نيتروژن

جدول کامل

نام, علامت اختصاري, شماره نيتروژن, N, 7
گروه شيمياييغيرفلزها
گروه, تناوب, بلوک15 (VA), 2 , p
جرم حجمي, سختي 1.2506 kg/m3(273K), NA
رنگبي‌رنگ

خواص اتمي

وزن اتمي14.0067 واحد جرم اتمي
شعاع اتمي 65 (56)(calc. pm)
شعاع کووالانسي75 pm
شعاع وندروالس 155 pm
ساختار الکتروني 1s2 2s2 2p3
-e بازاي هر سطح انرژي2, 5
درجه اکسايش (اکسيد) ±3,5,4,2 (strong acid)p ساختار کريستالي شش‌ضلعي

خواص فيزيکي

حالت مادهgas (__)
نقطه ذوب63.14 K (-345.75 ?F)
نقطه جوش77.35 K (-320.17 ?F)
حجم مولي13.54 ×10-3 m3/mol
گرماي تبخير2.7928 kJ/mol
گرماي همجوشي0.3604 kJ/mol
فشار بخار__ Pa at __ K
سرعت صوت334 m/s at 298.15 K
متفرقهالکترونگاتيويته
3.04 (مقياس پائولينگ)
ظرفيت گرمايي ويژه1040 J/(kg*K)
رسانائي الکتريکي__ 106/m ohm
رسانائي گرمايي0.02598 W/(m*K)
پتانسيل يونش
1st پتانسيل يونش1402.3 kJ/mol
2nd پتانسيل يونش 2856 kJ/mol
3rd پتانسيل يونش 4578.1 kJ/mol
4th پتانسيل يونش 7475.0 kJ/mol
5th پتانسيل يونش 9444.9 kJ/mol
6th پتانسيل يونش 53266.6 kJ/mol
7th پتانسيل يونش 64360 kJ/mol
پايدارترين ايزوتوپها
ايزو
وفور طبيعي
نيمه عمرDM
DE MeV
DP
13N {syn.}9.965 m e capture 2.220 13C 14N 99.634% N is پايدار with 7 نوترون
15N 0.366% N is stable with 8 neutrons واحدهاي SI& STP استفاده شده مگر آنکه ذکر شده باشد.
نيتروژن يا ازت يکي از عناصر شيميايي در جدول تناوبي است که نماد آن N و عدد اتمي آن 7 است. نيتروژن معمولاً به صورت يک گاز،غير فلز، دو اتمي بي اثر، بي رنگ، بي مزه و بي بو است که 78% جو زمين را در بر گرفته و عنصر اصلي در بافتهاي زنده است. نيتروژن ترکيبات مهمي مانند آمونياک اسيد نيتريک و سيانيدها را شکل مي‌دهد.

فهرست مندرجات

[مخفي شود]
• 1 ويژگيهاي درخور نگرش
• 2 کاربردها
• 3 پيدايش
• 4 ترکيبات
• 5 نقش زيست‌شناختي
• 6 ايزوتوپها
• 7 هشدارها
• 8 مراجعه شود به
• 9 پيوند به بيرون

[ويرايش] ويژگيهاي درخور نگرش
چرخه نيتروژن چرخه نيتروژن چرخه نيتروژن--> چرخه نيتروژن نيتروژن از گروه غير فلزات بوده و داراي بار الکترون منفي 3.0 مي‌‌باشد. نيتروژن پنج الکترون در پوسته خود داشته و در نتيجه در اکثر ترکيبات سه ظرفيتي است. نيتروژن خالص يک گاز بي اثر و بي رنگ است و 78% جو زمين را به خود اختصاص داده است. در 63Kمنجمد شده و در 77K به صورت مايع تبديل به ماده سرمايشي معروف سرمازا (Cryogen) مي‌شود. چرخه نيتروژن

چرخه نيتروژن چرخه نيتروژن--> چرخه نيتروژن نيتروژن از گروه غير فلزات بوده و داراي بار الکترون منفي 3.0 مي‌‌باشد. نيتروژن پنج الکترون در پوسته خود داشته و در نتيجه در اکثر ترکيبات سه ظرفيتي است. نيتروژن خالص يک گاز بي اثر و بي رنگ است و 78% جو زمين را به خود اختصاص داده است. در 63Kمنجمد شده و در 77K به صورت مايع تبديل به ماده سرمايشي معروف سرمازا (Cryogen) مي‌شود. چرخه نيتروژن

[ويرايش] کاربردها
مهم‌ترين کاربرد اقتصادي نيتروژن براي ساخت آمونياک از طريق فرايند هابر (Haber) است. آمونياک معمولاً براي توليد کود و مواد تقويتي و اسيد نيتريک استفاده مي‌شود. نيتروژن همچنين به‌عنوان پرکننده بي اثر، در مخزنهاي بزرگ براي نگهداري مايعات قابل انفجار، در هنگام ساخت قطعات الکترونيک مانند ترانزيستور، ديود و مدار يکپارچه و همچنين براي ساخت فلزات ضد زنگ استفاده مي‌شود. نيتروژن همچنين به صورت ماده خنک کننده، براي هم منجمد کردن غذا و هم ترابري آن، نگهداري اجساد و ياخته‌هاي تناسلي (اسپرم و تخم مرغ)، و در زيست‌شناسي براي نگهداري پايدار از نمونه‌هاي زيستي کاربرد دارد.
نمک اسيد نيتريک شامل ترکيبات مهمي مانند نيترات پتاسيوم و سديوم و نيترات آمونيوم است. که اولي براي توليد باروت و دومي براي توليد کود به کار مي‌رود. ترکيبات نيترات شده مانند نيتروگليسرين و تري نيترو تولوئن (تي‌ان‌تي) معمولاً منفجر شونده هستند.
اسيد نيتريک به عنوان ماده اکسيد کننده در مايع سوخت موشک‌ها استفاده مي‌شود. هيدرازين و مشتقات آن نيز در سوخت موشک‌ها بکار ميروند. نيتروژن اغلب در سرمازاها (Cryogens)، به صورت مايع (معمولاً LN2) استفاده مي‌شود. نيتروژن مايع با عمل تقطير هوا به دست مي‌آيد. در فشار جو، نيتروژن در دماي -195.8 درجه سانتيگراد (-320.4 درجه فارنهايت) مايع مي‌شود.
[ويرايش] تاريخچه
نيتروژن (که لاتين آن nitrum و يوناني آن Nitron به معني "جوش شيرين محلي"، "شکل دادن" و "ژن يا عامل" است) توسط شخصي به نام Daniel Rutherford که آن را هواي کشنده ناميد، در سال 1772 کشف شد. در پايانه‌هاي سده 18 شيميدانان بخشي از هوا را يافتند، که عمل فروزش (احتراق) را همراهي نميکرد. در همان زمان Carl Wilhelm Scheele، Henry Cavendish و Joseph Priestley به بررسي بيشتر نيتروژن پرداختند. ايشان نيتروژن را هواي سوخته نام گذارده بودند. گاز نيتروژن به قدري بي اثر بود که آنتوان لاوازيه آن را ازت که به معني بدون زندگي است، نام نهاد.
ترکيبات نيتروژن در سده‌هاي ميانه شناخته شده بود. کيمياگران اسيد نيتريک را به عنوان بازدم آب ميشناختند. ترکيب نيتريک و اسيد هيدروکلريک که با نام تيزاب سلطاني شناخته شده بود، براي آب کردن زر مشهور بود.[ويرايش] پيدايش نيتروژن بيشترين عنصر جو کره زمين از نظر حجم است. (78.1 % حجمي) و براي اهداف صنعتي با عمل تقطير هواي مايع بدست مي‌آيد. ترکيباتي که حاوي اين عنصر هستند در فضاي بيروني نيز مشاهده شده اند. نيتروژن -14 در اثر عمل همجوشي هسته‌اي در ستارگان، توليد مي‌گردد. نيتروژن از ترکيبات عمده ضايعات حيواني(مانند چلغوز يا کود) بوده و معمولاً به صورت اوره، اسيد اوريک و ترکيباتي از محصولات نيتروژني يافت مي‌شود.
[ويرايش] ترکيبات اصلي‌ترين هيدريد نيتروژن، آمونياک است (NH3)، البته هيدرازين (N2H4) نيز مشهور است. ترکيب آمونياک ساده تر از آب بوده و در محلول يونهاي آمونياک (NH4+) را تشکيل مي‌دهد. آمونياک مايع در حقيقت کمي آمفيروتيک بوده و آمونياک و يونهاي آمينه (NH2-) را بوجود مي‌‌آورد؛ که البته هر دو نمک آميدها و نيتريد شناخته شده اند، ولي در آب تجزيه مي‌شوند. ترکيبات جانشين آمونياک به تنهايي يا باهم، آمينها ناميده مي‌شوند. زنجيره ها، حلقه‌ها و ساختارهاي بزرگ‌تر هيدريدهاي نيتروژني نيز شناخته شده اند، ولي در واقع ناپايدار هستند.
گروههاي ديگر آنيونهاي نيتروژن، آزيدين‌ها (N3-) هستند، که خطي بوده و نسبت به دي اکسيد کربن ايزو الکتريک هستند. مولوکول ديگر با ساختار مشابه، مونوکسيد دي نيتروژن N2O يا گاز خنده است، و يکي از اکسيدهاي گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسيد نيتروژن (NO) و دي اکسيد نيتروژن (NO2) است، که هر دوي آنها الکترون غير زوج دارند. که دومي تمايلي را به دوپارشدن نشان داده و از اجزاي تشکيل دهنده هواي آلوده است.
اکسيدهاي استاندارد بيشتري مانند تري اکسيد دي نيتروژن (N2O3) و پنتاکسيد دي نيتروژن (N2O5) معمولاً تا حدي نا پايدار و قابل انفجار هستند. اسيدهاي متناظر آنها نيتروس (HNO2) و اسيد نيتريک (HNO3) بوده با نمکهاي متناظر که نيتريتها و نيتراتها ناميده مي‌شوند. اسيد نيتريک يکي از چند اسيدي است که از هيدرونيوم قوي تر است.
[ويرايش] نقش زيست‌شناختي نيتروژن عنصر اصلي اسيدهاي آمينه و اسيدهاي هسته‌اي که نيتروژن را ماده‌اي حياتي براي ادامه زندگي مي‌کنند، است. لوبيا مانند اکثر گياهاني که دانه‌هاي سبوسي دارند مي‌تواند عمل بازيافت نيتروژن را به طور مستقيم از هوا انجام دهد، چراکه ريشه‌هاي آنها داراي برآمدگي هايي، براي نگهداري ميکروبهايي است که عمل تبديل به آمونياک را فرايندي به نام تثبيت نيتروژن انجام مي‌دهد، مي‌‌باشد. اين گياهان آمونياک را به اکسيدهاي نيتروژن و آمينو اسيد تبديل کرده و پروتئين ميسازند.
[ويرايش] ايزوتوپها نيتروژن دو ايزوتوپ پايدار دارد: (N-14 , N-15). که مهم‌ترين آن دو N-14 (99.634%) است که در چرخه CNO در ستارگان توليد مي‌شود. مابقي، ايزوتوپ N-15 است. يکي از ده ايزوتوپي که به صورت مصنوعي توليد مي‌شوند داراي نيمه عمر نه دقيقه‌اي داشته و ايزوتوپهاي ديگر نيمه عمر چند ثانيه يا کمتر دارند.
واکنشهاي زيست‌شناختي-واسطهاي (مانند همانند سازي، جذب و ترکيب نيترات سازي) و ... پويايي نيتروژن در خاک را به شدت کنترل مي‌کنند. اين ترکيبات معمولاً باعث عمل غني سازي N-15 لايه زيرين و تخليه محصول مي‌شود. البته اين فرايند سريع اغلب مقاديري از آمونيام و نيترات نيز در بر دارد، زيرا آمونيوم بصورت ترجيحي به‌وسيله سايبان جو نيترات، نکهداري مي‌شود. خاک نيتراتي نسبت به خاک آمونيومي، توسط ريشه درختان بهتر جذب و ترکيب مي‌شود.
[ويرايش] هشدارها
کودهاي نيتراتي شسته شده منبع اصلي آلودگي رودها و آبهاي زير زميني است. سيانو (-CN) حاوي ترکيباتي است که بي نهايت سمي بوده و براي حيوانات و همه پستانداران کشنده است. [ويرايش] مراجعه شود به چرخه نيتراتيNOx
[ويرايش] پيوند به بيرون WebElements.com - Nitrogen EnvironmentalChemistry.com - Nitrogen It's Elemental - Nitrogen Schenectady County Community College - Nitrogen
فهرست عناصر شيميايي اربيوم| ارسنيک| آرگون| استاتين| استرنسيوم| اسکانديوم| اسميوم| آکتينيوم| اکسيژن| آلومينيوم| امريسيوم| انتيموان| آهن| اورانيوم| ايتربيوم| ايتريوم| ايريديوم| اينديوم| اينشتينيوم| باريوم| برکليوم| برم| بريليوم| بور| بوهريوم| بيسموت| پالاديوم| پتاسيم| پراسيوديميوم| پروتاکتينيوم| پرومتيوم| پلاتين| پلوتونيوم| پولونيوم| تاليوم| تانتاليوم| تربيوم| تکنسيوم| تلوريوم| تنگستن| توريوم| توليوم| تيتانيوم| جيوه| دارمشتاديوم| دوبنيوم| ديسپروزيوم| رادرفورديوم| رادون| راديوم| رنيوم| روبيديوم| روتنيوم| روديوم| روي| زيرکونيوم| ژرمانيوم| ساماريوم| سديم| سرب| سريوم| سزيوم| سلنيوم| سيبورگيوم| سيليسيوم| طلا| فرانسيوم| فرميوم| فسفر| فلوئور| قلع| کادميوم| کاليفرنيوم| کبالت| کربن| کروم| کريپتون| کلر| کلسيم| کوريوم| گادولينيوم| گاليوم| گزنون| گوگرد| لانتانيوم| لاورنسيوم| لوتسيوم| ليتيوم| مس| مندلويوم| منگنز| منيزيوم| موليبدن| ميتنريوم| نئون| نپتونيوم| نقره| نوبليوم| نيتروژن| نيکل| نيوبيوم| نيوديميوم| واناديوم| هاسيوم| هافنيوم| هليوم| هولميوم| هيدروژن| يد| يوروپيومبرگرفته از «http://fa.wikipedia.org/wiki/%D9%86%DB%8C%D8%AA%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%86» رده‌هاي صفحه: جدول تناوبي عناصر | عناصر طبيعت | شيمي
[ويرايش] پيدايش
نيتروژن بيشترين عنصر جو کره زمين از نظر حجم است. (78.1 % حجمي) و براي اهداف صنعتي با عمل تقطير هواي مايع بدست مي‌آيد. ترکيباتي که حاوي اين عنصر هستند در فضاي بيروني نيز مشاهده شده اند. نيتروژن -14 در اثر عمل همجوشي هسته‌اي در ستارگان، توليد مي‌گردد. نيتروژن از ترکيبات عمده ضايعات حيواني(مانند چلغوز يا کود) بوده و معمولاً به صورت اوره، اسيد اوريک و ترکيباتي از محصولات نيتروژني يافت مي‌شود.
[ويرايش] ترکيبات
اصلي‌ترين هيدريد نيتروژن، آمونياک است (NH3)، البته هيدرازين (N2H4) نيز مشهور است. ترکيب آمونياک ساده تر از آب بوده و در محلول يونهاي آمونياک (NH4+) را تشکيل مي‌دهد. آمونياک مايع در حقيقت کمي آمفيروتيک بوده و آمونياک و يونهاي آمينه (NH2-) را بوجود مي‌‌آورد؛ که البته هر دو نمک آميدها و نيتريد شناخته شده اند، ولي در آب تجزيه مي‌شوند. ترکيبات جانشين آمونياک به تنهايي يا باهم، آمينها ناميده مي‌شوند. زنجيره ها، حلقه‌ها و ساختارهاي بزرگ‌تر هيدريدهاي نيتروژني نيز شناخته شده اند، ولي در واقع ناپايدار هستند.
گروههاي ديگر آنيونهاي نيتروژن، آزيدين‌ها (N3-) هستند، که خطي بوده و نسبت به دي اکسيد کربن ايزو الکتريک هستند. مولوکول ديگر با ساختار مشابه، مونوکسيد دي نيتروژن N2O يا گاز خنده است، و يکي از اکسيدهاي گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسيد نيتروژن (NO) و دي اکسيد نيتروژن (NO2) است، که هر دوي آنها الکترون غير زوج دارند. که دومي تمايلي را به دوپارشدن نشان داده و از اجزاي تشکيل دهنده هواي آلوده است.
اکسيدهاي استاندارد بيشتري مانند تري اکسيد دي نيتروژن (N2O3) و پنتاکسيد دي نيتروژن (N2O5) معمولاً تا حدي نا پايدار و قابل انفجار هستند. اسيدهاي متناظر آنها نيتروس (HNO2) و اسيد نيتريک (HNO3) بوده با نمکهاي متناظر که نيتريتها و نيتراتها ناميده مي‌شوند. اسيد نيتريک يکي از چند اسيدي است که از هيدرونيوم قوي تر است.
[ويرايش] نقش زيست‌شناختي
نيتروژن عنصر اصلي اسيدهاي آمينه و اسيدهاي هسته‌اي که نيتروژن را ماده‌اي حياتي براي ادامه زندگي مي‌کنند، است. لوبيا مانند اکثر گياهاني که دانه‌هاي سبوسي دارند مي‌تواند عمل بازيافت نيتروژن را به طور مستقيم از هوا انجام دهد، چراکه ريشه‌هاي آنها داراي برآمدگي هايي، براي نگهداري ميکروبهايي است که عمل تبديل به آمونياک را فرايندي به نام تثبيت نيتروژن انجام مي‌دهد، مي‌‌باشد. اين گياهان آمونياک را به اکسيدهاي نيتروژن و آمينو اسيد تبديل کرده و پروتئين ميسازند. colby was here
[ويرايش] ايزوتوپها
نيتروژن دو ايزوتوپ پايدار دارد: (N-14 , N-15). که مهم‌ترين آن دو N-14 (99.634%) است که در چرخه CNO در ستارگان توليد مي‌شود. مابقي، ايزوتوپ N-15 است. يکي از ده ايزوتوپي که به صورت مصنوعي توليد مي‌شوند داراي نيمه عمر نه دقيقه‌اي داشته و ايزوتوپهاي ديگر نيمه عمر چند ثانيه يا کمتر دارند.
واکنشهاي زيست‌شناختي-واسطهاي (مانند همانند سازي، جذب و ترکيب نيترات سازي) و ... پويايي نيتروژن در خاک را به شدت کنترل مي‌کنند. اين ترکيبات معمولاً باعث عمل غني سازي N-15 لايه زيرين و تخليه محصول مي‌شود. البته اين فرايند سريع اغلب مقاديري از آمونيام و نيترات نيز در بر دارد، زيرا آمونيوم بصورت ترجيحي به‌وسيله سايبان جو نيترات، نکهداري مي‌شود. خاک نيتراتي نسبت به خاک آمونيومي، توسط ريشه درختان بهتر جذب و ترکيب مي‌شود.
[ويرايش] هشدارها
کودهاي نيتراتي شسته شده منبع اصلي آلودگي رودها و آبهاي زير زميني است. سيانو (-CN) حاوي ترکيباتي است که بي نهايت سمي بوده و براي حيوانات و همه پستانداران کشنده است.
[ويرايش] مراجعه شود به
چرخه نيتراتي
• NOx