Nîtrojen (bi fransî: nitrogène), bi yewnaniya kevn: ἀζωτικός) elementeke ku cara yekem di sala 1772an de ji alîyê bijîşkê Skotlandî Daniel Rutherford ve hatiye kifşkirin û îzolekirin. Dema ku hate tesbîtkirin ku nîtrojen di asîda nîtrîk û nîtratan de heye, navê nîtrojenê di sala 1790an de ji aliyê kîmyazanê Fransî Jean-Antoine-Claude Chaptal ve hate pêşniyar kirin. Nîtrojen nemetal e û endamê herî sivik ê koma 15 ya tabloya perîyodîk e ku bi gelemperî jê re pniktojen tê gotin. Ev element di gerdûnê de hêmanek hevpar e ku bi pirbûna tevahî di kadiz (bi înglîzî: milky way) û Sîstema Rojê de di rêza heftemîn de tê texmîn kirin. Di germahî û zexta standard de, du atomên elementê bi hev ve girêdidin û N2, gazek diatomî ya bê reng û bê bêhn çêdikin. N2 bi qasî ji sedî 78 atmosfera Cîhanê pêk tîne û ev yek nîtrojenê dike hêmana herî zêde ya nehevgirtî.

KarbonNîtrojenOksîjen


N

P
Şeklê wê
Liquidnitrogen.jpg
Bi tevayî
Nav, direfş, nimre Nîtrojen, N, 7
Kom, vedor, blok 15, 2, p
Cure Nelajwerd
Tîrbûn 2,7 g/cm3 (25 °C)
Agahî
Giraniya atomê 14,0067 u
Nîveşkêla atomê 65 (56) pm
Nîveşkêla kovalansê 71 pm
Nîveşkêla Van der Waalsê 155 pm
Rêzbûna elektronan [He] 2s2 2p3
Rewşa di germiya odê de gazî
Xala helînê 63,05 K (-210,1 °C)
Xala kelînê 77,36 K (-195,79 °C)
Kabikê molî 13,54 · 10-6 m3/mol
Derenceya bilindbûnê −3, −2, −1, 1, 2, 3, 4, 5
Oksîdên xwe N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5
Elektronegatîfî 3,04 (Pauling-Skala)
Îzotop
Îzo LC t1/2 ÇA EX MeV ENû
13N

{syn.}

9,965 d ε 2,220 13C
14N

99,634 %

Qayîm
15N

0,366 %

Qayîm
16N

{syn.}

7,13 s β- 10,419 16O
Tevdîr girtin
Nîşanên xeterê
nîşana xeterê tune ne

Nîtrojen di hemû zîndeweran de, di serî de di asîdên amînî de (û bi vî awayî proteînan) di asîdên nukleyî (ADN û ARN) de û di molekula veguheztina enerjiyê, adenozîna sêfosfatî (ATP) de heye. Di laşê mirovan de ji hêla girseyê ve bi qasî ji sedî 3% nîtrojen heye. Piştî oksîjen, karbon û hîdrojenê çaremîn hêmana herî zêde di laşê mirovan de ye. Çerxa nîtrojenê, tevgera elementê ji hewayê, ber bi pêkhateya biyosfer û organîk rave dike, paşê vedigere atmosferê.

DîrokBiguherîne

Têkiliyên nîtrojenê xwedî dîrokek pir dirêj e ku klorîdê ammonium ji aliyê Herodot ve hatiye zanîn. Nîtrojen di Serdema Navîn de baş dihate zanîn. Alkîmîstan asîda nîtrîkê wekî aqua fortis (ava xurt) û her weha pêkhateyên nîtrojenê yên din ên wekî xwêyên ammonium û xwêyên nîtratê di wî demê de dizanibûn. Ji ber helandina şahê metalan ya zêrê bi tevliheviya asîdên nîtrîk û hîdroklorîk pêk dihat, wekî aqua regia (ava qralî) dihat zanîn.

Vedîtina nîtrojenê ji aliyê bijîşkê Skotlendî Daniel Rutherford ve di sala 1772an de hatiye dîtin.[1] Tevî ku nîtrojen ji yek bi temamî madeyeke cuda ya kîmyayî neyê naskirin jî, bi zelalî ew ji "hewaya sabît" ya Joseph Black, an jî ji karbona dîoksîtê hate cuda kirin. Di heman demê de nîtrojen, ji alîyê Carl Wilhelm Scheele ve jî hate lêkolînkirin û ji aliyê Henry Cavendish û Joseph Priestley wek hewaya şewitî an jî hewaya flojistîk bi nav kirin.[2]

Kîmyagerê fransî Antoine Lavoisier ji ber ku bi piranî bêkêr bûye, ji peyva Yewnanî ya bi navê "mephitic air" an jî azote, nîtrojenê wek bi navê gaza azot bi nav kiriye.[3] Di ceribandin a atmosfereke ji nîtrojena paqij de heywan mirin û agir hatin vemirandin.

Taybetiya nîtrojenêBiguherîne

AtomîkBiguherîne

Atomeka nîtrojenê xwedîyê heft elektronan e. Di rewşa axê de ew di konfîgurasyona elektronê de hatine rêzkirin 1s, 2s 2px, 2py, 2pz. Ji ber vê yekê di orbîtalên 2s û 2p de pênc elektronên valenceyê hene, sê ji wan (elektronên p) nehevkirî ne. Ew di nav hêmanan de yek ji elektronegatîfên herî bilind e (3.04 li ser pîvana Pauling), tenê ji hêla klorê (3.16), oksîjen (3.44), û fluorine (3.98) derbas bû. (Gazên hêja yên sivik, helium, neon, û argon, dibe ku di heman demê de bêtir elektronegatîf bin, û bi rastî li ser pîvana Allen in.) Sê enerjiyên yekem ên yonîzasyonê yên nîtrojenê 1,402, 2.856, û 4.577 MJ·mol−1 in, û berhevoka enerjiya çarem û pêncemîn 16.920 MJ·mol−1 e. Ji ber van hejmarên pir bilind, nîtrojenê kîmyaya kationê ya sade tine. Kêmbûna girêkên radîkal ên di binê 2p-ê de rasterast berpirsiyarê gelek taybetmendiyên anormal ên rêza yekem a p-blokê ye, nemaze di nîtrojen, oksîjen û florînê de. Binshell 2p pir piçûk e û xwedan rêgehekê pir dişibihe şelba 2s ku hîbrîdîzasyona orbital hêsan dike. Di heman demê de hêzên elektrostatîk ên pir mezin ên kêşanê di navbera navok û elektronên valenceyê yên di şêlên 2s û 2p de encam dide û di encamê de elektronegatîviyên pir zêde derdikevin. Ji ber heman sedemê di hêmanên 2p de hîpervalentî hema hema nenas e, ji ber ku elektronegatîviya bilind ew ê ku atomek nîtrojenek piçûk bibe atomek navendî di girêdanek çar-elektronî ya sê-navendî ya dewlemend a elektron de dijwar dike ji ber ku ew ê meyla xwe bikişîne elektronan. Ji ber vê yekê, tevî pozîsyona nîtrojenê di serê koma 15-an de di tabloya perîyodîk de, kîmya wê cûdahiyên mezin ji yên hevjînên wê yên giran fosfor, arsenîk, antîmon û bismut nîşan dide.[4]

ÎzotopîkBiguherîne

Du îzotopên domdar a nîtrojenê ku hene ev in:14N û 15N. Îzotop a yekem pir gelemperîtir e ku ji sedî 99,634% nîtrojena xwezayî pêk tîne û ya duyemîn (ku hinekî girantir e) ji sedî 0,366% yên mayî pêk tîne. Ev dibe sedema giraniya atomî ya li dora 14.007 u. Van her du îzotopên bi îstîqrar di çerxa CNO de di stêrkan de têne hilberandin. Lê 14N gelemperîtir e ji ber ku girtina wê ya neutron gavê rêje-sînordar e. 14N yek ji pênc navokîdên cêwt-civîn ên stabîl e (noklîdek ku hejmareke wê ya proton û notronan heye); çarên din 2H, 6Li, 10B, û 180mTa ne.[5]

Pirbûna kêmî ya 14N û 15N bi pratîkî di atmosferê de domdar e. Lê dikare li deverên din cûda bibe, ji ber perçebûna îzotopîk a xwezayî ji reaksiyonên redoksa biyolojîkî û evaporkirina ammoniaya xwezayî an asîda nîtrîk.[6] Reaksiyonên biyolojîkî yên navbeynkar (mînak, asîmîlasyon, nîtrîfîkasyon, û denîtrîfasyon) bi xurtî dînamîkên nîtrojenê yên di axê de kontrol dikin. Ev reaksîyon bi gelemperî dibe sedema dewlemendîya 15N ya jêrzemînê û kêmbûna hilberînê.[7]

Piştî ku îzotopên giran ên hêmanên cîran oksîjen û karbon hatin dîtin. Piştî demekî kurt Îzotopa giran 15N yekem car ji hêla S. M. Naudé ve di sala 1929 de hate keşif kirin.[8] Ew yek ji nizmtirîn beşên girtina neutronên termal ên hemî îzotopan pêşkêşî dike. Bi gelemperî di spektroskopiya rezonansa magnetîkî ya nukleerî (NMR) de tê bikar anîn ku strukturên molekulên xwedan nîtrojenê diyar bike, ji ber spina wê ya navokî ya fraksyonel a nîv-nîvê, ku ji bo NMRê wekî firehiya xeta tengtir avantajan peyda dike. 14N, her çend ji hêla teorîkî ve jî were bikar anîn, xwedan jimareyek navokî ya yekjimar e û bi vî rengî xwedan demek çarpolî ye ku berbi spektrên berfirehtir û kêmtir bikêrhatî ve diçe.

HilberînBiguherîne

Gaza nîtrojen gazek pîşesazî ye ku bi distilkirina perçekî ya hewaya şil yan jî bi rêyên mekanîkî ve bi karanîna hewaya gazê ve tê hilberandin. Generatorên gazê yên nîtrojenê yên ku membranan an guheztina zextê (PSA) bikar tînin bi gelemperî ji nîtrojena ku bi girseyî hatî radest kirin bê lêçûntir û bi enerjîtir in. Nîtrojena bazirganî bi gelemperî hilberek hilberîna hewayê ye ji bo berhevkirina pîşesaziyê ya oksîjenê jibo çêkirina pola û jibo mebestên din.[9] Nîtrojena pola bazirganî jixwe herî zêde 20 ppm oksîjenê dihewîne û polên taybetî yên paqijkirî ku herî zêde 2 ppm oksîjen û 10 ppm argon vedihewîne jî hene.

Di laboratuarek kîmyewî de nîtrojen bi dermankirina çareseriyek avî ya klorîdê ammonium bi nîtrîta sodyûmê ve tê amadekirin.[10]

NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2 H2O

Di vê reaksiyonê de mîqdarên piçûk ên nepakîyên N0 û HNO3 jî çêdibin. Nepaqijî bi derbaskirina gazê di nav asîda sulfurîk a avî ya ku dichromate potassium tê de derbas dibe were rakirin. Nîtrojena pir paqij dikare bi hilweşandina germî ya barium azide an sodyum azide were amadekirin.[11]

2 NaN3 → 2 Na + 3 N2

HebûnBiguherîne

Di sedsala 19'an da zanyar dizanîn, ku her şînayî ji nîtrojenê ne. Nîtrojen elementekî hêja ji protêînan, protêîdan û DNA ye. Ji ber ku wê jî her ensymek ji nîtrojenê ye.

Nîtrojen ji şînayiyan raBiguherîne

78 % ji nîtrojenê molekular e. Şînayî nîtrojenê bi rêkê bê nikanin bikarwînin. Ew nîtrojenê bi rêkê Ammonîyûmê ya Nîtratê dibin. Nîtrojen ji mezinbûnê wan ra girîng e. Eger di şînayîyekê da pir hindik nîtrojen hebe, çilên wê zû zer dibin û dikevin. Hên jî çîçekên xwe dipeqin. Eger zêde nîtrojen ji şînayiyan ra hebe, çilên xwe reş-keskekî dibin, çîçekên xwe pir dereng dipeqin û ew şînayiya zû dikare nexaş bibe.

 
Nîtrojenê kelî (-196 °C)
 
Nîtrojenê molekulî

ÇavkanîBiguherîne

  1. "Dissertatio inauguralis de aere fixo dicto aut mephitico - Google Books". web.archive.org. 2020-08-06. Archived from the original on 2020-08-06. Retrieved 2022-01-10.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  2. "Philosophical Transactions of the Royal Society of London - Google Books". web.archive.org. 2016-09-03. Archived from the original on 2016-09-03. Retrieved 2022-01-10.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  3. "Elements of Chemistry: In a New Systematic Order, Containing All the Modern ... - Antoine Laurent Lavoisier - Google Libros". web.archive.org. 2020-08-06. Archived from the original on 2020-08-06. Retrieved 2022-01-10.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  4. Kaupp, M. (2007). "The role of radial nodes of atomic orbitals for chemical bonding and the periodic table". J. Comput. Chem. doi:10.1002/jcc.20522.
  5. Bethe, H. A. (1939-03-01). "Energy Production in Stars". Physical Review. 55: 434–456. doi:10.1103/PhysRev.55.434. ISSN 1536-6065.
  6. "Atomic Weight of Nitrogen | Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights". web.archive.org. 2016-10-14. Archived from the original on 2016-10-14. Retrieved 2022-01-10.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  7. "Stable Isotopes and Biosphere - Atmosphere Interactions: Processes and ... - Google Books". web.archive.org. 2016-02-05. Archived from the original on 2016-02-05. Retrieved 2022-01-10.{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
  8. "Sigma Periodic Table Browse". www.nndc.bnl.gov. Retrieved 2022-01-11.
  9. Reich, Murray.; Kapenekas, Harry. (1957-05-01). "Nitrogen Purfication. Pilot Plant Removal of Oxygen". Industrial & Engineering Chemistry. 49 (5): 869–873. doi:10.1021/ie50569a032. ISSN 0019-7866.
  10. Bartlett, J. Kenneth (1967-08-01). "Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment". Journal of Chemical Education. 44: 475. doi:10.1021/ed044p475. ISSN 0021-9584.
  11. Eremets, M. I.; Popov, M. Yu.; Trojan, I. A.; Denisov, V. N.; Boehler, R.; Hemley, R. J. (2004-06-08). "Polymerization of nitrogen in sodium azide". The Journal of Chemical Physics. 120 (22): 10618–10623. doi:10.1063/1.1718250. ISSN 0021-9606. Archived from the original on 2022-01-11. Retrieved 2022-01-11.