیداسیون عنصر واکنش دهنده: عناصر در حالت اکسیداسیون پایین تمایل بیشتری به تشکیل پیوند با نیتروژن دارند.
نتیجه گیری:
نیتروژن یک عنصر نافلز است که با عناصر مختلف جدول دوره ای واکنش نشان می دهد. برخی از واکنش های مهم نیتروژن با سایر عناصر عبارتند از: واکنش نیتروژن با هیدروژن، واکنش نیتروژن با اکسیژن، واکنش نیتروژن با فلزات، واکنش نیتروژن با فلزات قلیایی خاکی و واکنش نیتروژن با فلزات قلیایی.