Nguyên tố hóa học · trang tham khảo

Nitơ

Nitơ là nguyên tố hóa học có số hiệu nguyên tử 7, ký hiệu N. Nó nằm ở chu kỳ 2, nhóm 15, khối p. Ở nhiệt độ phòng, trạng thái tham chiếu là khí; cấu hình electron là [He] 2s2 2p3.

Số hiệu nguyên tử7

Nguyên tử khối chuẩn[14.00643, 14.00728]

Nhóm15

Chu kỳ2

Khốip

Cấu hình electron[He] 2s2 2p3

Cấu trúc electron

Yếu tố nào chi phối hóa học của nguyên tố

Nhóm 15 có năm electron hóa trị. Các nguyên tố có thể tạo ba liên kết cộng hóa trị, nhận electron trong một số hợp chất hoặc đạt các trạng thái oxi hóa dương, đặc biệt ở các nguyên tố nặng hơn.

Cấu hình electron của Nitơ là [He] 2s2 2p3. Sự thay đổi từ phi kim sang tính kim loại khi đi xuống nhóm làm cho kiểu liên kết, độ bền của hợp chất và trạng thái oxi hóa ưu thế cũng thay đổi.

Các dạng hóa học

Hợp chất, ion và vật liệu

Các dạng hóa học quan trọng của Nitơ gồm hydride, oxide, oxoacid hoặc oxoanion, halide và hợp chất với kim loại. Trạng thái oxi hóa có thể trải từ giá trị âm đến dương, và phạm vi đó thay đổi đáng kể dọc nhóm 15.

Tính chất vật lý

Trạng thái và chuyển pha

Trạng thái tham chiếu ở nhiệt độ phòng là khí. Mật độ được liệt kê là 1.251 g/L. Điểm nóng chảy là 63.17 K (-210.0 °C). Điểm sôi là 77.36 K (-195.8 °C). Áp suất, độ tinh khiết, cấu trúc tinh thể hoặc dạng thù hình có thể làm thay đổi các giá trị vật lý đo được.

Sự hiện diện và ứng dụng

Nitơ được gặp và sử dụng ở đâu

Trong thực tế, Nitơ thường được gặp trong các ứng dụng liên quan đến khí quyển, sản xuất phân bón và kỹ thuật nhiệt độ thấp. Tùy trường hợp, tính chất được khai thác có thể thuộc về nguyên tố tinh khiết, một hợp chất, hợp kim hoặc một đồng vị cụ thể.

Trong thực tế

Ví dụ về các ứng dụng thực tế

Khí quyển

Trong lĩnh vực khí quyển, Nitơ hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Sản xuất phân bón

Trong lĩnh vực sản xuất phân bón, Nitơ hoặc các hợp chất của nó được lựa chọn vì những tính chất hóa học, vật lý hoặc hạt nhân phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Kỹ thuật nhiệt độ thấp

Heli được dùng ở nhiệt độ rất thấp làm chất làm lạnh hoặc môi chất trong các hệ nhiệt độ cực thấp và thiết bị siêu dẫn.

Vị trí tuần hoàn

Các nguyên tố lân cận cho biết điều gì

Nitơ nằm ở chu kỳ 2, nhóm 15. Trong vùng lân cận hiển thị ở đây có Cacbon, Oxi, Silic, Phốtpho và Lưu huỳnh. Những vị trí này cho phép so sánh trực tiếp kích thước nguyên tử, năng lượng ion hóa, trạng thái oxi hóa và xu hướng liên kết với các nguyên tố gần nhau trong bảng tuần hoàn.

Dữ liệu tham khảo

Tính chất vật lý và nguyên tử

Phân loạiphi kim hai nguyên tử

Trạng thái ở nhiệt độ phòngkhí

Các lớp electron2 · 5

Mật độ1.251 g/L

Điểm nóng chảy63.17 K (-210.0 °C)

Điểm sôi77.36 K (-195.8 °C)

Độ âm điện Pauling3.04

Năng lượng ion hóa thứ nhất1 402 kJ/mol

Ái lực electron—

Các giá trị mô tả nguyên tố hoặc nguyên tử trung hòa khi thích hợp. Dữ liệu vật lý có thể phụ thuộc vào dạng thù hình, áp suất và điều kiện đo.

Lịch sử

Phát hiện và nhận diện

Việc phát hiện Nitơ gắn với Daniel Rutherford. Việc nhận ra một nguyên tố mới, tách được mẫu đủ tinh khiết và gán số hiệu nguyên tử hiện đại không nhất thiết diễn ra cùng một thời điểm, nên lịch sử phát hiện cần được đọc theo từng mốc.

Đồng vị và nguyên tử khối

Thành phần đồng vị làm thay đổi các con số như thế nào

Nguyên tử khối chuẩn của Nitơ được cho dưới dạng khoảng [14.00643, 14.00728]. Tỉ lệ đồng vị trong mẫu tự nhiên có thể thay đổi đôi chút, nên một giá trị thập phân duy nhất sẽ che mất biến thiên thật giữa các vật liệu.

Nitơ có ít nhất một đồng vị bền. Các đồng vị có cùng số proton nên vẫn là cùng một nguyên tố, nhưng khác số neutron và vì vậy khác khối lượng nguyên tử.

An toàn

Xử lý và phơi nhiễm

Khí này không nhất thiết độc về mặt hóa học, nhưng có thể đẩy oxygen khỏi không khí trong không gian kín. Thông gió và giám sát nồng độ oxygen là yêu cầu quan trọng khi xử lý lượng lớn.