Efnasambönd köfnunarefni. eiginleikar köfnunarefni

Fæðingu til nítrat - sem þýtt úr latneska orðinu Nitrogenium. Þessi titill köfnunarefni - frumefnið með sætistölu þess 7, höfuð 15. th hópur í the Long Version í lotukerfinu. Í the formi einfalt efnis sem samanstendur af jarðarinnar dreift loftpúðanum - andrúmsloft. A fjölbreytni af köfnunarefnissamböndum í jarðskorpunni, og lífverur eru mikið notaðar í iðnaði, her, landbúnaði og læknisfræði.

Hvers vegna er köfnunarefni kallað "kæfa" og "lífvana"

Sem sagnfræðingar í efnafræði legg fyrst fékk þetta einfalda efni Henry Cavendish (1777). Scientific fer loft yfir heitum kolum til að soga í hvarfefnanna með því að nota basa. Sem afleiðing af reynslu rannsakanda fannst litlaust og lyktarlaust gas, óhvarfaö kol. Cavendish kallaði það "kafna loft" fyrir vangetu til að viðhalda öndun og bruna.

Modern Chemical hægt að skýra að súrefni er hvarfað með kolum, koldíoxíð er mynduð. Það sem eftir "stifling" af loftinu var að mestu leyti af sameindunum sem _N2. Cavendish og aðrir vísindamenn á þeim tíma um þetta mál er ekki enn vitað, þótt köfnunarefni og nítrat efnasambönd þá voru mikið notaðar í hagkerfinu. The vísindamaður sagði um óvenjulegt gas til starfsfélaga til að sinna svipuðum tilraunir - Joseph Priestley.

Á sama tíma Carl Scheele vakti athygli á óþekkta hluti af loftinu, en ekki almennilega að útskýra uppruna sinn. Aðeins Daniel Rutherford árið 1772 varð ljóst að núverandi tilraunir "kafna" "spilla" gas - köfnunarefni. Sumir vísindamenn telja uppgötvað sitt - það er samt umræðu sagnfræðingar vísinda.

15 árum eftir að tilraunir Rutherfords frægur efnafræðingur Antuan Lavuaze lagt til að skipta um hugtakið loftið "spillt" vísar til köfnunarefni, hins vegar - Nitrogenium. Með þeim tíma sem það var sannað að þetta efni er ekki brenna, styður ekki öndun. Þá voru rússneska nafnið "köfnunarefni", sem er túlkuð á mismunandi vegu. Oft er sagt að hugtakið þýðir "lífvana". Síðari rannsóknir hafa afsannað útbreidd trú um eiginleika efnanna. Köfnunarefnissambönd og er borið - prótínum - Helstu stórsameindum í samsetningu lífverum. Til þess að smíða plöntur taka úr jarðveginum steinefni næringu nauðsynlegir þættir - ^2- jónir NO ₃ og NH ^{4 +.}

Köfnunarefni - frumefni

Til að skilja lotukerfinu uppbyggingu og eiginleika hjálpar reglubundnu kerfi (PS). Afstaða frumefnið í lotukerfinu hægt að skilgreina hleðslu kjarnans, fjölda róteinda og nifteinda (massatölu). Það er nauðsynlegt að borga eftirtekt til the gildi atómmassi - þetta er eitt af helstu einkennum frumefni. tímabili hefur fjöldi samsvarar fjölda af stigum orku. Í stuttu útgáfa af lotukerfinu Group númer samsvarar fjölda rafeinda í ytri energaticheskom stigi. Teknar gögnin í almennum eiginleikum köfnunarefni því stöðu sína í reglubundnu kerfi:

• Þetta er ekki úr málmi frumefni er í efra hægra horninu á SS.
• Efnatáknið: N.
• Property númer: 7.
• Hlutfallsleg atómmassi: 14,0067.
• Formúla rokgjörnu vetni efnasamböndin: _NH3 (ammoníak).
• Við, myndar hærri oxíð N ₂ O _5, sem er jafnt og valency köfnunarefni V.

Uppbygging nitur atómið sem:

• kjarnahleðslan 7.
• Fjölda róteindunum: 7; fjölda nifteinda: 7.
• Fjöldi orku: 2.
• Heildarfjöldi rafeinda: 7; E Formula: 1S ² 2s ² 2p ^3.

Details rannsökuð stöðugt yfir samsætur № þáttur 7, massi Numbers þeirra - 14 og 15. Innihald að þvinga hringlaga atóm sem er 99,64%. Í kjarna skammvinn fyrir geislavirkar samsætur er einnig 7 róteindir, og fjöldi nifteinda er mjög mismunandi: 4, 5, 6, 9, 10.

Köfnunarefni í náttúrunni

Sem hluti af loftsameindir eru til staðar jörð slíður einfalt efnið, sem uppskrift - N _2. Innihald nitri í andrúmsloftinu er um 78,1 rúmmál%. Ólífræn frumefnið í jarðskorpunni - ýmsir ammóníumsölt nítratlyfja og (niter). Efnasambönd með formúluna og með nöfnum þeirra sumir af mikilvægustu efnanna:

• NH _3, ammoníak.
• NO _2, köfnunarefni díoxíð.
• Nano ₃ Natríumnítrat.
• _{(NH4) 2} SO _4, ammoníum súlfat.

The gildishleðsla á köfnunarefnið í tveimur síðastnefndu efnasamböndunum - IV. Kol, jarðvegi, lífverum einnig innihalda N atóm í bundinni gerð. Köfnunarefni er hluti af amínósýrum stórsameindum, sem DNA og RNA kirni, hormón og blóðrauða. The heildamagn frumefnið í manns- líkamanum nær 2,5%.

einföld efni

Köfnunarefni í formi tvíatóma sameindir - mesta magn og þyngd á andrúmsloftinu loftinu. Substance, sem uppskrift er N _2, hefur engin lykt, lit og bragð. Þetta gas er meira en 2/3 loft jörð Vagina. The fljótandi köfnunarefni er litlaus efni, líkist vatn. Sýður við hitastig sem er -195,8 ° C. M (N ₂₎ = 28 g / mól. Einföld efnið svolítið auðveldara súrefni, köfnunarefni, loft, þéttleiki hennar er nálægt 1.

Atómum í sameindinni bindast þétt 3 deildir rafeindapör. Efnasambandið sýnir mikla chemical resistance, sem aðgreinir hana frá súrefni og önnur gaskenndum efiium. Til að um leið og köfhunarefhi sameind er skipt niður í stofiihluta atómum þess nauðsynlegir eru til að eyða orku 942.9 kJ / mól. Snertingu af þremur pör rafeinda er mjög sterkur, byrjar að brjóta niður þegar hitað yfir 2000 ° C

nánast ekki átt sér stað við venjulegar aðstæður, kloöiun sameindir komist inn atómum. Chemical inertness er einnig af völdum köfnunarefnis heill án polarlty í sameind sinni. Þeir hafa samskipti mjög veikt við hvert annað, þannig vinna sér loftkennt ástand málið á venjulegan þrýsting og við hitastig nálægt stofuhita. Low efnafræðileg virkni sameinda köfnunarefni er notað í mismunandi ferlum og tæki þar sem það er nauðsynlegt til að búa i sér óvirkan umhverfi.

Kloöiun sameinda _N2 getur átt sér stað undir áhrifum af sól geislun í efri lögum lofthjúpsins. Atomic köfnunarefni myndast, sem hvarfast með ákveðnum málma og málmleysingja við venjuleg (fosfór, brennisteinn, arsen) sem. Niðurstaðan er samruni af efni þeirra sem ástandi undirlagsins fengin óbeint.

köfnunarefni valency

Ytri rafeinda skel frumeindarinnar mynda 2S 3 og p rafeinda. Þessar neikvæðu köfnunarefni er hægt að gefa agnir þegar samskipti við aðra þætti sem passa við þá að draga úr eiginleika þess. Aðliggjandi vantar áttund í 3 rafeinda atóm sýnir oxidatíf getu. Rafdrægni köfnunarefni er hér að neðan málmi eiginleika þess eru minna áberandi en það sem í eru flúor, súrefni og klór. Þegar samskipti við þessar frumefna köfnunarefni gefur rafeindum (oxa). Afoxunin f neikvæðum jónum fylgt eftir af hvarfi við aðra málma og málmleysingja.

Dæmigerð köfnunarefni Valence - III. Í þessu tilviki eru Efnatengi mynduð með því að ytri p-aðdráttarafl varðar rafeindir og að setja sameiginlega (bindingum) par. Köfnunarefni er fær um að mynda gjafa-viðtakatengi skuldabréf að hámarki samkvæmt lone par þess rafeindapar, eins og er ammóníum jón NH ^{4 eða nýrra.}

Getting í rannsóknarstofu og iðnaði

aðferðum einni rannsóknarstofu sem byggjast á oxandi eiginleika koparoxíði. Nota amín efnasamband með vetni - ammóníaki _NH3. Þetta óþægilegt lykta gas vzaimoddeystvuet með duftformi kopar svart járnoxíð. Sú viðbrögð framleiðir köfnunarefni og virðist málmi kopar (rauð duft). Afhent á slöngunni veggjum waterdrops - annar hvarfafurðina.

Önnur rannsóknarstofu aðferð sem notast við amín efnasamband með málma - asíð, til dæmis _NaN3. Fengin með gasi, sem þarf ekki að hreinsa frá óhreinindum.

The rannsóknarstofu tekur til niðurbrot á ammóníum nitrite við köfnunarefni og vatni. Til að hefja viðbrögð, hitun krafist, þá ferillinn áfram með gasmyndun á hita (útvermið). Köfnunarefni er mengað með óhreinindi, þannig að það er hreinsað og þurrkað.

Tilreiðsla köfnunarefni í greininni:

• þáttaeiming fljótandi andrúmsloft - aðferð til að en þar er notast eðliseiginleika köfnunarefni og súrefni (annars konar suðumark);
• efnahvörf loftinu með heit kol;
• gleypin gas aðskilnað.

Milliverkanir við málma og vetni - Oxunareiginleikar

Tregðu varanlegar sameindir er ekki gert ráð einhvern beinan myndun köfnunarefnissambanda. Til að virkja frumeindir nauðsynleg eru til að sterk hita eða geislun efni. Köfnunarefni geta hvarfast við litíum við stofuhita, með magnesíum, kalsíum og natríum fer hvarfið fram aðeins með því að hita. Samsvarandi málmur nítríð myndast.

Samspil köfnunarefnis með vetni fer fram við hátt hitastig og þrýsting. Einnig þarf þetta ferli hvatann. Ammóníak fæst - einn af mikilvægustu efnasmíði. Köfnunarefni, sem oxandi miðli, sýnir í Tri neikvæðar þeirra oxunar ástönd:

• 3 (ammoníak og önnur köfnunarefnissambönd, vetni - karbíðum, nítríðum);
• -2 (hýdrasín N ₂ H _4);
• -1 (hýdroxýlamín _NH2 OH).

Mikilvægasta nitride - Ammóníak - unnin í miklu magni í iðnaði. Stóra vandamálið í langan tíma haldist efna inertness af köfnunarefni. uppsprettur hennar af hráefni voru nítrat, en steinefni áskilur tók að lækka hratt með vexti framleiðslu.

The mikill árangur af efna- vísindum og reynd hefur verið stofnun ammoníak köfnunarefni upptaka tækni á sviði iðnaðar mælikvarða. Í sérstökum dálkum er með beinni efnasmíði - afturkræft aðferð milli köfnunarefnis sem er ákvarðað úr loftinu og vetni. Þegar skapa bestu aðstæður, færist jafnvægi í þessu hvarfi við afurðina hlið, með því að nota þar sem hvatinn ammoníak heimtur er 97%.

Milliverkanir við súrefni - að draga úr eiginleikar

Til að byrja á viðbrögð köfnunarefni og súrefni, verður að vera sterk upphitun. Hafa nægilega orku rafmagns boga og eldingu útskrift til andrúmsloft. Mikilvægustu ólífræn efnasambönd þar sem köfnunaefnið er í jákvæðu oxunar ástönd hennar:

• 1 (köfnunarefnisoxíð (I) N ₂ O);
• 2 (NO sem í eru köfnunarefni eiturgufum);
• 3 (köfnunarefnisoxíð (III) N ₂ O _3, HNO ₂ saltpéturssýrling, nítrít sölt þar af);
• 4 (köfnunarefnisdíoxíð (IV) NO _2);
• 5 (köfnunarefni pentoxide (V) N ₂ O _5, HNO ₃ saltpéturssýra, nítrat).

Verðmæti náttúrulegs

Plöntur taka ammóníumjónir og nítrat anjónir úr jarðvegi sem notað er til þess að framleiða efnahvarfa í eru lífrænar sameindir í frumum stöðugt í gangi. Köfnunarefni úr andrúmsloftinu hnútar bakteríur geta samlagast - í örsmáum einingar mynda hnökra á rætur belgjurt. Þess vegna þessi hópur plantna fékk nauðsynlegar rafhlöðuna, það auðgar jarðveginn.

Á meðan suðrænum stormur komið fram oxunarhvarf af köfnunarefni úr andrúmsloftinu. Oxíð eru leyst upp til þess að mynda sýrur, Þessi efnasambönd með köfnunarefni að komast inn í jarðveginn í vatninu. Vegna hringrás þáttum í náttúrunni eru stöðugt replenished forðann í jarðskorpunni, í loftið. Flóknum lífrænum sameindum sem innihalda köfnunarefni í samsetningu hennar, brotna niður fyrir tilstilli pylori á fleiri ólífrænna efnasambanda.

hagnýtingu

Mikilvægustu köfnunarefnissambönd í landbúnaði - mjög leysanlegt salt. Upptekið af plöntur þvagefni nítrat (natríum, kalíum, kalsíum), ammóníum efnasambönd (ammónlakvatni, klóríð, súlfat, ammoníum nítrat).
Óvirkum eignir köfnunarefni plöntur vanhæfni til að gleypa það utan frá leiða til þess að þurfa að gera stóra skammta árlega nítrötum. Hlutar plöntunnar lífverunnar eru fær um að geyma macrocell orku "til framtíðar", sem brýtur á gæði vörunnar. Umfram nítröt í grænmeti og ávöxtum getur valdið eitrun í mönnum, vöxt illkynja æxli. Í viðbót við landbúnaði, eru köfnunarefnissambönd notað í öðrum greinum:

• til framleiðslu á lyfjum;
• fyrir efnasmíði af hár-sameinda efnasamböndum;
• í framleiðslu á sprengiefni úr trinitrotoluene (TNT);
• til framleiðslu á litarefni.

NO oxíð finnur notkun í skurðaðgerð, efnið hefur verkjastillandi áhrif. Tap á tilfinningu þegar gas innöndun eftir að jafnvel fyrstu vísindamenn nitrogen efnafræðilega eiginleika. Þannig að það var algengt nafn "hlæja gas".

The vandamál af nítrat í landbúnaðarafurðum

Sölt saltpéturssýru - um nítrat - innihélt hverju efni fyrir sig hlaðin anjón NO ^3-. Enn notaði gamla nafn á þeim flokki efna - nítrat ammóníum. Nítröt eru notuð til að frjóvga akra, í gróðurhúsum, görðum. Koma þá á vorin áður en gróðursetningu í sumar - í formi fljótandi feedings. Með sig, efnið er ekki sitja í mikla hættu við fólk, en í líkamanum, þau eru umreiknaðar í nítrít, þá í nítrósamín. Nitrite NO ^2- jónum - eitruð agnir, valda þeir oxun á járn járni í blóðrauðagildið sameindir í þrígildra jónir. Í þessu ástandi, meginefni blóði manna og dýra er ekki hægt að flytja súrefni og fjarlægja koltvísýring úr vefjum.

The hættulegri nítrat mengun matvæla fyrir heilsu manna:

• illkynja æxli sem myndast til þess að breyta nítrats til nítrósaminum (krabbameinsvaldandi);
• þróun sáraristilbólgu,
• lágþrýsting eða háþrýsting;
• hjartabilun;
• blæðingarsjúkdóma
• sár í lifur, brisi og þróun á sykursýki;
• þróun nýrnabilun;
• blóðleysi, skert minni, athygli og upplýsingaöflun.

Samtímis notkun mismunandi vörur með stórum skömmtum af nítrötum leiðir til bráða eitrun. Heimildir geta verið plöntur, drekka vatn, tilbúnum kjötréttum. Liggja í bleyti í hreinu vatni og elda geta dregið úr næring efni nítrat vörum. Rannsakendur komust að fyrir stærri skammta af hættuleg efnasambönd fram hjá óþroskuðum og losun plöntuframleiðslu.

Fosfór - þáttur Pnictogen

Atóm frumefna sem eru í sama lóðrétta dálki reglubundnu kerfi, að þær sýna sameiginlegra eiginleika. Fosfór er staðsett í þriðja tímabili, vísar það til hóp 15, sem og köfnunarefni. Uppbygging þættir svipuð atóm, en það eru mismunandi eiginleika. Nitrogen og fosfór eru með neikvætt valency og oxunarstig lll með efnasambönd þeirra við málma og vetni.

Margir fosfór Viðbrögð halda áfram við venjulegt hitastig, efnafræðilega virkur þáttur. Er hvarfað við súrefni til að mynda P ₂ O ₅ hærri oxíð. Vatnskennda Lausn af þessu efni hefur eiginleika sýru (metafosfórsýru). Á meðan hitað er ortófosfórsýru fæst. Það skilgreinir fjölda af tegundum af söltum, en mörg þeirra ólffrænu áburð, til dæmis superphosphates. Köfnunarefni og fosfór efnasambönd eru mikilvægur hluti af hringrás efnis og orku á jörðinni okkar, sem notuð eru í iðnaði, landbúnaði og öðrum sviðum.