MGA VALENCES NG NITROGEN: PAGSASAAYOS AT MGA COMPOUND - CHEMISTRY - 2025

Ang mga valences ng nitrogen na sumasaklaw mula -3 bilang ammonia at amin, hanggang sa +5 at nitric acid (Tyagi, 2009). Ang elementong ito ay hindi nagpapalawak ng mga valences tulad ng iba.

Ang nitrogen nitrogen ay isang elemento ng kemikal na may atomic number 7 at ang unang elemento ng pangkat 15 (dating VA) ng pana-panahong talahanayan. Ang pangkat ay binubuo ng nitrogen (N), posporus (P), arsenic (As), antimonyo (Sb), bismuth (Bi), at moscovium (Mc).

Larawan 1: diagram ng Bohr ng atom atom.

Ang mga elemento ay nagbabahagi ng ilang mga pangkalahatang pagkakatulad sa pag-uugali ng kemikal, kahit na malinaw na naiiba ito sa bawat isa sa chemically. Ang mga pagkakatulad na ito ay sumasalamin sa mga karaniwang katangian ng mga elektronikong istruktura ng kanilang mga atomo (Sanderson, 2016).

Nitrogen ay naroroon sa halos lahat ng mga protina at gumaganap ng isang mahalagang papel sa parehong mga aplikasyon ng biochemical at pang-industriya. Ang mga nitrogen ay bumubuo ng mga malakas na bono dahil sa kakayahang mag-triple bond sa isa pang nitrogen atom at iba pang mga elemento.

Samakatuwid, mayroong isang malaking halaga ng enerhiya sa mga compound ng nitrogen. Bago ang 100 taon na ang nakalilipas, kaunti ang kilala tungkol sa nitrogen. Ngayon, ang nitrogen ay karaniwang ginagamit upang mapanatili ang pagkain, at bilang isang pataba (Wandell, 2016).

Ang pagsasaayos ng electronic at valences

Sa isang atom, pinupuno ng mga electron ang iba't ibang mga antas ayon sa kanilang energies. Punan ang mga unang elektron sa mas mababang antas ng enerhiya at pagkatapos ay lumipat sa isang mas mataas na antas ng enerhiya.

Ang pinakamalawak na antas ng enerhiya sa isang atom ay kilala bilang ang valence shell at ang mga electron na nakalagay sa shell na ito ay kilala bilang mga electron ng valence.

Ang mga elektron na ito ay higit sa lahat ay matatagpuan sa pagbuo ng bono at reaksyon ng kemikal sa iba pang mga atomo. Samakatuwid, ang mga elektron ng valence ay may pananagutan para sa iba't ibang mga kemikal at pisikal na katangian ng isang elemento (Valence Electrons, SF).

Ang Nitrogen, tulad ng nabanggit dati, ay mayroong isang atomic number ng Z = 7. Ipinapahiwatig nito na ang pagpuno ng mga electron sa kanilang mga antas ng enerhiya, o pagsasaayos ng elektron, ay 1S ² 2S ² 2P ³ .

Dapat alalahanin na sa kalikasan, ang mga atomo ay laging naghahangad na magkaroon ng elektronikong pagsasaayos ng mga marangal na gas, alinman sa pamamagitan ng pagkakaroon, pagkawala o pagbabahagi ng mga electron.

Sa kaso ng nitrogen, ang marangal na gas na naglalayong magkaroon ng isang electronic na pagsasaayos ay neon, na ang bilang ng atom ay Z = 10 (1S ² 2S ² 2P ⁶ ) at helium, na ang numero ng atomic ay Z = 2 (1S ² ) ( Reusch, 2013).

Ang iba't ibang mga paraan ng pagsasama-sama ng nitrogen ay bibigyan ito ng valence (o estado ng oksihenasyon). Sa tiyak na kaso ng nitrogen, dahil nasa pangalawang yugto ng pana-panahong talahanayan, hindi nito mapalawak ang layer ng valence nito tulad ng ginagawa ng iba pang mga elemento sa grupo nito.

Inaasahan na magkaroon ng mga valences ng -3, +3, at +5. Gayunpaman, ang nitrogen ay may mga estado ng valence na nagmula sa -3, tulad ng sa ammonia at amines, hanggang sa +5, tulad ng sa nitric acid. (Tyagi, 2009).

Ang teorya ng valence bond ay tumutulong upang maipaliwanag ang pagbuo ng mga compound, ayon sa pagsasaayos ng elektron ng nitrogen para sa isang naibigay na estado ng oksihenasyon. Para sa mga ito, kinakailangan na isaalang-alang ang bilang ng mga electron sa shell ng valence at kung magkano ang naiwan upang makakuha ng isang marangal na pagsasaayos ng gas.

Mga compound ng nitrogen

Larawan 2: istraktura ng molekular na nitrogen na may valence 0.

Dahil sa malaking bilang ng mga estado ng oksihenasyon, ang nitrogen ay maaaring makabuo ng isang malaking bilang ng mga compound. Sa unang pagkakataon, dapat itong alalahanin na sa kaso ng molekular na nitrogen, sa pamamagitan ng kahulugan ang valence nito ay 0.

Ang estado ng oksihenasyon ng -3 ay isa sa mga pinaka-karaniwang para sa elemento. Ang mga halimbawa ng mga compound na may ganitong oxidation state ay ammonia (NH3), amines (R3N), ammonium ion (NH ₄ ⁺ ), imines (C = NR) at nitriles (C≡N).

Sa estado ng oksihenasyon -2, ang nitrogen ay naiwan na may 7 electron sa shell valence nito. Ang kakatwang bilang ng mga electron sa shell ng valence ay nagpapaliwanag kung bakit ang mga compound sa estado ng oksihenasyon na ito ay may bond bond sa pagitan ng dalawang nitrogen. Ang mga halimbawa ng mga compound sa estado ng oksihenasyon na ito ay mga hydrazines (R ₂ -NNR ₂ ) at hydrazones (C = NNR ₂ ).

Sa estado ng oxidation na -1, ang nitrogen ay naiwan na may 6 na mga electron sa shell ng valence. Ang mga halimbawa ng mga compound ng nitrogen na may valence na ito ay ang hydroxyl amine (R ₂ NOH) at mga azo compound (RN = NR).

Sa positibong estado ng oksihenasyon, ang nitrogen ay karaniwang naka-attach sa mga atomo ng oxygen upang mabuo ang mga oxides, oxysalts, o mga oxacids. Sa kaso ng +1 na oksihenasyon ng estado, ang nitrogen ay may 4 na mga electron sa shell ng valence nito.

Ang mga halimbawa ng mga compound na may valence na ito ay dinitrogen oxide o pagtawa ng gas (N ₂ O) at nitroso compound (R = NO) (Reusch, Oxidation States of Nitrogen, 2015).

Para sa kaso ng estado ng oksihenasyon ng +2, isang halimbawa ay nitrogen oxide o nitric oxide (NO), isang walang kulay na gas na ginawa ng reaksyon ng mga metal na may dilute nitric acid. Ang tambalang ito ay isang napaka-hindi matatag na libreng radikal dahil reaksyon ito sa O ₂ sa hangin upang mabuo ang NO ₂ gas .

Ang Nitrite (HINDI ₂ ^- ) sa pangunahing solusyon at nitrous acid (HNO ₂ ) sa solusyon sa acid ay mga halimbawa ng mga compound na may estado ng oksihenasyon +3. Ang mga ito ay maaaring maging ahente ng pag-oxidizing upang normal na makagawa ng WALANG (g) o pagbabawas ng mga ahente upang mabuo ang nitrate na ion.

Ang Dinitrogen trioxide (N ₂ O ₃ ) at ang nitro group (R-NO ₂ ) ay iba pang mga halimbawa ng mga nitrogenous compound na may valence +3.

Ang Nitric dioxide (WALANG ₂ ) o nitrogen dioxide ay isang compound na nitrogen na may valence +4. Ito ay isang brown gas na karaniwang ginawa ng reaksyon ng puro nitrik acid na may maraming mga metal. Mga Dimerizes upang mabuo ang N ₂ O ₄ .

Sa estado +5 nakita namin ang nitrates at nitric acid na kung saan ay ang mga ahente sa pag-oxidizing sa mga solusyon sa acid. Sa kasong ito, ang nitrogen ay may 2 elektron sa shell ng valence, na nasa orbital ng 2S. (Mga estado ng Oxidation ng nitrogen, SF).

Mayroon ding mga compound tulad ng nitrosilazide at dinitrogen trioxide kung saan ang nitrogen ay may iba't ibang mga estado ng oksihenasyon sa molekula. Sa kaso ng nitrosilazide (N ₄ O), ang nitrogen ay may isang valence ng -1, 0, + 1 at +2; at sa kaso ng dinitrogen trioxide, mayroon itong isang valence ng +2 at +4.

Pangngalan ng mga compound ng nitrogen

Dahil sa pagiging kumplikado ng kimika ng mga nitrogen compound, ang tradisyonal na nomenclature ay hindi sapat upang pangalanan ang mga ito, mas mababa na makilala ang mga ito nang maayos. Iyon ang dahilan kung bakit, bukod sa iba pang mga kadahilanan, na ang International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) ay lumikha ng isang sistematikong nomenclature kung saan pinangalanan ang mga compound ayon sa bilang ng mga atomo na naglalaman nito.

Ito ay kapaki-pakinabang pagdating sa pagbibigay ng pangalan sa mga nitrogen oxides. Halimbawa, ang nitric oxide ay tatawaging nitrogen monoxide at nitrous oxide (NO) dinitrogen monoxide (N ₂ O).

Bilang karagdagan, noong 1919, ang kemikal na Aleman na si Alfred Stock ay nakabuo ng isang pamamaraan para sa pagbibigay ng pangalan sa mga compound ng kemikal batay sa estado ng oksihenasyon, na nakasulat sa mga numerong Romano na nakapaloob sa mga panaklong. Kaya, halimbawa, ang nitric oxide at nitrous oxide ay tatawaging nitrogen oxide (II) at nitrogen oxide (I) ayon sa pagkakabanggit (IUPAC, 2005).

Mga Sanggunian

1. (2005). NOMENCLATURE NG INORGANIC CHEMISTRY IUPAC Rekomendasyon 2005. Nakuha mula sa iupac.org.
2. Ang mga estado ng oksihenasyon ng nitrogen. (SF). Nabawi mula sa kpu.ca.
3. Reusch, W. (2013, Mayo 5). Mga Pag-configure ng Elektron sa Takdang Panahon. Nabawi mula sa chemistry.msu.edu.
4. Reusch, W. (2015, Agosto 8). Mga Estado ng Oxidation ng Nitrogen. Nabawi mula sa chem.libretexts.org.
5. Sanderson, RT (2016, Disyembre 12). Elemento ng grupo ng Nitrogen. Nabawi mula sa britannica.com.
6. Tyagi, VP (2009). Mahahalagang Chemistry Xii. Bagong Deli: Ratna Sagar.
7. Mga Valence Elektron. (SF). Nabawi mula sa chemistry.tutorvista.com.
8. Wandell, A. (2016, Disyembre 13). Chemistry ng Nitrogen. Nabawi mula sa chem.libretexts.org.