عنصر كيميائي · صفحة مرجعية
7N

نيتروجين

نيتروجين عنصر كيميائي عدده الذري 7 ورمزه N. يقع في الدورة 2، المجموعة 15 ضمن القطاع p. حالته المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي غاز، وتوزيعه الإلكتروني [He] 2s2 2p3.

العدد الذري7
الكتلة الذرية القياسية[14.00643, 14.00728]
المجموعة15
الدورة2
القطاعp
التوزيع الإلكتروني[He] 2s2 2p3
البنية الإلكترونية

ما الذي يتحكم في كيميائه؟

التوزيع الإلكتروني لـنيتروجين هو [He] 2s2 2p3. يحدد توزيع الإلكترونات في الأغلفة وتحت المستويات الخارجية كيفية تكوين الذرة للروابط وحالات الأكسدة الأكثر احتمالاً.

لفهم التفاعلية يجب قراءة التوزيع الإلكتروني مع موقع العنصر في الجدول الدوري. فهما يوضحان إلكترونات التكافؤ والحجب الإلكتروني وحجم الذرة وميلها إلى فقد الإلكترونات أو اكتسابها أو مشاركتها.

الأشكال الكيميائية

المركبات والأيونات والمواد

يُكوّن نيتروجين أنواعاً مختلفة من المواد بحسب بنيته الإلكترونية وبيئته الكيميائية. قد تكون الأكاسيد والهاليدات والهيدريدات والسبائك أو المركبات التساهمية مهمة، وتحدد حالة الأكسدة البنية ونوع الروابط والتفاعلية.

السلوك الفيزيائي

الحالة وتحولات الطور

الحالة المرجعية عند درجة حرارة الغرفة هي غاز. الكثافة المدرجة هي 1.251 g/L. نقطة الانصهار هي 63.15 K (-210 °C). نقطة الغليان هي 77.36 K (-195.8 °C). يمكن أن تغير الضغوط والنقاوة والبنية البلورية والمتآصلات القيم المقاسة، لذلك تبقى شروط القياس جزءاً مهماً من قراءة البيانات الفيزيائية.

الوجود والاستخدامات

أين يوجد نيتروجين وكيف يُستخدم؟

عملياً يظهر نيتروجين في تطبيقات مرتبطة بـالغلاف الجوي، إنتاج الأسمدة وتقنيات درجات الحرارة المنخفضة. وقد تأتي الخاصية المستغلة من العنصر النقي أو سبيكة أو مركب أو نظير محدد، لذلك تبقى الصورة الكيميائية مهمة عند تفسير الاستخدام الحقيقي.

عملياً

أمثلة على استخدامات حقيقية

الغلاف الجوي

يوجد نيتروجين طبيعياً في الهواء أو مركبات الغلاف الجوي ويسهم في كيمياء الغلاف الجوي.

إنتاج الأسمدة

تدخل مركبات نيتروجين في الأسمدة أو تغذية النبات عندما يكون هذا العنصر ضرورياً للنمو والتمثيل الغذائي.

تقنيات درجات الحرارة المنخفضة

يُستخدم نيتروجين عند درجات حرارة شديدة الانخفاض كمبرد أو مائع تشغيل في تطبيقات التبريد العميق.

الموقع الدوري

ماذا تخبرنا العناصر المجاورة؟

يقع نيتروجين في الدورة 2 والمجموعة 15. العناصر المجاورة المعروضة هي: كربون؛ أكسجين؛ سيليكون؛ فوسفور؛ كبريت. يسمح هذا الموقع بمقارنة حجم الذرة وطاقة التأين وحالات الأكسدة واتجاهات الروابط مباشرة مع العناصر القريبة في الجدول الدوري.

بيانات مرجعية

الخواص الفيزيائية والذرية

التصنيفلافلز ثنائي الذرة
الحالة عند درجة حرارة الغرفةغاز
الأغلفة الإلكترونية2 · 5
الكثافة1.251 g/L
نقطة الانصهار63.17 K (-210.0 °C)
نقطة الغليان77.36 K (-195.8 °C)
الكهرسلبية على مقياس باولنغ3.04
طاقة التأين الأولى1 402 kJ/mol
الألفة الإلكترونية—

تصف القيم العنصر أو الذرة المتعادلة حيثما ينطبق ذلك. وقد تعتمد البيانات الفيزيائية على المتآصل والضغط والنقاوة وظروف القياس.

التاريخ

الاكتشاف والتعرّف

يرتبط اكتشاف نيتروجين بأعمال دانيال رذرفورد. ولم تحدث الملاحظة الأولى والعزل النقي وتحديد العدد الذري الحديث بالضرورة في الوقت نفسه، لذلك يتكون تاريخ العنصر من عدة مراحل متتابعة.

النظائر والكتلة الذرية

كيف يغير تركيب النظائر القيم؟

تُعطى الكتلة الذرية القياسية لـنيتروجين على شكل المجال [14.00643, 14.00728]. يمكن أن تختلف نسب النظائر بين العينات الطبيعية، لذلك قد يخفي رقم عشري واحد اختلافاً حقيقياً بين المواد.

لـنيتروجين نظير مستقر واحد على الأقل. تمتلك جميع النظائر العدد نفسه من البروتونات، لكنها تختلف في عدد النيوترونات وبالتالي في الكتلة الذرية.

السلامة

المناولة والتعرض

لا يلزم أن يكون هذا الغاز ساماً كيميائياً حتى يصبح خطراً؛ ففي الأماكن المغلقة يمكنه إزاحة الأكسجين. لذلك تكون التهوية ومراقبة تركيز الأكسجين مهمتين عند التعامل مع كميات كبيرة.