Penunjukan nitrogen dalam tabel. Nitrogen - Ensiklopedia Besar Soviet

Nitrogen adalah unsur kimia dengan nomor atom 7. Merupakan gas yang tidak berbau, tidak berasa dan tidak berwarna.


Dengan demikian, seseorang tidak merasakan keberadaan nitrogen di atmosfer bumi, padahal 78 persennya terdiri dari zat tersebut. Nitrogen adalah salah satu zat paling umum di planet kita. Anda sering mendengar bahwa tanpa nitrogen tidak akan ada makanan, dan ini memang benar. Toh, senyawa protein yang menyusun semua makhluk hidup tentu mengandung nitrogen.

Nitrogen di alam

Nitrogen ditemukan di atmosfer dalam bentuk molekul yang terdiri dari dua atom. Selain di atmosfer, nitrogen ditemukan di mantel bumi dan di lapisan humus tanah. Sumber utama nitrogen untuk produksi industri adalah mineral.

Namun, dalam beberapa dekade terakhir, ketika cadangan mineral mulai menipis, muncul kebutuhan mendesak untuk memisahkan nitrogen dari udara dalam skala industri. Masalah ini kini telah terpecahkan, dan sejumlah besar nitrogen untuk kebutuhan industri diekstraksi dari atmosfer.

Peran nitrogen dalam biologi, siklus nitrogen

Di Bumi, nitrogen mengalami sejumlah transformasi yang melibatkan faktor biotik (yang berhubungan dengan kehidupan) dan abiotik. Nitrogen masuk ke tumbuhan dari atmosfer dan tanah, tidak secara langsung, tetapi melalui mikroorganisme. Bakteri pengikat nitrogen menahan dan memproses nitrogen, mengubahnya menjadi bentuk yang mudah diserap oleh tanaman. Di dalam tubuh tumbuhan, nitrogen diubah menjadi senyawa kompleks, khususnya protein.

Melalui rantai makanan, zat tersebut masuk ke tubuh herbivora dan kemudian predator. Setelah kematian semua makhluk hidup, nitrogen kembali ke tanah, di mana ia mengalami dekomposisi (amonifikasi dan denitrifikasi). Nitrogen terfiksasi di dalam tanah, mineral, air, memasuki atmosfer, dan lingkaran tersebut berulang.

Penerapan nitrogen

Setelah penemuan nitrogen (ini terjadi pada abad ke-18), sifat-sifat zat itu sendiri, senyawanya, dan kemungkinan penggunaannya dalam pertanian dipelajari dengan baik. Karena cadangan nitrogen di planet kita sangat besar, unsur ini mulai digunakan secara aktif.


Nitrogen murni digunakan dalam bentuk cair atau gas. Nitrogen cair memiliki suhu minus 196 derajat Celcius dan digunakan di bidang berikut:

— dalam kedokteran. Nitrogen cair adalah zat pendingin dalam prosedur cryotherapy, yaitu perawatan dingin. Pembekuan kilat digunakan untuk mengangkat berbagai tumor. Sampel jaringan dan sel hidup (khususnya sperma dan sel telur) disimpan dalam nitrogen cair. Suhu rendah memungkinkan biomaterial disimpan dalam waktu lama, kemudian dicairkan dan digunakan.

Kemungkinan menyimpan seluruh organisme hidup dalam nitrogen cair, dan, jika perlu, mencairkannya tanpa membahayakan, diungkapkan oleh para penulis fiksi ilmiah. Namun pada kenyataannya teknologi ini belum bisa dikuasai;

— dalam industri makanan Nitrogen cair digunakan saat membotolkan cairan untuk menciptakan lingkungan inert di dalam wadah.

Secara umum, nitrogen digunakan di area yang memerlukan lingkungan gas tanpa oksigen, misalnya di dalam ruangan.

— dalam pemadaman kebakaran. Nitrogen menggantikan oksigen, yang tanpanya proses pembakaran tidak akan didukung dan api akan padam.

Gas nitrogen telah diterapkan di industri berikut:

— produksi makanan. Nitrogen digunakan sebagai media gas inert untuk menjaga kesegaran produk kemasan;

— dalam industri minyak dan pertambangan. Saluran pipa dan tangki dibersihkan dengan nitrogen, kemudian disuntikkan ke tambang untuk membentuk lingkungan gas tahan ledakan;

— dalam pembuatan pesawat terbang Ban sasis diisi dengan nitrogen.

Semua hal di atas berlaku untuk penggunaan nitrogen murni, tetapi jangan lupa bahwa unsur ini adalah bahan awal untuk produksi berbagai senyawa secara massal:

- amonia. Zat yang mengandung nitrogen yang sangat dicari. Amonia digunakan dalam produksi pupuk, polimer, soda, dan asam nitrat. Itu sendiri digunakan dalam pengobatan, dalam pembuatan peralatan pendingin;

— pupuk nitrogen;

- bahan peledak;

- pewarna, dll.


Nitrogen bukan hanya salah satu unsur kimia yang paling umum, tetapi juga merupakan komponen yang sangat penting yang digunakan dalam banyak cabang aktivitas manusia.

Nitrogen merupakan salah satu unsur kimia yang terkenal, yang dilambangkan dengan huruf N. Unsur ini mungkin menjadi dasar kimia anorganik, mulai dipelajari secara detail di kelas 8 SD. Pada artikel ini kita akan melihat unsur kimia ini, serta sifat dan jenisnya.

Sejarah penemuan unsur kimia

Nitrogen merupakan unsur yang pertama kali diperkenalkan oleh ahli kimia terkenal Perancis Antoine Lavoisier. Namun banyak ilmuwan yang memperebutkan gelar penemu nitrogen, termasuk Henry Cavendish, Karl Scheele, dan Daniel Rutherford.

Dari hasil percobaannya, ia menjadi orang pertama yang mengisolasi suatu unsur kimia, namun tidak pernah menyadari bahwa ia telah memperoleh zat sederhana. Ia melaporkan pengalamannya dan juga melakukan sejumlah penelitian. Priestley mungkin juga berhasil mengisolasi unsur ini, namun ilmuwan tersebut tidak dapat memahami apa sebenarnya yang didapatnya, sehingga ia tidak pantas menyandang gelar penemu. Karl Scheele melakukan penelitian yang sama pada waktu yang sama dengan mereka, tetapi tidak sampai pada kesimpulan yang diinginkan.

Pada tahun yang sama, Daniel Rutherford berhasil tidak hanya memperoleh nitrogen, tetapi juga mendeskripsikannya, menerbitkan disertasi, dan menunjukkan sifat kimia dasar unsur tersebut. Namun Rutherford pun tidak pernah sepenuhnya memahami apa yang didapatnya. Namun dialah yang dianggap sebagai penemunya, karena dialah yang paling dekat dengan solusinya.

Asal usul nama nitrogen

Dari bahasa Yunani "nitrogen" diterjemahkan sebagai "tak bernyawa". Lavoisier-lah yang mengerjakan aturan tata nama dan memutuskan untuk memberi nama unsur tersebut seperti itu. Pada abad ke-18, yang diketahui tentang unsur ini hanyalah unsur ini tidak mendukung pernapasan. Oleh karena itu, nama ini diadopsi.

Dalam bahasa latin, nitrogen disebut “nitrogenium” yang artinya “melahirkan sendawa”. Sebutan nitrogen berasal dari bahasa Latin - huruf N. Namun nama itu sendiri tidak berakar di banyak negara.

Prevalensi elemen

Nitrogen mungkin merupakan salah satu unsur yang paling melimpah di planet kita, menempati peringkat keempat dalam kelimpahannya. Unsur tersebut juga ditemukan di atmosfer matahari, di planet Uranus dan Neptunus. Atmosfer Titan, Pluto, dan Triton terbuat dari nitrogen. Selain itu, atmosfer bumi terdiri dari 78-79 persen unsur kimia ini.

Nitrogen memainkan peran biologis yang penting karena diperlukan untuk keberadaan tumbuhan dan hewan. Bahkan tubuh manusia mengandung 2 hingga 3 persen unsur kimia ini. Bagian dari klorofil, asam amino, protein, asam nukleat.

Nitrogen cair

Nitrogen cair adalah cairan transparan tidak berwarna, salah satu bentuk agregat nitrogen kimia, banyak digunakan dalam industri, konstruksi, dan obat-obatan. Digunakan untuk membekukan bahan organik, peralatan pendingin, dan dalam pengobatan menghilangkan kutil (pengobatan estetika).

Nitrogen cair tidak beracun dan tidak mudah meledak.

Nitrogen molekuler

Nitrogen molekuler adalah unsur yang ditemukan di atmosfer planet kita dan membentuk sebagian besar atmosfernya. Rumus molekul nitrogen adalah N2. Nitrogen tersebut bereaksi dengan unsur atau zat kimia lain hanya pada suhu yang sangat tinggi.

Properti fisik

Dalam kondisi normal, unsur kimia nitrogen tidak berbau, tidak berwarna, dan praktis tidak larut dalam air. Nitrogen cair memiliki konsistensi yang mirip dengan air, transparan dan tidak berwarna. Nitrogen memiliki keadaan agregasi lain, pada suhu di bawah -210 derajat, ia berubah menjadi padat dan membentuk banyak kristal besar berwarna putih salju. Menyerap oksigen dari udara.

Sifat kimia

Nitrogen termasuk dalam kelompok non-logam dan mengambil sifat-sifat unsur kimia lain dari kelompok ini. Secara umum, nonlogam bukanlah penghantar listrik yang baik. Nitrogen membentuk berbagai oksida, seperti NO (monoksida). NO atau nitric oxide adalah pelemas otot (zat yang secara signifikan melemaskan otot tanpa menimbulkan bahaya atau efek lain pada tubuh manusia). Oksida yang mengandung lebih banyak atom nitrogen, misalnya N 2 O, merupakan gas tertawa dengan rasa agak manis, yang digunakan dalam pengobatan sebagai obat bius. Namun, NO 2 oksida tidak ada hubungannya dengan dua oksida pertama, karena merupakan gas buang yang cukup berbahaya yang terkandung dalam knalpot mobil dan sangat mencemari atmosfer.

Asam nitrat, yang dibentuk oleh atom hidrogen, atom nitrogen, dan tiga atom oksigen, merupakan asam kuat. Ini banyak digunakan dalam produksi pupuk, perhiasan, sintesis organik, industri militer (produksi bahan peledak dan sintesis zat beracun), produksi pewarna, obat-obatan, dll. Asam nitrat sangat berbahaya bagi tubuh manusia; ia meninggalkan bisul dan luka bakar kimia pada kulit.

Orang-orang secara keliru percaya bahwa karbon dioksida adalah nitrogen. Faktanya, karena sifat kimianya, suatu unsur hanya bereaksi dengan sejumlah kecil unsur dalam kondisi normal. Dan karbon dioksida adalah karbon monoksida.

Penerapan unsur kimia

Nitrogen cair digunakan dalam pengobatan untuk pengobatan dingin (cryotherapy), dan juga dalam memasak sebagai zat pendingin.

Elemen ini juga banyak diterapkan dalam industri. Nitrogen adalah gas yang tahan ledakan dan api. Selain itu, mencegah pembusukan dan oksidasi. Sekarang nitrogen digunakan di pertambangan untuk menciptakan lingkungan tahan ledakan. Gas nitrogen digunakan dalam petrokimia.

Dalam industri kimia sangat sulit dilakukan tanpa nitrogen. Ini digunakan untuk sintesis berbagai zat dan senyawa, misalnya beberapa pupuk, amonia, bahan peledak, dan pewarna. Saat ini sejumlah besar nitrogen digunakan untuk sintesis amonia.

Dalam industri makanan, zat ini terdaftar sebagai bahan tambahan makanan.

Campuran atau zat murni?

Bahkan para ilmuwan pada paruh pertama abad ke-18 yang berhasil mengisolasi unsur kimia tersebut mengira bahwa nitrogen adalah campuran. Namun ada perbedaan besar antara konsep-konsep ini.

Ia memiliki berbagai macam sifat permanen, seperti komposisi, sifat fisik dan kimia. Campuran adalah senyawa yang mengandung dua atau lebih unsur kimia.

Kita sekarang tahu bahwa nitrogen adalah zat murni karena merupakan unsur kimia.

Saat mempelajari kimia, sangat penting untuk memahami bahwa nitrogen adalah dasar dari semua kimia. Ini membentuk berbagai senyawa yang kita semua temui, termasuk gas tertawa, gas coklat, amonia, dan asam nitrat. Bukan tanpa alasan kimia di sekolah dimulai dengan mempelajari unsur kimia seperti nitrogen.

1. nitrogen - (Alkimia.) Prinsip kreatif di Alam, yang sebagian besar disimpan dalam Cahaya Astral. Hal ini dilambangkan dengan sosok yang melambangkan salib (lih. Kamus Teosofis
2. Azoth - Az'ot (tempat berbenteng) (Yos. 13:3; Yosua 15:47; 1 Raja-raja 5:1, 3.5-7; 1 Raja-raja 6:17; 2 Tawarikh 26:6; Neh.4:7; Neh .13:23; Yes.20:1; Yer.25:20; Am.1:8; Am.3:9; Zeph.2:4; Zak.9:6; Kis. 8:40) - salah satu lima kota utama Filistin. Kamus Alkitab Vikhlyantsev
3. nitrogen - nitrogen m Suatu unsur kimia, gas tidak berwarna dan tidak berbau yang menyusun sebagian besar udara dan merupakan salah satu unsur utama nutrisi tanaman. Kamus Penjelasan oleh Efremova
4. NITROGEN - NITROGEN (lat. Nitrogenium) - N, unsur kimia golongan V tabel periodik, nomor atom 7, massa atom 14,0067. Namanya berasal dari bahasa Yunani a - awalan negatif dan zoe - kehidupan (tidak mendukung respirasi dan pembakaran). Kamus ensiklopedis besar
5. nitrogen - Nitrogen, hal. tidak, m.[dari bahasa Yunani. negatif. a dan zoe – kehidupan]. Gas tidak berwarna dan tidak berbau ditemukan di udara. || Unsur kimia (kimia). Kamus besar kata-kata asing
6. nitrogen - Dipinjam dari Perancis bahasa pada abad ke-18 Perancis. azote adalah formasi baru dari ahli kimia Lavoisier (Yunani a "tidak" dan zōos "hidup"). Nitrogen secara harfiah berarti “tidak memberi kehidupan.” Lihat zoologi dengan akar yang sama. Kamus Etimologis Shansky
7. nitrogen - NITROGEN -a; m.[Perancis] azote dari bahasa Yunani. an- - tidak-, tanpa- dan zōtikos - memberi kehidupan]. Unsur kimia (N), suatu gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang tidak mendukung respirasi dan pembakaran (merupakan bagian utama udara berdasarkan volume dan massa... Kamus Penjelasan Kuznetsov
8. nitrogen - AZ'OT, nitrogen, pl. tidak ada suami (dari bahasa Yunani negatif a dan zoe - kehidupan). Gas tidak berwarna dan tidak berbau ditemukan di udara. | Unsur kimia (kimia). Kamus Penjelasan Ushakov
9. Nitrogen - I (tanda kimia N, berat atom - 14) - salah satu unsur kimia; gas tidak berwarna yang tidak berbau dan tidak berasa; sangat sedikit larut dalam air. Berat jenisnya adalah 0,972. Kamus Ensiklopedis Brockhaus dan Efron
10. nitrogen - NITROGEN, a, m Unsur kimia, gas tidak berwarna dan tidak berbau, komponen utama udara, yang juga merupakan bagian dari protein dan asam nukleat. | adj. mengandung nitrogen, aya, oh dan mengandung nitrogen, aya, oh. Nitrat, asam nitrat. Pupuk nitrogen. Kamus Penjelasan Ozhegov
11. Azoth - Ashdod (Ashdod), pertama kali disebutkan dalam Yosua 11:22 sebagai kota Anakim. Kota ini kemudian dimasukkan dalam lima negara kota besar Filistin bersama dengan Gaza, Askelon, Gat, dan Ekron (Yosua 13:3; 1 Sam. 6:17). menurut. Yosua 15:47... Ensiklopedia Alkitab Brockhaus
12. Azoth - (tempat berbenteng; Yosua 11:22, 13:3, 15:47, Hakim 1:18, Kisah Para Rasul 8:40) - salah satu dari lima kota utama orang Filistin, di pantai timur Laut Mediterania, antara Ekron dan Ascalon, dalam 15 -ti atau 20 eng. mil ke desa dari Gaza. Ensiklopedia Alkitab Archimandrite. Nikeforos
13. nitrogen - NITROGEN (dari awalan Yunani a, di sini berarti ketidakhadiran, dan kehidupan; lat. Nitrogenium, dari nitrum - sendawa dan bahasa Yunani gennao - saya melahirkan, menghasilkan) N kimia. elemen V gr. tabel periodik, di. N. 7, di. m.14.0067. Alam Ensiklopedia kimia
14. nitrogen - -a, m Suatu unsur kimia, gas tidak berwarna dan tidak berbau yang tidak mendukung pembakaran (merupakan bagian utama udara berdasarkan volume atau massa, dan merupakan salah satu unsur utama nutrisi tanaman). [Perancis azote dari bahasa Yunani. ’α- - non-, tanpa- dan ζωή - hidup] Kamus akademis kecil
15. nitrogen - Perancis – azote. Yunani – azoos (tidak hidup). Kata “nitrogen” mulai dikenal dan digunakan di Rusia sejak abad ke-18. sebagai istilah ilmiah untuk unsur kimia, gas yang tidak berwarna. Kamus Etimologis Semenov
16. Azoth - Azōtus, kota Ἄζωτος di Palestina, dekat laut. Itu ditaklukkan oleh Psammetichus dari Mesir (Hdt. 2.157), serta Jonathan Maccabeus, yang menghancurkannya. Pada tahun 56 SM, bersama dengan kota-kota lain, dibangun kembali oleh gubernur Gabinius. A. dalam Perjanjian Lama, n. Desa Esdud. Kamus Barang Antik Klasik
17. nitrogen - NITROGEN (dari bahasa Yunani a- - awalan, di sini berarti ketidakhadiran, dan Joe - kehidupan; lat. Nitrogenium), N, kimia. unsur, gas tidak berwarna. Dasar massanya terkonsentrasi dalam keadaan bebas di atmosfer. Kamus Pertanian
18. nitrogen - Nitrogen/. Kamus ejaan morfemik
19. NITROGEN - NITROGEN (simbol N), unsur kimia tidak berwarna dan tidak berbau yang termasuk dalam golongan V tabel periodik. Ditemukan pada tahun 1772, biasanya ditemukan dalam bentuk gas. Ini adalah komponen utama atmosfer bumi (78% volume). Kamus ilmiah dan teknis
20. nitrogen - orf. nitrogen, -a Kamus ejaan Lopatin
21. nitrogen - Kata ini diciptakan secara artifisial pada tahun 1787, ketika istilah ilmiah diperlukan untuk nama gas ini. Karena gas ini tidak mendukung pernapasan dan nama tersebut diciptakan sesuai... Kamus etimologis Krylov
22. Nitrogen - I Nitrogen (Nitrogenium, N) unsur kimia golongan V sistem periodik D.I. Mendeleev, salah satu unsur kimia paling umum di alam. Terdiri dari semua organisme hidup... Ensiklopedia kedokteran
23. Nitrogen - N (lat. Nitrogenium * a. nitrogen; n. Stickstoff; f. azote, nitrogene; i. nitrogeno), - kimia. unsur golongan V bersifat periodik. Sistem Mendeleev, at.sci. 7, di. m.14.0067. Dibuka pada tahun 1772 peneliti D.Rutherford. Dalam kondisi normalA. Ensiklopedia gunung
24. nitrogen - Nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen, nitrogen Kamus Tata Bahasa Zaliznyak
25. nitrogen - NITROGEN m.kimia. basa, unsur utama sendawa; sendawa, sendawa, sendawa; Ini juga merupakan komponen utama udara kita dalam hal kuantitas (nitrogen - 79 volume, oksigen - 21). Nitrogen, nitrogen, nitrogen mengandung nitrogen. Kamus Penjelasan Dahl
26. nitrogen - kata benda, jumlah sinonim: 8 gas 55 non-logam 17 nitrogen 1 organogen 6 sendawa 3 sendawa 3 sendawa 3 unsur 159 Kamus sinonim Rusia
27. nitrogen - NITROGEN -a m.azote m.<�араб. 1787. Лексис.1. алхим. Первая материя металлов - металлическая ртуть. Сл. 18. Пустился он <�парацельс>sampai ke ujung dunia, menawarkan Laudanum dan Azoth miliknya kepada semua orang dengan harga yang sangat wajar... Kamus Gallicisms dari bahasa Rusia

Isi artikel

NITROGEN, N (nitrogenium), unsur kimia (di nomor 7) subkelompok VA dari tabel periodik unsur. Atmosfer bumi mengandung 78% (vol.) nitrogen. Untuk menunjukkan seberapa besar cadangan nitrogen ini, kami mencatat bahwa di atmosfer di atas setiap kilometer persegi permukaan bumi terdapat begitu banyak nitrogen sehingga terdapat hingga 50 juta ton natrium nitrat atau 10 juta ton amonia (senyawa nitrogen dengan hidrogen) dapat diperoleh darinya, namun ini merupakan sebagian kecil dari nitrogen yang terkandung dalam kerak bumi. Keberadaan nitrogen bebas menunjukkan kelembamannya dan sulitnya berinteraksi dengan unsur lain pada suhu biasa. Nitrogen tetap adalah bagian dari bahan organik dan anorganik. Kehidupan tumbuhan dan hewan mengandung nitrogen yang terikat pada karbon dan oksigen dalam protein. Selain itu, senyawa anorganik yang mengandung nitrogen seperti nitrat (NO 3 –), nitrit (NO 2 –), sianida (CN –), nitrida (N 3 –) dan azida (N 3 –) telah diketahui dan dapat diperoleh di jumlah besar ).

Referensi sejarah.

Eksperimen A. Lavoisier, yang ditujukan untuk mempelajari peran atmosfer dalam memelihara kehidupan dan proses pembakaran, menegaskan keberadaan zat yang relatif lembam di atmosfer. Tanpa menetapkan sifat unsur gas yang tersisa setelah pembakaran, Lavoisier menyebutnya azote, yang berarti “tak bernyawa” dalam bahasa Yunani kuno. Pada tahun 1772, D. Rutherford dari Edinburgh menetapkan bahwa gas ini adalah suatu unsur dan menyebutnya “udara berbahaya”. Nama latin nitrogen berasal dari kata Yunani nitron dan gen, yang berarti "pembentuk sendawa".

Fiksasi nitrogen dan siklus nitrogen.

Istilah "fiksasi nitrogen" mengacu pada proses pengikatan nitrogen atmosfer N 2 . Di alam, hal ini dapat terjadi melalui dua cara: kacang-kacangan, seperti kacang polong, semanggi, dan kedelai, menumpuk bintil-bintil di akarnya, tempat bakteri pengikat nitrogen mengubahnya menjadi nitrat, atau nitrogen di atmosfer teroksidasi oleh oksigen dalam kondisi kilat. S. Arrhenius menemukan bahwa hingga 400 juta ton nitrogen difiksasi setiap tahun dengan cara ini. Di atmosfer, nitrogen oksida bergabung dengan air hujan membentuk asam nitrat dan asam nitrat. Selain itu, telah diketahui bahwa dengan hujan dan salju, kira-kira. 6700 gram nitrogen; mencapai tanah, mereka berubah menjadi nitrit dan nitrat. Tumbuhan menggunakan nitrat untuk membentuk protein nabati. Hewan, yang memakan tumbuhan ini, mengasimilasi zat protein tumbuhan dan mengubahnya menjadi protein hewani. Setelah kematian hewan dan tumbuhan, mereka membusuk dan senyawa nitrogen berubah menjadi amonia. Amonia digunakan dalam dua cara: bakteri yang tidak membentuk nitrat memecahnya menjadi unsur-unsur, melepaskan nitrogen dan hidrogen, dan bakteri lain membentuk nitrit darinya, yang dioksidasi oleh bakteri lain menjadi nitrat. Beginilah siklus nitrogen terjadi di alam, atau siklus nitrogen.

Struktur inti dan kulit elektron.

Ada dua isotop stabil nitrogen di alam: dengan nomor massa 14 (mengandung 7 proton dan 7 neutron) dan dengan nomor massa 15 (mengandung 7 proton dan 8 neutron). Perbandingannya adalah 99,635:0,365, jadi massa atom nitrogen adalah 14,008. Isotop nitrogen tidak stabil 12 N, 13 N, 16 N, 17 N diperoleh secara buatan. Secara skematis, struktur elektronik atom nitrogen adalah sebagai berikut: 1 S 2 2S 2 2hal x 1 2hal y 1 2hal 1 . Akibatnya, kulit elektron terluar (kedua) mengandung 5 elektron yang dapat ikut serta dalam pembentukan ikatan kimia; orbital nitrogen juga dapat menerima elektron, mis. pembentukan senyawa dengan bilangan oksidasi dari (–III) sampai (V) dimungkinkan, dan diketahui.

Nitrogen molekuler.

Dari penentuan massa jenis gas diketahui bahwa molekul nitrogen bersifat diatomik, yaitu. rumus molekul nitrogen adalah Nє N (atau N 2). Dua atom nitrogen mempunyai tiga atom terluar 2 P-elektron setiap atom membentuk ikatan rangkap tiga:N:::N:, membentuk pasangan elektron. Jarak antar atom N–N yang diukur adalah 1,095 Å. Seperti halnya hidrogen ( cm. HIDROGEN), ada molekul nitrogen dengan putaran inti yang berbeda - simetris dan antisimetris. Pada suhu biasa, perbandingan bentuk simetris dan antisimetris adalah 2:1. Dalam keadaan padat, dua modifikasi nitrogen diketahui: A– kubik dan B– heksagonal dengan suhu transisi A ® B–237.39°C. Modifikasi B meleleh pada –209,96°C dan mendidih pada –195,78°C pada 1 atm ( cm. meja 1).

Energi disosiasi satu mol (28,016 g atau 6,023 H 10 23 molekul) molekul nitrogen menjadi atom (N 2 2N) kira-kira –225 kkal. Oleh karena itu, nitrogen atom dapat terbentuk selama pelepasan listrik yang tenang dan secara kimia lebih aktif daripada nitrogen molekuler.

Tanda terima dan aplikasi.

Metode memperoleh unsur nitrogen bergantung pada kemurnian yang dibutuhkan. Nitrogen diperoleh dalam jumlah besar untuk sintesis amonia, sementara campuran kecil gas mulia dapat diterima.

Nitrogen dari atmosfer.

Secara ekonomi, pelepasan nitrogen dari atmosfer disebabkan oleh rendahnya biaya metode pencairan udara murni (uap air, CO 2, debu, dan kotoran lainnya dihilangkan). Siklus kompresi, pendinginan, dan perluasan udara yang berurutan menyebabkan pencairannya. Udara cair mengalami distilasi fraksional dengan kenaikan suhu yang lambat. Gas mulia dilepaskan terlebih dahulu, kemudian nitrogen, dan oksigen cair tetap ada. Pemurnian dicapai melalui proses fraksinasi berulang. Metode ini menghasilkan jutaan ton nitrogen setiap tahunnya, terutama untuk sintesis amonia, yang merupakan bahan baku dalam teknologi produksi berbagai senyawa yang mengandung nitrogen untuk industri dan pertanian. Selain itu, atmosfer nitrogen yang dimurnikan sering digunakan ketika keberadaan oksigen tidak dapat diterima.

Metode laboratorium.

Nitrogen dapat diperoleh dalam jumlah kecil di laboratorium dengan berbagai cara melalui oksidasi ion amonia atau amonium, misalnya:

Proses oksidasi ion amonium dengan ion nitrit sangat mudah:

Metode lain juga diketahui - penguraian azida ketika dipanaskan, penguraian amonia dengan tembaga(II) oksida, interaksi nitrit dengan asam sulfamat atau urea:

Dekomposisi katalitik amonia pada suhu tinggi juga dapat menghasilkan nitrogen:

Properti fisik.

Beberapa sifat fisik nitrogen diberikan dalam tabel. 1.

Sifat kimia.

Seperti telah disebutkan, sifat utama nitrogen dalam kondisi suhu dan tekanan normal adalah kelembamannya, atau aktivitas kimianya yang rendah. Struktur elektronik nitrogen mengandung pasangan elektron 2 S-level dan tiga setengah terisi 2 R-orbital, sehingga satu atom nitrogen dapat mengikat tidak lebih dari empat atom lainnya, mis. bilangan koordinasinya empat. Kecilnya ukuran suatu atom juga membatasi jumlah atom atau kelompok atom yang dapat berasosiasi dengannya. Oleh karena itu, banyak senyawa dari anggota subkelompok VA lainnya tidak memiliki analog sama sekali di antara senyawa nitrogen, atau senyawa nitrogen serupa menjadi tidak stabil. Jadi PCl 5 merupakan senyawa stabil, tetapi NCl 5 tidak ada. Sebuah atom nitrogen mampu berikatan dengan atom nitrogen lain sehingga membentuk beberapa senyawa yang cukup stabil, seperti hidrazin N 2 H 4 dan logam azida MN 3. Jenis ikatan ini tidak biasa untuk unsur kimia (kecuali karbon dan silikon). Pada suhu tinggi, nitrogen bereaksi dengan banyak logam, membentuk nitrida ionik parsial M X N kamu. Dalam senyawa ini, nitrogen bermuatan negatif. Di meja Tabel 2 menunjukkan bilangan oksidasi dan contoh senyawa terkait.

Nitrida.

Senyawa nitrogen dengan unsur yang lebih elektropositif, logam dan non-logam - nitrida - mirip dengan karbida dan hidrida. Mereka dapat dibagi tergantung pada sifat ikatan M–N menjadi ionik, kovalen, dan jenis ikatan perantara. Biasanya, ini adalah zat kristal.

Nitrida ionik.

Ikatan pada senyawa ini melibatkan transfer elektron dari logam ke nitrogen untuk membentuk ion N3–. Nitrida tersebut termasuk Li 3 N, Mg 3 N 2, Zn 3 N 2 dan Cu 3 N 2. Selain litium, logam alkali lainnya tidak membentuk subkelompok IA dari nitrida. Nitrida ionik memiliki titik leleh yang tinggi dan bereaksi dengan air membentuk NH3 dan logam hidroksida.

Nitrida kovalen.

Ketika elektron nitrogen berpartisipasi dalam pembentukan ikatan bersama dengan elektron unsur lain tanpa mentransfernya dari nitrogen ke atom lain, nitrida dengan ikatan kovalen terbentuk. Hidrogen nitrida (seperti amonia dan hidrazin) sepenuhnya kovalen, begitu pula nitrogen halida (NF 3 dan NCl 3). Nitrida kovalen meliputi, misalnya, Si 3 N 4, P 3 N 5 dan BN - zat putih yang sangat stabil, dan BN memiliki dua modifikasi alotropik: heksagonal dan seperti berlian. Yang terakhir ini terbentuk pada tekanan dan suhu tinggi dan memiliki kekerasan yang mendekati kekerasan berlian.

Nitrida dengan jenis ikatan perantara.

Unsur transisi bereaksi dengan NH 3 pada suhu tinggi untuk membentuk golongan senyawa yang tidak biasa di mana atom nitrogen tersebar di antara atom logam yang berjarak teratur. Tidak ada perpindahan elektron yang jelas dalam senyawa ini. Contoh nitrida tersebut adalah Fe 4 N, W 2 N, Mo 2 N, Mn 3 N 2. Senyawa ini biasanya bersifat inert dan mempunyai daya hantar listrik yang baik.

Senyawa hidrogen dari nitrogen.

Nitrogen dan hidrogen bereaksi membentuk senyawa yang samar-samar menyerupai hidrokarbon. Stabilitas hidrogen nitrat menurun seiring bertambahnya jumlah atom nitrogen dalam rantai, berbeda dengan hidrokarbon yang stabil dalam rantai panjang. Hidrogen nitrida yang paling penting adalah amonia NH 3 dan hidrazin N 2 H 4. Ini juga termasuk asam hidronitrat HNNN (HN 3).

Amonia NH3.

Amonia adalah salah satu produk industri terpenting dalam perekonomian modern. Pada akhir abad ke-20. Amerika memproduksi sekitar. 13 juta ton amonia setiap tahunnya (dalam bentuk amonia anhidrat).

Struktur molekul.

Molekul NH 3 memiliki struktur hampir piramidal. Sudut ikatan H–N–H adalah 107°, mendekati sudut tetrahedral 109°. Pasangan elektron bebas setara dengan gugus terikat, sehingga bilangan koordinasi nitrogen menjadi 4 dan nitrogen terletak di pusat tetrahedron.

Sifat amonia.

Beberapa sifat fisik amonia dibandingkan dengan air diberikan dalam tabel. 3.

Titik didih dan titik leleh amonia jauh lebih rendah dibandingkan air, meskipun berat molekul dan struktur molekulnya serupa. Hal ini dijelaskan oleh kekuatan ikatan antarmolekul yang relatif lebih besar dalam air dibandingkan dengan amonia (ikatan antarmolekul seperti itu disebut ikatan hidrogen).

Amonia sebagai pelarut.

Konstanta dielektrik dan momen dipol amonia cair yang tinggi memungkinkannya digunakan sebagai pelarut zat anorganik polar atau ionik. Pelarut amonia menempati posisi perantara antara air dan pelarut organik seperti etil alkohol. Logam alkali dan alkali tanah larut dalam amonia, membentuk larutan berwarna biru tua. Dapat diasumsikan bahwa solvasi dan ionisasi elektron valensi terjadi dalam larutan sesuai skema

Warna biru dikaitkan dengan solvasi dan pergerakan elektron atau mobilitas “lubang” dalam suatu cairan. Pada konsentrasi natrium yang tinggi dalam amonia cair, larutan memperoleh warna perunggu dan sangat konduktif secara listrik. Logam alkali yang tidak terikat dapat dipisahkan dari larutan tersebut dengan penguapan amonia atau penambahan natrium klorida. Larutan logam dalam amonia merupakan zat pereduksi yang baik. Autoionisasi terjadi pada amonia cair

mirip dengan proses yang terjadi di air:

Beberapa sifat kimia dari kedua sistem dibandingkan dalam Tabel. 4.

Amonia cair sebagai pelarut memiliki keunggulan dalam beberapa kasus dimana tidak memungkinkan untuk melakukan reaksi di dalam air karena cepatnya interaksi komponen dengan air (misalnya oksidasi dan reduksi). Misalnya, dalam amonia cair, kalsium bereaksi dengan KCl membentuk CaCl 2 dan K, karena CaCl 2 tidak larut dalam amonia cair, dan K larut, dan reaksi berlangsung sempurna. Di dalam air, reaksi seperti itu tidak mungkin terjadi karena interaksi cepat Ca dengan air.

Produksi amonia.

Gas NH 3 dilepaskan dari garam amonium di bawah aksi basa kuat, misalnya NaOH:

Metode ini dapat diterapkan dalam kondisi laboratorium. Produksi amonia skala kecil juga didasarkan pada hidrolisis nitrida, seperti Mg 3 N 2, dengan air. Kalsium sianamida CaCN 2 bila berinteraksi dengan air juga membentuk amonia. Metode industri utama untuk memproduksi amonia adalah sintesis katalitiknya dari nitrogen dan hidrogen di atmosfer pada suhu dan tekanan tinggi:

Hidrogen untuk sintesis ini diperoleh melalui perengkahan termal hidrokarbon, aksi uap air pada batu bara atau besi, penguraian alkohol dengan uap air, atau elektrolisis air. Banyak paten telah diperoleh untuk sintesis amonia, berbeda dalam kondisi proses (suhu, tekanan, katalis). Ada metode produksi industri melalui distilasi termal batubara. Nama F. Haber dan K. Bosch dikaitkan dengan perkembangan teknologi sintesis amonia.

Sifat kimia amonia.

Selain reaksi yang disebutkan dalam tabel. 4, amonia bereaksi dengan air membentuk senyawa NH 3 N H 2 O, yang sering disalahartikan sebagai amonium hidroksida NH 4 OH; nyatanya keberadaan NH 4 OH dalam larutan belum terbukti. Larutan amonia (“amonia”) dalam air sebagian besar terdiri dari NH 3, H 2 O dan konsentrasi kecil ion NH 4 + dan OH – yang terbentuk selama disosiasi

Sifat dasar amonia dijelaskan oleh adanya pasangan elektron bebas nitrogen:NH 3 . Oleh karena itu, NH 3 adalah basa Lewis, yang memiliki aktivitas nukleofilik tertinggi, yang diwujudkan dalam bentuk asosiasi dengan proton, atau inti atom hidrogen:

Setiap ion atau molekul yang mampu menerima pasangan elektron (senyawa elektrofilik) akan bereaksi dengan NH 3 membentuk senyawa koordinasi. Misalnya:

Simbol M N+ mewakili ion logam transisi (subgrup B dari tabel periodik, misalnya Cu 2+, Mn 2+, dll.). Setiap asam protik (yaitu yang mengandung H) bereaksi dengan amonia dalam larutan berair untuk membentuk garam amonium, seperti amonium nitrat NH 4 NO 3, amonium klorida NH 4 Cl, amonium sulfat (NH 4) 2 SO 4, amonium fosfat (NH 4) 3 PO 4. Garam ini banyak digunakan di bidang pertanian sebagai pupuk untuk memasukkan nitrogen ke dalam tanah. Amonium nitrat juga digunakan sebagai bahan peledak murah; pertama kali digunakan dengan bahan bakar minyak bumi (minyak solar). Larutan amonia berair digunakan langsung untuk dimasukkan ke dalam tanah atau dengan air irigasi. Urea NH 2 CONH 2, diperoleh melalui sintesis dari amonia dan karbon dioksida, juga merupakan pupuk. Gas amonia bereaksi dengan logam seperti Na dan K membentuk Amida:

Amonia juga bereaksi dengan hidrida dan nitrida membentuk Amida:

Amida logam alkali (misalnya NaNH 2) bereaksi dengan N 2 O ketika dipanaskan membentuk azida:

Gas NH 3 mereduksi oksida logam berat menjadi logam pada suhu tinggi, tampaknya disebabkan oleh hidrogen yang dihasilkan oleh penguraian amonia menjadi N 2 dan H 2:

Atom hidrogen dalam molekul NH 3 dapat digantikan oleh halogen. Yodium bereaksi dengan larutan pekat NH 3 membentuk campuran zat yang mengandung NI 3. Zat ini sangat tidak stabil dan meledak jika terkena dampak mekanis sekecil apa pun. Ketika NH 3 bereaksi dengan Cl 2, terbentuk kloramin NCl 3, NHCl 2 dan NH 2 Cl. Ketika amonia terkena natrium hipoklorit NaOCl (terbentuk dari NaOH dan Cl 2), produk akhirnya adalah hidrazin:

Hidrazin.

Reaksi di atas merupakan metode pembuatan hidrazin monohidrat dengan komposisi N 2 H 4 P H 2 O. Hidrazin anhidrat dibentuk melalui distilasi khusus monohidrat dengan BaO atau zat penghilang air lainnya. Sifat hidrazin sedikit mirip dengan hidrogen peroksida H 2 O 2. Hidrazin anhidrat murni adalah cairan higroskopis tidak berwarna, mendidih pada suhu 113,5° C; larut dengan baik dalam air, membentuk basa lemah

Dalam lingkungan asam (H +), hidrazin membentuk garam hidrazonium larut dari tipe + X –. Kemudahan hidrazin dan beberapa turunannya (seperti metilhidrazin) bereaksi dengan oksigen memungkinkannya digunakan sebagai komponen bahan bakar roket cair. Hidrazin dan semua turunannya sangat beracun.

Nitrogen oksida.

Dalam senyawa dengan oksigen, nitrogen menunjukkan semua bilangan oksidasi, membentuk oksida: N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2 (N 2 O 4), N 2 O 5. Hanya ada sedikit informasi tentang pembentukan nitrogen peroksida (NO 3, NO 4). 2HNO2. N 2 O 3 murni dapat diperoleh sebagai cairan biru pada suhu rendah (-20

Pada suhu kamar, NO 2 merupakan gas berwarna coklat tua yang memiliki sifat magnetis karena adanya elektron yang tidak berpasangan. Pada suhu di bawah 0° C, molekul NO 2 dimerisasi menjadi dinitrogen tetroksida, dan pada –9,3° C, dimerisasi sempurna terjadi: 2NO 2 N 2 O 4. Dalam keadaan cair, hanya 1% NO 2 yang tidak terdimerisasi, dan pada 100° C 10% N 2 O 4 tetap berbentuk dimer.

NO 2 (atau N 2 O 4) bereaksi dalam air hangat membentuk asam nitrat: 3NO 2 + H 2 O = 2HNO 3 + NO. Oleh karena itu, teknologi NO 2 sangat penting sebagai tahap perantara dalam produksi produk industri yang penting - asam nitrat.

Oksida nitrat(V)

N2O5( ketinggalan jaman. nitrat anhidrida) adalah zat kristal putih yang diperoleh dengan mendehidrasi asam nitrat dengan adanya fosfor oksida P 4 O 10:

Asam nitrat

HNO 2 tidak ada dalam bentuk murni, namun larutan berair dengan konsentrasi rendah dibentuk dengan menambahkan asam sulfat ke barium nitrit:

Asam nitrat juga terbentuk ketika campuran ekuimolar NO dan NO 2 (atau N 2 O 3) dilarutkan dalam air. Asam nitrat sedikit lebih kuat dari asam asetat. Bilangan oksidasi nitrogen di dalamnya adalah +3 (strukturnya adalah H–O–N=O), mis. itu bisa menjadi zat pengoksidasi dan zat pereduksi. Di bawah pengaruh zat pereduksi biasanya tereduksi menjadi NO, dan ketika berinteraksi dengan zat pengoksidasi, ia teroksidasi menjadi asam nitrat.

Laju pelarutan beberapa zat, seperti logam atau ion iodida, dalam asam nitrat bergantung pada konsentrasi asam nitrat yang ada sebagai pengotor. Garam asam nitrat - nitrit - larut dengan baik dalam air, kecuali perak nitrit. NaNO 2 digunakan dalam produksi pewarna.

Asam sendawa

HNO 3 adalah salah satu produk anorganik terpenting dalam industri kimia utama. Ini digunakan dalam teknologi banyak zat anorganik dan organik lainnya, seperti bahan peledak, pupuk, polimer dan serat, pewarna, obat-obatan, dll.

Literatur:

Direktori Nitrogenist. M., 1969
Nekrasov B.V. Dasar-dasar kimia umum. M., 1973
Masalah fiksasi nitrogen. Kimia anorganik dan fisik. M., 1982

Nitrogen adalah unsur kimia golongan V sistem periodik Mendeleev, memiliki nomor atom 7 dan massa atom 14,00674. Properti apa yang dimiliki elemen ini?

Sifat fisik nitrogen

Nitrogen adalah gas diatomik, tidak berbau, tidak berwarna dan tidak berasa. Titik didih nitrogen pada tekanan atmosfer adalah -195,8 derajat, titik leleh -209,9 derajat. Kelarutan dalam air pada suhu 20 derajat sangat rendah - 15,4 ml/l.

Beras. 1. atom nitrogen.

Nitrogen atmosfer terdiri dari dua isotop: 14N (99,64%) dan 15N (0,36%). Isotop radioaktif nitrogen 13N dan 16N juga diketahui.

Terjemahan nama unsur “nitrogen” adalah tidak bernyawa. Nama ini berlaku untuk nitrogen sebagai zat sederhana, tetapi dalam keadaan terikat merupakan salah satu unsur utama kehidupan, dan juga merupakan bagian dari protein, asam nukleat, vitamin, dll.

Sifat kimia nitrogen

Dalam molekul nitrogen, ikatan kimia dilakukan karena tiga pasangan elektron p yang sama, yang orbitalnya diarahkan sepanjang sumbu x, y, z.

Ikatan kovalen yang dibentuk oleh tumpang tindih orbital sepanjang garis yang menghubungkan pusat atom yang bergabung disebut ikatan q.

Ikatan kovalen yang terjadi ketika orbital-orbital pada kedua sisi garis yang menghubungkan pusat-pusat atom yang bergabung saling tumpang tindih disebut ikatan-n. Molekul nitrogen memiliki satu ikatan q dan dua ikatan p.

Beras. 2. Ikatan dalam molekul nitrogen.

Nitrogen molekuler merupakan zat yang tidak aktif secara kimia, hal ini dijelaskan oleh ikatan rangkap tiga antara atom nitrogen dan panjangnya yang pendek.

Dalam kondisi normal, nitrogen hanya dapat bereaksi dengan litium:

6Li+N 2 =2Li 3 N (litium nitrit)

Pada suhu tinggi, ikatan antar atom melemah dan nitrogen menjadi lebih reaktif. Jika dipanaskan dapat bereaksi dengan logam lain, misalnya dengan magnesium, kalsium, aluminium membentuk nitrida:

3Mg+N 2 =Mg 3 N 2

3Ca+N2 =Ca3N2

Dengan melewatkan nitrogen melalui kokas panas, diperoleh senyawa nitrogen dan karbon - sianogen.

Beras. 3. Rumus Dicyan.

Dengan aluminium oksida dan karbon, nitrogen juga membentuk aluminium nitrida pada suhu tinggi:

Al 2 O 3 +3C+N 2 =2AlN+3CO,

dan dengan soda dan batu bara - natrium sianida:

Na 2 CO 3 +4C+N 2 =2NaCN+3CO

Ketika bersentuhan dengan air, banyak nitrida terhidrolisis sempurna untuk membentuk amonia dan logam hidroksida:

Mg 3 N 2 +6H 2 O=3Mg(OH) 2 +2NH 3

Pada suhu busur listrik (3000-4000 derajat), nitrogen bereaksi dengan oksigen :. Total peringkat yang diterima: 224.