*مینا*
19th May 2010, 07:51 PM
تاریخچه
نیتروژن (که لاتین آن nitrum و یونانی آن nitron به معنی جوش شیرین محلی ، شکل دادن و ژن یا عامل میباشد) ، توسط شخصی به نام "Daniel Rutherford" که آن را هوای مهلکCarl Wilhelm Scheele ، Henry Cavendish و Joseph Priestley که آن را هوای سوخته نامیدند، مطالعه و برسی شد. گاز نیتروژن به‌قدری بی‌اثر بود که Antoine Lavoisier ، آن را ازت که به معنی بدون زندگی
ترکیبات نیتروژن در قرون وسطی شناخته شده بود. کیمیاگران ، اسید نیتریک را به‌عنوان بازدم آب می‌شناختند. ترکیب نیتریک و اسید هیدروکلریک که به‌عنوان تیزاب سلطانی شناخته شده بود، برای آب کردن طلا مشهور بود.
نامید، در سال 1772 کشف شد. دو اواخر قرن 18 ، شیمیدانان بخشی از هوا را یافتند که عمل احتراق را همراهی نمی‌کرد. در همان زمان ، نیتروژن توسط است، نام نهاد.اطلاعات کلی
نیتروژن ، یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن ، N و عدد اتمی آن 7 است. نیتروژن معمولا به صورت یک گاز ، غیر فلز ، دو اتمی بی‌اثر ، بی‌رنگ ، بی‌مزه و بی‌بو 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.
خصوصیات قابل توجه
نیتروژن ، از گروه غیر فلزات بوده ، دارای بار الکترون منفی 3.0 میباشد. نیتروژن ، پنج الکترون در پوسته خود داشته ، در نتیجه در اکثر ترکیبات سه‌ظرفیتی میباشد. نیتروژن خالص یک گاز بی‌اثر و بی‌رنگ میباشد و 78% جو زمین را به خود اختصاص داده است. در 77K منجمد شده و در 63k به‌صورت مایع تبدیل به ماده برودتی معروف Cryogen می‌شود.
کاربردها
مهمترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) میباشد. آمونیاک ، معمولا برای تولید کود و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین بعنوان پر کننده بی‌اثر ، 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 به‌صورت ماده خنک کننده ، برای هم منجمد کردن غذا و هم حمل و نقل آن ، نگهداری اجساد و سلولهای تناسلی (اسپرم و تخم مرغ) و در بیولوژی برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد. نمک اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مانند نیترات پتاسیم و سدیم و نیترات آمونیم میباشد که اولی ، برای تولید باروت و دومی برای تولید کود بکار می‌رود. ترکیبات نیترات شده مانند نیتروگلیسرین و تری‌نیترو تولوئن (TNT) معمولا منفجر شونده هستند.
اسید نیتریک به‌عنوان ماده اکسید کننده در مایع سوخت راکت‌ها استفاده می‌شود. هیدرازین2) استفاده می‌شود. نیتروژن مایع با عمل تقطیر هوا بدست می‌آید. در فشار جو ، نیتروژن در دمای 195.8- درجه سانتی‌گراد (320.4- درجه فارنهایت) مایع می‌شود.
و مشتقات آن نیز در سوخت راکت‌ها بکار می‌روند. نیتروژن ، اغلب در مبردها (Cryogenic) ، به‌صورت مایع (معمولا LNپیدایش
نیتروژن ، بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم میباشد. (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 شده‌اند . نیتروژن -14 در اثر عمل هم‌جوشی هسته‌ای در ستارگان ، تولید می‌گردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات حیوانی (مانند چلغوز یا کود) بوده ، معمولا به‌صورت 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 ، ساده‌تر از آب بوده ، در محلول ، یون آمونیم (4+NH4) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده ، آمونیاک و یونهای آمینه (-NH2) را بوجود می‌آورد که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به‌تنهایی یا باهم ، آمین نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها ، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگتر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.
گروههای دیگر آنیونهای نیتروژن ، آزیدین‌ها (-N3) هستند که خطی بوده ، نسبت به دی‌اکسید کربن ، ایزو الکتریک می‌باشند. مولکول دیگر با ساختار مشابه ، منوکسید دی‌نیتروژن N2O یا گاز خنده میباشد و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده ، برجسته‌تر از منوکسید نیتروژن (NO ) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) است که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند که دومی تمایلی را به دی‌مر شدن نشان داده ، از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده است.
اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری‌اکسید دی‌نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی‌نیتروژن (N2O5) معمولا تا حدی ناپایدار 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 ، قوی‌تر میباشد.
نقش بیولوژیکی
نیتروژن ، عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده ای حیاتی برای ادامه زندگی می‌کنند، میباشد. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند، می‌تواند عمل بازیافت نیتروژن را بطور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشه‌های آنها دارای برآمدگی‌هایی برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را با فرایندی به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهند، میباشد. این گیاهان ، آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده ، پروتئین می‌سازند.
ایزوتوپها
نیتروژن ، دو ایزوتوپ پایدار دارد: (N-14 , N-15) که مهمترین آن دو N-14 99.634% میباشد که در چرخه CNO در ستارگان تولید می‌شود. مابقی ، ایزوتوپ N-15 میباشد. یکی از ده ایزوتوپی که به‌صورت مصنوعی تولید می‌شوند، دارای نیمه عمر نه دقیقه‌ای بوده ، ایزوتوپهای دیگر ، نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند. واکنشهای بیولوژیکی-واسطهای (مانند همانند سازی ، جذب و ترکیب نیترات‌سازی) و ... ، پویایی نیتروژن در خاک را به‌شدت کنترل می‌کنند.
این ترکیبات ، معمولا باعث عمل غنی‌سازی N-15 لایه زیرین و تخلیه محصول می‌شود. البته این فرایند سریع ، اغلب مقادیری از آمونیوم و نیترات نیز در بردارد. 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 زیرزمینی است. سیانو (-CN) ، حاوی ترکیباتی است که بی‌نهایت سمی بوده ، برای حیوانات و همه پستانداران کشنده است.
منبع: دانشنامه رشد
نیتروژن (که لاتین آن nitrum و یونانی آن nitron به معنی جوش شیرین محلی ، شکل دادن و ژن یا عامل میباشد) ، توسط شخصی به نام "Daniel Rutherford" که آن را هوای مهلکCarl Wilhelm Scheele ، Henry Cavendish و Joseph Priestley که آن را هوای سوخته نامیدند، مطالعه و برسی شد. گاز نیتروژن به‌قدری بی‌اثر بود که Antoine Lavoisier ، آن را ازت که به معنی بدون زندگی
ترکیبات نیتروژن در قرون وسطی شناخته شده بود. کیمیاگران ، اسید نیتریک را به‌عنوان بازدم آب می‌شناختند. ترکیب نیتریک و اسید هیدروکلریک که به‌عنوان تیزاب سلطانی شناخته شده بود، برای آب کردن طلا مشهور بود.
نامید، در سال 1772 کشف شد. دو اواخر قرن 18 ، شیمیدانان بخشی از هوا را یافتند که عمل احتراق را همراهی نمی‌کرد. در همان زمان ، نیتروژن توسط است، نام نهاد.اطلاعات کلی
نیتروژن ، یکی از عناصر شیمیایی در جدول تناوبی است که نماد آن ، N و عدد اتمی آن 7 است. نیتروژن معمولا به صورت یک گاز ، غیر فلز ، دو اتمی بی‌اثر ، بی‌رنگ ، بی‌مزه و بی‌بو 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.
خصوصیات قابل توجه
نیتروژن ، از گروه غیر فلزات بوده ، دارای بار الکترون منفی 3.0 میباشد. نیتروژن ، پنج الکترون در پوسته خود داشته ، در نتیجه در اکثر ترکیبات سه‌ظرفیتی میباشد. نیتروژن خالص یک گاز بی‌اثر و بی‌رنگ میباشد و 78% جو زمین را به خود اختصاص داده است. در 77K منجمد شده و در 63k به‌صورت مایع تبدیل به ماده برودتی معروف Cryogen می‌شود.
کاربردها
مهمترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق فرایند هابر (Haber) میباشد. آمونیاک ، معمولا برای تولید کود و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین بعنوان پر کننده بی‌اثر ، 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 به‌صورت ماده خنک کننده ، برای هم منجمد کردن غذا و هم حمل و نقل آن ، نگهداری اجساد و سلولهای تناسلی (اسپرم و تخم مرغ) و در بیولوژی برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد. نمک اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مانند نیترات پتاسیم و سدیم و نیترات آمونیم میباشد که اولی ، برای تولید باروت و دومی برای تولید کود بکار می‌رود. ترکیبات نیترات شده مانند نیتروگلیسرین و تری‌نیترو تولوئن (TNT) معمولا منفجر شونده هستند.
اسید نیتریک به‌عنوان ماده اکسید کننده در مایع سوخت راکت‌ها استفاده می‌شود. هیدرازین2) استفاده می‌شود. نیتروژن مایع با عمل تقطیر هوا بدست می‌آید. در فشار جو ، نیتروژن در دمای 195.8- درجه سانتی‌گراد (320.4- درجه فارنهایت) مایع می‌شود.
و مشتقات آن نیز در سوخت راکت‌ها بکار می‌روند. نیتروژن ، اغلب در مبردها (Cryogenic) ، به‌صورت مایع (معمولا LNپیدایش
نیتروژن ، بیشترین عنصر جو کره زمین از نظر حجم میباشد. (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 شده‌اند . نیتروژن -14 در اثر عمل هم‌جوشی هسته‌ای در ستارگان ، تولید می‌گردد. نیتروژن از ترکیبات عمده ضایعات حیوانی (مانند چلغوز یا کود) بوده ، معمولا به‌صورت 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 ، ساده‌تر از آب بوده ، در محلول ، یون آمونیم (4+NH4) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی آمفیروتیک بوده ، آمونیاک و یونهای آمینه (-NH2) را بوجود می‌آورد که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به‌تنهایی یا باهم ، آمین نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها ، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگتر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.
گروههای دیگر آنیونهای نیتروژن ، آزیدین‌ها (-N3) هستند که خطی بوده ، نسبت به دی‌اکسید کربن ، ایزو الکتریک می‌باشند. مولکول دیگر با ساختار مشابه ، منوکسید دی‌نیتروژن N2O یا گاز خنده میباشد و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده ، برجسته‌تر از منوکسید نیتروژن (NO ) و دی‌اکسید نیتروژن (NO2) است که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند که دومی تمایلی را به دی‌مر شدن نشان داده ، از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده است.
اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری‌اکسید دی‌نیتروژن (N2O3) و پنتاکسید دی‌نیتروژن (N2O5) معمولا تا حدی ناپایدار 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 ، قوی‌تر میباشد.
نقش بیولوژیکی
نیتروژن ، عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده ای حیاتی برای ادامه زندگی می‌کنند، میباشد. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند، می‌تواند عمل بازیافت نیتروژن را بطور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشه‌های آنها دارای برآمدگی‌هایی برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را با فرایندی به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهند، میباشد. این گیاهان ، آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده ، پروتئین می‌سازند.
ایزوتوپها
نیتروژن ، دو ایزوتوپ پایدار دارد: (N-14 , N-15) که مهمترین آن دو N-14 99.634% میباشد که در چرخه CNO در ستارگان تولید می‌شود. مابقی ، ایزوتوپ N-15 میباشد. یکی از ده ایزوتوپی که به‌صورت مصنوعی تولید می‌شوند، دارای نیمه عمر نه دقیقه‌ای بوده ، ایزوتوپهای دیگر ، نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند. واکنشهای بیولوژیکی-واسطهای (مانند همانند سازی ، جذب و ترکیب نیترات‌سازی) و ... ، پویایی نیتروژن در خاک را به‌شدت کنترل می‌کنند.
این ترکیبات ، معمولا باعث عمل غنی‌سازی N-15 لایه زیرین و تخلیه محصول می‌شود. البته این فرایند سریع ، اغلب مقادیری از آمونیوم و نیترات نیز در بردارد. 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 زیرزمینی است. سیانو (-CN) ، حاوی ترکیباتی است که بی‌نهایت سمی بوده ، برای حیوانات و همه پستانداران کشنده است.
منبع: دانشنامه رشد