Kémiai elem · adatlap

Nitrogén

A nitrogén 7 rendszámú kémiai elem (N), a 2. periódus 15. csoportjában, a p-mezőben található. Szobahőmérsékleten a referencia szerinti halmazállapot: gáz. Elektronkonfigurációja: [He] 2s2 2p3.

Rendszám7

Standard atomtömeg[14.00643, 14.00728]

Csoport15

Periódus2

Mezőp

Elektronkonfiguráció[He] 2s2 2p3

Elektronszerkezet

Mi határozza meg a kémiai viselkedését

A 15. csoport atomjainak öt vegyértékelektronjuk van. Három kovalens kötést alakíthatnak ki, többszörös kötésekben vehetnek részt, illetve az elemtől és kötőpartnereitől függően többféle oxidációs állapotot vehetnek fel.

A [He] 2s2 2p3 elektronkonfiguráció ebbe az elemcsaládba helyezi a nitrogén elemet, de a kémia jelentősen változik a nemfémes nitrogéntől és foszfortól a nehezebb, fémesebb elemek felé.

Kémiai formák

Vegyületek, ionok és anyagok

Gyakori vegyületcsaládok a hidridek, oxidok, oxosavak vagy oxoanionok, halogenidek és fémekkel alkotott vegyületek. A csoportban −3-tól pozitív értékekig több oxidációs állapot is előfordul, és az elérhető tartomány a nitrogéntől a bizmutig jelentősen változik.

Fizikai viselkedés

Halmazállapot és fázisátalakulások

A referencia szerinti halmazállapot szobahőmérsékleten gáz. A megadott sűrűség 1.251 g/L. Az olvadáspont 63.17 K (-210.0 °C). A forráspont 77.36 K (-195.8 °C). A nyomás, a tisztaság és a kristályszerkezet módosíthatja a mért fizikai tulajdonságokat.

Előfordulás és felhasználás

A nitrogén előfordulása és felhasználása

A gyakorlatban a nitrogén többek között a következő területeken jelenik meg: A légkör, Műtrágyagyártás és Kriogenika.

A gyakorlatban

Konkrét felhasználási példák

A légkör

A nitrogén természetes módon jelen van a levegőben vagy légköri vegyületekben, és fontos a légkör kémiájában.

Műtrágyagyártás

A nitrogén a műtrágyák kémiájának vagy a növények számára nélkülözhetetlen tápanyagokat biztosító ipari folyamatoknak a része.

Kriogenika

A nitrogén nagyon alacsony hőmérsékleten hűtőközegként, munkaközegként vagy kedvező kriogén tulajdonságú anyagként használható.

Helye a periódusos rendszerben

Mit mutatnak a szomszédos elemek

A nitrogén a 2. periódus 15. csoportjában található. A bemutatott környezetben szén és oxigén között helyezkedik el ugyanabban a periódusban; foszfor közvetlenül alatta található ugyanabban a csoportban. Ezek a helyzetek lehetővé teszik az atomméret, az ionizációs energia és a kötési viselkedés összehasonlítását a közeli elemekkel.

Referenciaadatok

Fizikai és atomi tulajdonságok

Besoroláskétatomos nemfém

Halmazállapot szobahőmérsékletengáz

Elektronhéjak2 · 5

Sűrűség1.251 g/L

Olvadáspont63.17 K (-210.0 °C)

Forráspont77.36 K (-195.8 °C)

Pauling-féle elektronegativitás3.04

Első ionizációs energia1 402 kJ/mol

Elektronaffinitás—

Az értékek az elemre, illetve ahol értelmezhető, a semleges atomra vonatkoznak. A fizikai adatok függhetnek az allotróp módosulattól, a nyomástól és a mérési körülményektől.

Történet

Felfedezés és azonosítás

A nitrogén felfedezését Daniel Rutherford nevéhez kötik. Az elem felismerése, tiszta mintájának izolálása és modern rendszámának meghatározása nem feltétlenül ugyanabban az időpontban történt.

Izotópok és atomtömeg

Hogyan befolyásolja az izotópösszetétel az értékeket

A standard atomtömeg a következő intervallummal adható meg: [14.00643, 14.00728]. A természetes minták izotóparányai kissé eltérhetnek, ezért egyetlen univerzális tizedes érték elfedné az anyagok közötti valós különbségeket.

A nitrogén legalább egy stabil izotóppal rendelkezik. Az izotópok protonszáma azonos, ezért ugyanahhoz az elemhez tartoznak, neutronszámuk és atomtömegük azonban különbözik.

Biztonság

Kezelés és expozíció

A gáz önmagában nem feltétlenül kémiailag mérgező, zárt térben azonban kiszoríthatja az oxigént. Nagyobb mennyiség kezelésekor megfelelő szellőzésre és az oxigénszint ellenőrzésére van szükség.