האטמוספרה
חנקן נמצא באופן טבעי באוויר או בתרכובות אטמוספריות ומשפיע על הכימיה של האטמוספרה.
Mendeleev
הטבלה המחזורית
כל היסודות
עבריתHE⌄
שפות
EnglishENFrançaisFRDeutschDEEspañolESItalianoITPortuguêsPTNederlandsNLPolskiPLSvenskaSVČeštinaCSDanskDANorskNOSuomiFITürkçeTRРусскийRUУкраїнськаUK中文ZH日本語JAБългарскиBGCatalàCAΕλληνικάELEestiETHrvatskiHRMagyarHULëtzebuergeschLBLietuviųLTLatviešuLVRomânăROSlovenčinaSKSlovenščinaSLСрпскиSR한국어KOTiếng ViệtVIBahasa IndonesiaIDBahasa MelayuMSالعربيةARहिन्दीHIไทยTHעבריתHEÍslenskaIS
יסוד כימי · דף עיון
7N
חנקן
חנקן הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 7 וסמלו N. הוא נמצא במחזור 2, קבוצה 15 ובבלוק p. מצבו הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז, ותצורת האלקטרונים שלו היא [He] 2s2 2p3.
מספר אטומי7
משקל אטומי תקני[14.00643, 14.00728]
קבוצה15
מחזור2
בלוקp
תצורת אלקטרונים[He] 2s2 2p3
מבנה אלקטרוני
מה קובע את הכימיה שלו?
תצורת האלקטרונים של חנקן היא [He] 2s2 2p3. חלוקת האלקטרונים בקליפות ובתת-הרמות החיצוניות קובעת במידה רבה כיצד האטום יוצר קשרים ומהם מצבי החמצון הסבירים שלו.
כדי להבין את התגובתיות של חנקן צריך לקרוא את התצורה האלקטרונית יחד עם מיקומו בטבלה המחזורית. יחד הן מסבירות אלקטרוני ערכיות, סיכוך, גודל אטומי והנטייה לאבד, לקלוט או לשתף אלקטרונים.
צורות כימיות
תרכובות, יונים וחומרים
חנקן יוצר חומרים מסוגים שונים בהתאם למבנה האלקטרוני ולסביבה הכימית. תחמוצות, הלידים, הידרידים, סגסוגות או תרכובות קוולנטיות עשויים להיות חשובים, ומצב החמצון קובע את המבנה, סוג הקשרים והתגובתיות.
התנהגות פיזיקלית
מצב ושינויי פאזה
המצב הפיזיקלי הייחוסי בטמפרטורת החדר הוא גז. הצפיפות המופיעה היא 1.251 g/L. נקודת ההתכה היא 63.15 K (-210 °C). נקודת הרתיחה היא 77.36 K (-195.8 °C). לחץ, טוהר, מבנה גבישי ואלוטרופים יכולים לשנות ערכים נמדדים, ולכן תנאי המדידה הם חלק חשוב מקריאת הנתונים הפיזיקליים.
הימצאות ושימושים
איפה נמצא חנקן וכיצד משתמשים בו?
בפועל, חנקן מופיע ביישומים כגון האטמוספרה, ייצור דשנים וקריוגניקה. התכונה המנוצלת יכולה להגיע מן היסוד הטהור, מסגסוגת, מתרכובת או מאיזוטופ מסוים, ולכן חשוב תמיד להבחין בין היסוד לבין הצורה הכימית שמשמשת בפועל.
בפועל
דוגמאות לשימושים ממשיים
ייצור דשנים
תרכובות של חנקן משמשות בייצור דשנים או בהזנת צמחים כאשר היסוד הוא חומר מזין חיוני או חלק מחומר גלם מרכזי.
קריוגניקה
חנקן משמש כנוזל קירור או כנוזל עבודה בטמפרטורות נמוכות מאוד ביישומים קריוגניים.
מיקום מחזורי
מה מספרים היסודות השכנים?
חנקן נמצא במחזור 2 ובקבוצה 15. היסודות הסמוכים המוצגים כאן הם: פחמן; חמצן; צורן; זרחן; גופרית. המיקום הזה מאפשר להשוות ישירות גודל אטומי, אנרגיית יינון, מצבי חמצון ומגמות בקשרים כימיים עם יסודות קרובים בטבלה המחזורית.
נתוני ייחוס
תכונות פיזיקליות ואטומיות
סיווגאל-מתכת דו-אטומית
מצב בטמפרטורת החדרגז
קליפות אלקטרונים2 · 5
צפיפות1.251 g/L
נקודת התכה63.17 K (-210.0 °C)
נקודת רתיחה77.36 K (-195.8 °C)
אלקטרושליליות לפי פאולינג3.04
אנרגיית יינון ראשונה1 402 kJ/mol
זיקה אלקטרונית—
הערכים מתארים את היסוד או את האטום הנייטרלי כאשר הדבר רלוונטי. נתונים פיזיקליים עשויים להשתנות עם האלוטרופ, הלחץ, הטוהר ותנאי המדידה.
היסטוריה
גילוי וזיהוי
גילוי חנקן מזוהה עם עבודתו של דניאל רתרפורד. התצפית הראשונה, הבידוד של דגימה טהורה והקביעה של המספר האטומי המודרני לא התרחשו בהכרח באותו זמן, ולכן להיסטוריה של היסוד יש כמה שלבים.
איזוטופים ומשקל אטומי
כיצד הרכב האיזוטופים משנה את המספרים?
המשקל האטומי התקני של חנקן ניתן כתחום [14.00643, 14.00728]. היחסים בין האיזוטופים יכולים להשתנות מעט בין דגימות טבעיות, ולכן מספר עשרוני יחיד היה מסתיר שונות אמיתית בין חומרים.
לחנקן יש לפחות איזוטופ יציב אחד. לכל האיזוטופים אותו מספר פרוטונים ולכן אותה זהות כימית, אך מספר שונה של נייטרונים ומסה אטומית שונה.
בטיחות
טיפול וחשיפה
הגז אינו חייב להיות רעיל מבחינה כימית כדי להיות מסוכן: בחלל סגור הוא עלול לדחוק חמצן. לכן אוורור וניטור ריכוז החמצן חשובים כשמטפלים בכמות גדולה.