Carl Scheele, ahli kimia Swedia, lan Daniel Rutherford, ahli botani Skotlandia, nemokake nitrogen kanthi kapisah ing taun 1772. Pendeta Cavendish lan Lavoisier uga entuk nitrogen kanthi mandiri ing wektu sing padha. Nitrogen pisanan diakoni minangka unsur dening Lavoisier, sing jenenge "azo", tegese "ora urip". Chaptal menehi jeneng unsur nitrogen ing taun 1790. Jeneng iki asalé saka tembung Yunani "nitre" (nitrat sing ngandhut nitrogen ing nitrat)
Produsen Produksi Nitrogen - Pabrik & Pemasok Produksi Nitrogen China (xinfatools.com)
Sumber Nitrogen
Nitrogen minangka unsur nomer 30 paling akeh ing Bumi. Ngelingi yen nitrogen nyumbang 4/5 saka volume atmosfer, utawa luwih saka 78%, kita duwe jumlah nitrogen sing meh ora ana watesan sing kasedhiya kanggo kita. Nitrogen uga ana ing wangun nitrat ing macem-macem mineral, kayata saltpeter Chili (natrium nitrat), saltpeter utawa nitre (kalium nitrat), lan mineral sing ngandhut uyah amonium. Nitrogen ana ing pirang-pirang molekul organik sing kompleks, kalebu protein lan asam amino sing ana ing kabeh organisme urip.
Sifat fisik
Nitrogen N2 minangka gas sing ora ana warna, ora ana rasa, lan ora ana ambune ing suhu kamar, lan biasane ora beracun. Kapadhetan gas ing kahanan standar yaiku 1.25g / L. Nitrogen nyumbang 78,12% saka total atmosfer (fraksi volume) lan minangka komponen utama hawa. Ana kira-kira 400 triliun ton gas ing atmosfer.
Ing tekanan atmosfer standar, nalika digawe adhem nganti -195,8 ℃, dadi cairan tanpa warna. Nalika digawe adhem nganti -209,86 ℃, nitrogen cair dadi padatan kaya salju.
Nitrogen ora gampang kobong lan dianggep minangka gas asphyxiating (yaiku, ambegan nitrogen murni nyuda oksigen ing awak manungsa). Nitrogen nduweni kelarutan sing sithik banget ing banyu. Ing 283K, siji volume banyu bisa larut babagan 0,02 volume N2.
Sifat kimia
Nitrogen nduweni sifat kimia sing stabil banget. Iku angel kanggo reaksi karo zat liya ing suhu kamar, nanging bisa ngalami owah-owahan kimia karo zat tartamtu ing suhu dhuwur lan kahanan energi dhuwur, lan bisa digunakake kanggo gawé zat anyar migunani kanggo manungsa.
Rumus orbital molekul molekul nitrogen yaiku KK σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2. Telung pasangan elektron nyumbang kanggo ikatan, yaiku, rong ikatan π lan siji ikatan σ dibentuk. Ora ana kontribusi kanggo ikatan, lan energi ikatan lan anti-ikatan kira-kira diimbangi, lan padha karo pasangan elektron tunggal. Amarga ana ikatan rangkap telu N≡N ing molekul N2, molekul N2 nduweni stabilitas sing gedhe, lan mbutuhake energi 941,69 kJ/mol kanggo ngurai dadi atom. Molekul N2 minangka molekul diatomik sing paling stabil, lan massa molekul relatif nitrogen yaiku 28. Kajaba iku, nitrogen ora gampang diobong lan ora ndhukung pembakaran.
Metode tes
Sijine bar Mg kobong menyang botol ngempalaken gas kapenuhan nitrogen, lan bar Mg bakal terus kobong. Ekstrak awu sing isih ana (wêdakakêna Mg3N2 rada kuning), tambahake banyu sithik, lan ngasilake gas (amoniak) sing ngowahi kertas lakmus abang teles dadi biru. Persamaan reaksi: 3Mg + N2 = ignition = Mg3N2 (magnesium nitride); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
Karakteristik ikatan lan struktur ikatan valensi nitrogen
Amarga zat tunggal N2 stabil banget ing kahanan normal, wong asring salah percaya yen nitrogen minangka unsur kimia sing ora aktif. Nyatane, ing nalisir, nitrogen unsur nduweni aktivitas kimia dhuwur. Keelektronegatifan N (3.04) mung nomer loro tinimbang F lan O, sing nuduhake yen bisa mbentuk ikatan kuwat karo unsur liyane. Kajaba iku, stabilitas molekul zat tunggal N2 mung nuduhake aktivitas atom N. Masalahe yaiku wong durung nemokake kondisi optimal kanggo ngaktifake molekul N2 ing suhu lan tekanan kamar. Nanging ing alam, sawetara bakteri ing nodul tanduran bisa ngowahi N2 ing udhara dadi senyawa nitrogen ing kahanan kurang energi ing suhu lan tekanan normal, lan digunakake minangka pupuk kanggo wutah potong.
Mulane, sinau babagan fiksasi nitrogen tansah dadi topik riset ilmiah sing penting. Mulane, perlu kanggo mangerteni karakteristik ikatan lan struktur ikatan valensi nitrogen kanthi rinci.
Tipe Bond
Struktur lapisan elektron valensi atom N yaiku 2s2p3, yaiku, ana 3 elektron tunggal lan pasangan pasangan elektron tunggal. Adhedhasar iki, nalika mbentuk senyawa, telung jinis ikatan ing ngisor iki bisa diasilake:
1. Membentuk ikatan ion 2. Membentuk ikatan kovalen 3. Membentuk ikatan koordinasi
1. Mbentuk ikatan ion
Atom N nduweni keelektronegatifan dhuwur (3,04). Nalika mbentuk nitrida biner karo logam kanthi elektronegativitas luwih murah, kayata Li (keelektronegatifan 0,98), Ca (keelektronegatifan 1,00), lan Mg (keelektronegatifan 1,31), bisa entuk 3 elektron lan mbentuk ion N3-. N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg =ignite= Mg3N2 N3- ion duwe muatan negatif sing luwih dhuwur lan radius luwih gedhe (171pm). Dheweke bakal dihidrolisis kanthi kuat nalika nemoni molekul banyu. Mulane, senyawa ion mung bisa ana ing kahanan garing, lan ora bakal ana ion terhidrasi N3-.
2. Pembentukan ikatan kovalen
Nalika atom N mbentuk senyawa karo non-logam kanthi elektronegativitas luwih dhuwur, ikatan kovalen ing ngisor iki kawangun:
Atom ⑴N njupuk negara hibridisasi sp3, mbentuk telung ikatan kovalen, nahan pasangan pasangan elektron tunggal, lan konfigurasi molekuler piramida trigonal, kayata NH3, NF3, NCl3, lan liya-liyane. Yen papat ikatan tunggal kovalen dibentuk, konfigurasi molekul kasebut tetrahedron biasa, kayata ion NH4+.
Atom ⑵N njupuk kahanan hibridisasi sp2, mbentuk rong ikatan kovalen lan siji ikatan, lan nahan pasangan pasangan elektron tunggal, lan konfigurasi molekul iku sudut, kayata Cl-N=O. (Atom N mbentuk ikatan σ lan ikatan π karo atom Cl, lan pasangan pasangan elektron tunggal ing atom N ndadekake molekul dadi segi telu.) Yen ora ana pasangan elektron tunggal, konfigurasi molekul kasebut segitiga, kayata molekul HNO3 utawa ion NO3. Ing molekul asam nitrat, atom N mbentuk telung ikatan σ kanthi telung atom O, lan pasangan elektron ing orbital π lan siji elektron π saka rong atom O mbentuk ikatan π sing didelokalisasi papat elektron pusat telu. Ing ion nitrat, ikatan π gedhe sing didelokalisasi enem-elektron pusat papat dibentuk ing antarane telung atom O lan atom N pusat. Struktur iki ndadekake nomer oksidasi atom N ing asam nitrat +5. Amarga anané ikatan π sing gedhé, nitrat cukup stabil ing kahanan normal. Atom ⑶N nganggo hibridisasi sp kanggo mbentuk ikatan rangkap telu kovalen lan nahan pasangan pasangan elektron tunggal. Konfigurasi molekul iku linier, kayata struktur atom N ing molekul N2 lan CN-.
3. Pembentukan ikatan koordinasi
Nalika atom nitrogen mbentuk zat utawa senyawa sing prasaja, asring nahan pasangan elektron tunggal, saéngga zat utawa senyawa sing prasaja kasebut bisa dadi donor pasangan elektron kanggo koordinasi karo ion logam. Contone, [Cu(NH3)4]2+ utawa [Tu(NH2)5]7, lsp.
Diagram energi bebas keadaan oksidasi-Gibbs
Uga bisa dideleng saka diagram energi bebas Gibbs negara oksidasi nitrogen sing, kajaba ion NH4, molekul N2 kanthi nomer oksidasi 0 ana ing titik paling ngisor kurva ing diagram, sing nuduhake yen N2 sacara termodinamika. stabil relatif kanggo senyawa nitrogen karo nomer oksidasi liyane.
Nilai saka macem-macem senyawa nitrogen kanthi nomer oksidasi antarane 0 lan +5 kabeh ana ing sadhuwure garis sing nyambungake rong titik HNO3 lan N2 (garis putus-putus ing diagram), saengga senyawa kasebut ora stabil kanthi termodinamika lan rawan reaksi disproportionasi. Siji-sijine ing diagram kanthi nilai luwih murah tinimbang molekul N2 yaiku ion NH4+. [1] Saka oksidasi diagram energi bebas Gibbs nitrogen lan struktur molekul N2, bisa dideleng yen unsur N2 ora aktif. Mung ing suhu dhuwur, tekanan dhuwur lan anané katalis bisa nitrogen bereaksi karo hidrogen kanggo mbentuk amonia: Ing kondisi discharge, nitrogen bisa gabungke karo oksigen kanggo mbentuk oksida nitrat: N2+O2=discharge=2NO Nitric oxide cepet gabung karo oksigen kanggo mbentuk nitrogen dioksida 2NO+O2=2NO2 Nitrogen dioksida larut ing banyu dadi asam nitrat, oksida nitrat 3NO2+H2O=2HNO3+NO Ing negara-negara kanthi tenaga hidro sing maju, reaksi iki wis digunakake kanggo ngasilake asam nitrat. N2 bereaksi karo hidrogen kanggo ngasilake amonia: N2+3H2=== (tanda sing bisa dibalik) 2NH3 N2 bereaksi karo logam kanthi potensial ionisasi sing sithik lan nitrida nduweni energi kisi dhuwur kanggo mbentuk nitrida ionik. Contone: N2 bisa bereaksi langsung karo lithium metalik ing suhu kamar: 6 Li + N2=== 2 Li3N N2 bereaksi karo logam alkali tanah Mg, Ca, Sr, Ba ing suhu pijar: 3 Ca + N2=== Ca3N2 N2 bisa mung bereaksi karo boron lan aluminium ing suhu pijar: 2 B + N2=== 2 BN (senyawa makromolekul) N2 umume bereaksi karo silikon lan unsur klompok liyane ing suhu sing luwih dhuwur tinimbang 1473K.
Molekul nitrogen nyumbang telung pasangan elektron kanggo ikatan, yaiku, mbentuk rong ikatan π lan siji ikatan σ. Ora nyumbang kanggo ikatan, lan energi ikatan lan anti-ikatan kira-kira diimbangi, lan padha karo pasangan elektron tunggal. Amarga ana ikatan rangkap telu N≡N ing molekul N2, molekul N2 nduweni stabilitas gedhe, lan mbutuhake energi 941.69kJ/mol kanggo ngurai dadi atom. Molekul N2 minangka molekul diatomik sing paling stabil, lan massa molekul relatif nitrogen yaiku 28. Kajaba iku, nitrogen ora gampang diobong lan ora ndhukung pembakaran.
Wektu kirim: Jul-23-2024
