ธาตุเคมี · หน้าข้อมูลอ้างอิง

ไนโตรเจน

ไนโตรเจนเป็นธาตุเคมีที่มีเลขอะตอม 7 และสัญลักษณ์ N อยู่ในคาบ 2 หมู่ 15 บล็อก p ที่อุณหภูมิห้องสถานะอ้างอิงคือแก๊ส และมีการจัดเรียงอิเล็กตรอน [He] 2s2 2p3

เลขอะตอม7

น้ำหนักอะตอมมาตรฐาน[14.00643, 14.00728]

หมู่15

คาบ2

บล็อกp

การจัดเรียงอิเล็กตรอน[He] 2s2 2p3

โครงสร้างอิเล็กตรอน

อะไรควบคุมเคมีของธาตุนี้

ธรรมชาติทางเคมีของไนโตรเจนถูกกำหนดโดยอิเล็กตรอนเวเลนซ์และตำแหน่งในตารางธาตุเป็นหลัก การจัดเรียงอิเล็กตรอน [He] 2s2 2p3 ช่วยอธิบายพันธะ ออกซิเดชันสถานะที่พบ และความคล้ายคลึงกับธาตุข้างเคียง

เมื่อไนโตรเจนสูญเสีย รับ หรือใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน มันสามารถสร้างไอออนและสารประกอบได้หลายแบบ ตำแหน่งในหมู่ 15 และบล็อก p ช่วยให้เปรียบเทียบแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน และพฤติกรรมการเกิดพันธะได้

รูปแบบทางเคมี

สารประกอบ ไอออน และวัสดุ

ไนโตรเจนสร้างสารได้หลายชนิดตามโครงสร้างอิเล็กตรอนและสภาพแวดล้อมทางเคมี ออกไซด์ เฮไลด์ ไฮไดรด์ โลหะผสม หรือสารโคเวเลนต์อาจมีความสำคัญ โดยออกซิเดชันสถานะมีผลต่อพันธะ โครงสร้าง และความไวต่อปฏิกิริยา

พฤติกรรมทางกายภาพ

สถานะและการเปลี่ยนสถานะ

ที่อุณหภูมิห้อง สถานะอ้างอิงคือแก๊ส ความหนาแน่นที่ระบุคือ 1.251 g/L จุดหลอมเหลวคือ 63.17 K (-210.0 °C) จุดเดือดคือ 77.36 K (-195.8 °C) ความดัน ความบริสุทธิ์ โครงสร้างผลึก และอัญรูปสามารถทำให้ค่าที่วัดเปลี่ยนได้ จึงควรอ่านข้อมูลทางกายภาพพร้อมเงื่อนไขการวัด

การพบและการใช้งาน

พบไนโตรเจนที่ไหนและนำไปใช้อย่างไร

ในทางปฏิบัติไนโตรเจนพบการใช้งานในด้าน บรรยากาศ, การผลิตปุ๋ย และ เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด เหตุผลของการใช้งานอาจมาจากสมบัติของธาตุบริสุทธิ์ โลหะผสม สารประกอบ หรือไอโซโทปเฉพาะ จึงควรพิจารณารูปทางเคมีควบคู่กับการใช้งานเสมอ

ตัวอย่างการใช้งานจริง

ตัวอย่างการใช้งานในโลกจริง

บรรยากาศ

ไนโตรเจนมีบทบาทในบรรยากาศจากความเสถียรและความไวต่อปฏิกิริยาที่เหมาะสม จึงใช้ควบคุมบรรยากาศรอบวัสดุหรือกระบวนการที่ไวต่อออกซิเจนและความชื้น

การผลิตปุ๋ย

สารประกอบของไนโตรเจนใช้ในการผลิตปุ๋ยเมื่อธาตุนี้เป็นสารอาหารสำคัญหรือเป็นส่วนของวัตถุดิบที่ช่วยให้พืชเจริญเติบโตและสร้างชีวมวล

เทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำยิ่งยวด

ไนโตรเจนใช้ในเทคโนโลยีอุณหภูมิต่ำยิ่งยวดเมื่อสมบัติที่อุณหภูมิต่ำมาก เช่น จุดเดือดต่ำ ความจุความร้อน หรือสภาพของเหลว มีประโยชน์ต่อการทำความเย็นและงานทดลอง

ตำแหน่งในตารางธาตุ

ธาตุข้างเคียงบอกอะไรเรา

ไนโตรเจนอยู่ในคาบ 2 และหมู่ 15 ธาตุข้างเคียงจริงในตาราง ได้แก่ คาร์บอน, ออกซิเจน, ซิลิคอนการเปรียบเทียบตำแหน่งเหล่านี้ช่วยให้เห็นแนวโน้มของขนาดอะตอม พลังงานไอออไนเซชัน พันธะ และความไวต่อปฏิกิริยาได้โดยตรง

ข้อมูลอ้างอิง

สมบัติทางกายภาพและอะตอม

การจัดประเภทอโลหะโมเลกุลสองอะตอม

สถานะที่อุณหภูมิห้องแก๊ส

ชั้นอิเล็กตรอน2 · 5

ความหนาแน่น1.251 g/L

จุดหลอมเหลว63.17 K (-210.0 °C)

จุดเดือด77.36 K (-195.8 °C)

อิเล็กโตรเนกาติวิตีแบบพอลิง3.04

พลังงานไอออไนเซชันลำดับแรก1 402 kJ/mol

สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน—

เมื่อเหมาะสม ค่าต่าง ๆ อธิบายธาตุหรืออะตอมเป็นกลาง สมบัติทางกายภาพอาจขึ้นอยู่กับอัญรูป ความดัน ความบริสุทธิ์ และเงื่อนไขการวัด

ประวัติ

การค้นพบและการระบุชนิด

ไนโตรเจนถูกระบุจากสมบัติทางกายภาพและเคมีที่โดดเด่นระหว่างพัฒนาการของวิชาเคมี ปัจจุบันนิยามธาตุนี้อย่างแน่นอนด้วยเลขอะตอมและโครงสร้างอะตอม ไม่ใช่เพียงลักษณะของตัวอย่างที่มองเห็นได้

ไอโซโทปและน้ำหนักอะตอม

องค์ประกอบไอโซโทปเปลี่ยนตัวเลขอย่างไร

น้ำหนักอะตอมมาตรฐานของไนโตรเจนแสดงเป็นช่วง [14.00643, 14.00728] เพราะสัดส่วนไอโซโทปในตัวอย่างธรรมชาติอาจแตกต่างกันเล็กน้อย การใช้เลขทศนิยมเพียงค่าเดียวจึงซ่อนความแปรผันจริง

ไอโซโทปของไนโตรเจนมีจำนวนโปรตอนเท่ากันจึงเป็นธาตุเดียวกัน แต่มีจำนวนนิวตรอนและมวลอะตอมต่างกัน สัดส่วนไอโซโทปธรรมชาติสามารถทำให้ค่าน้ำหนักอะตอมมาตรฐานเปลี่ยนได้

ความปลอดภัย

การจัดการและการสัมผัส

ไนโตรเจนและสารประกอบบางชนิดอาจเป็นพิษ ความเสี่ยงขึ้นอยู่กับรูปทางเคมี ปริมาณ และเส้นทางการสัมผัส จึงควรใช้ข้อมูลความปลอดภัยของสารจริงที่กำลังใช้งาน