اطلاعات در مورد نیتروژن

ویژگیهای درخور نگرش:
چرخه
نیتروژن چرخه نیتروژن چرخه نیتروژن--> چرخه نیتروژن نیتروژن از گروه
غیر فلزات بوده و دارای بار الکترون منفی 3.0 می‌باشد. نیتروژن پنج
الکترون در پوسته خود داشته و در نتیجه در اکثر ترکیبات سه ظرفیتی است.
نیتروژن خالص یک گاز بی اثر و بی رنگ است و 78% جو زمین را به خود اختصاص
داده است. در 63Kمنجمد شده و در 77K به صورت مایع تبدیل به ماده سرمایشی
معروف سرمازا (Cryogen) می‌شود.

کاربردها:
مهم‌ترین کاربرد
اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) است.
آمونیاک معمولاً برای تولید کود و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده
می‌شود. نیتروژن همچنین به‌عنوان پرکننده بی اثر، در مخزنهای بزرگ برای
نگهداری مایعات قابل انفجار، در هنگام ساخت قطعات الکترونیک مانند
ترانزیستور، دیود و مدار یکپارچه و همچنین برای ساخت فلزات ضد زنگ استفاده
می‌شود. نیتروژن همچنین به صورت ماده خنک کننده، برای هم منجمد کردن غذا و
هم ترابری آن، نگهداری اجساد و یاخته‌های تناسلی (اسپرم و تخم مرغ)، و در
زیست‌شناسی برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد.
نمک
اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مانند نیترات پتاسیوم و سدیوم و نیترات
آمونیوم است. که اولی برای تولید باروت و دومی برای تولید کود به کار
می‌رود. ترکیبات نیترات شده مانند نیتروگلیسرین و تری نیترو تولوئن
(تی‌ان‌تی) معمولاً منفجر شونده هستند.
اسید نیتریک به عنوان ماده
اکسید کننده در مایع سوخت موشک‌ها استفاده می‌شود. هیدرازین و مشتقات آن
نیز در سوخت موشک‌ها بکار می‌روند. نیتروژن اغلب در سرمازاها (Cryogens)،
به صورت مایع (معمولاً LN2) استفاده می‌شود. نیتروژن مایع با عمل تقطیر
هوا به دست می‌آید. در فشار جو، نیتروژن در دمای -195.8 درجه سانتیگراد
(-320.4 درجه فارنهایت) مایع می‌شود.
نیتروژن یا ازت یکی از عناصر
شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن N و عدد اتمی آن 7 است. نیتروژن
معمولاً به صورت یک گاز، غیر فلز، دو اتمی بی اثر، بی رنگ، بی مزه و بی بو
است که 78% جو زمین را در بر گرفته و عنصر اصلی در بافتهای زنده است.
نیتروژن ترکیبات مهمی مانند آمونیاک اسید نیتریک و سیانیدها را شکل می‌دهد.

پیدایش:
نیتروژن
بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم است. (78.1 % حجمی) و برای اهداف
صنعتی با عمل تقطیر هوای مایع بدست می‌آید. ترکیباتی که حاوی این عنصر
هستند در فضای بیرونی نیز مشاهده شده اند. نیتروژن -14 در اثر عمل همجوشی
هسته‌ای در ستارگان، تولید می‌گردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات
حیوانی مانند چلغوز(فضله ٔ مرغان و پرندگان یا کود) بوده و معمولاً به
صورت اوره، اسید اوریک و ترکیباتی از محصولات نیتروژنی یافت می‌شود.

ترکیبات:
اصلی‌ترین
هیدرید نیتروژن، آمونیاک است (NH3)، البته هیدرازین (N2H4) نیز مشهور است.
ترکیب آمونیاک ساده تر از آب بوده و در محلول یونهای آمونیاک (NH4+) را
تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده و آمونیاک و
یونهای آمینه (NH2-) را بوجود می‌آورد؛ که البته هر دو نمک آمیدها و
نیترید شناخته شده اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک
به تنهایی یا باهم، آمینها نامیده می‌شوند. زنجیره ها، حلقه‌ها و
ساختارهای بزرگ‌تر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده اند، ولی در واقع
ناپایدار هستند.
گروههای دیگر آنیونهای نیتروژن، آزیدین‌ها (N3-)
هستند، که خطی بوده و نسبت به دی اکسید کربن ایزو الکتریک هستند. مولوکول
دیگر با ساختار مشابه، مونوکسید دی نیتروژن N2O یا گاز خنده است، و یکی از
اکسیدهای گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسید نیتروژن (NO) و دی اکسید
نیتروژن (NO2) است، که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند. که دومی تمایلی
را به دوپارشدن نشان داده و از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده است.
اکسیدهای
استاندارد بیشتری مانند تری اکسید دی نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی
نیتروژن (N2O5) معمولاً تا حدی نا پایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای
متناظر آنها نیتروس (HNO2) و اسید نیتریک (HNO3) بوده با نمکهای متناظر که
نیتریتها و نیتراتها نامیده می‌شوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که
از هیدرونیوم قوی تر است.

نقش زیست‌شناختی:
نیتروژن عنصر اصلی
اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده‌ای حیاتی برای ادامه
زندگی می‌کنند، است. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند
می‌تواند عمل بازیافت نیتروژن را به طور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه
ریشه‌های آنها دارای برآمدگی هایی، برای نگهداری میکروبهایی است که عمل
تبدیل به آمونیاک را فرایندی به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهد، می‌باشد.
این گیاهان آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده و
پروتئین میسازند.

ایزوتوپها:
نیتروژن دو ایزوتوپ پایدار دارد:
(N-14 , N-15). که مهم‌ترین آن دو N-14 (99.634%) است که در چرخه CNO در
ستارگان تولید می‌شود. مابقی، ایزوتوپ N-15 است. یکی از ده ایزوتوپی که به
صورت مصنوعی تولید می‌شوند دارای نیمه عمر نه دقیقه‌ای داشته و ایزوتوپهای
دیگر نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند.
واکنشهای زیست‌شناختی-واسطهای
(مانند همانند سازی، جذب و ترکیب نیترات سازی) و ... پویایی نیتروژن در
خاک را به شدت کنترل می‌کنند. این ترکیبات معمولاً باعث عمل غنی سازی N-15
لایه زیرین و تخلیه محصول می‌شود. البته این فرایند سریع اغلب مقادیری از
آمونیام و نیترات نیز در بر دارد، زیرا آمونیوم بصورت ترجیحی به‌وسیله
سایبان جو نیترات، نکهداری می‌شود. خاک نیتراتی نسبت به خاک آمونیومی،
توسط ریشه درختان بهتر جذب و ترکیب می‌شود.

هشدارها:
کودهای
نیتراتی شسته شده منبع اصلی آلودگی رودها و آبهای زیر زمینی است. سیانو
(-CN) حاوی ترکیباتی است که بی نهایت سمی بوده و برای حیوانات و همه
پستانداران کشنده است.

مطالب حاشیه ی مقاله:
جدول کامل
عمومی
نام, علامت اختصاری, شماره نیتروژن, N, 7
گروه شیمیایی غیرفلزها
گروه, تناوب, بلوک 15 (VA), 2, p
جرم حجمی, سختی 1.2506 kg/m3(273K), NA
رنگ: بی‌رنگ

خواص اتمی
وزن اتمی 14.0067 واحد جرم اتمی
شعاع اتمی (calc.) 65 (56) pm
شعاع کووالانسی 75 pm
شعاع وندروالس 155 pm
ساختار الکترونی 1s2 2s2 2p3
-e بازای هر سطح انرژی 2, 5
درجه اکسایش (اکسید) ±3,5,4,2 (strong acid)
ساختار کریستالی شش‌ضلعی
خواص فیزیکی
حالت ماده gas
نقطه ذوب 63.14 K (-345.75 ?F)
نقطه جوش 77.35 K (-320.17 ?F)
حجم مولی 13.54 ×10-3 m3/mol
گرمای تبخیر 2.7928 kJ/mol
گرمای همجوشی 0.3604 kJ/mol
فشار بخار __ Pa at __ K
سرعت صوت 334 m/s at 298.15 K
متفرقه
الکترونگاتیویته 3.04 (مقیاس پائولینگ)
ظرفیت گرمایی ویژه 1040 J/(kg*K)
رسانائی الکتریکی __ 106/m ohm
رسانائی گرمایی 0.02598 W/(m*K)
1st پتانسیل یونش 1402.3 kJ/mol
2nd پتانسیل یونش 2856 kJ/mol
3rd پتانسیل یونش 4578.1 kJ/mol
4th پتانسیل یونش 7475.0 kJ/mol
5th پتانسیل یونش 9444.9 kJ/mol
6th پتانسیل یونش 53266.6 kJ/mol
7th پتانسیل یونش 64360 kJ/mol
پایدارترین ایزوتوپها
ایزو وفور طبیعی نیمه عمر DM DE MeV DP
13N {syn.} 9.965 m e capture 2.220 13C
14N 99.634% N is پایدار with 7 نوترون
15N 0.366% N is stable with 8 neutrons

اطلاعات در مورد نیتروژن

مطالب مشابه :

همه چیز در مورد ترانزیستور ها

دانلود تحقیق پاورپوینت در مورد تکنولوژی HD

کار با برق

لیست عناوین برق، الکترونیک ، مخابرات

دیود نوری و دیود نورانی

مدارات تلويزيون

اطلاعات در مورد نیتروژن