D'aimsigh Carl Scheele, poitigéir Sualannach, agus Daniel Rutherford, luibheolaí Albanach, nítrigin ar leithligh i 1772. Fuair an tUrramach Cavendish agus Lavoisier nítrigin go neamhspleách thart ar an am céanna freisin. D'aithin Lavoisier nítrigine ar dtús mar eilimint, a d'ainmnigh "azo" é, rud a chiallaíonn "neamhbheo". D'ainmnigh Chaptal an eilimint nítrigine i 1790. Díorthaítear an t-ainm ón bhfocal Gréigise "nítrí" (níotráit ina bhfuil nítrigin i níotráit)
Déantóirí Táirgthe Nítrigine - Monarcha & Soláthraithe Táirgthe Nítrigine na Síne (xinfatools.com)
Foinsí Nítrigine
Is é nítrigin an 30ú eilimint is flúirsí ar domhan. Ós rud é gurb ionann nítrigin agus 4/5 den toirt atmaisféarach, nó níos mó ná 78%, tá méideanna nítrigine beagnach gan teorainn ar fáil dúinn. Tá nítrigin ann freisin i bhfoirm níotráití i mianraí éagsúla, mar shampla saltpeter Sile (níotráit sóidiam), saltpeter nó nítráit (níotráit photaisiam), agus mianraí ina bhfuil salainn amóiniam. Tá nítrigin i láthair i go leor móilíní orgánacha casta, lena n-áirítear próitéiní agus aimínaigéid atá i láthair i ngach orgánach beo
Airíonna fisiceacha
Is gás gan dath, gan blas agus gan bholadh é nítrigin N2 ag teocht an tseomra, agus de ghnáth tá sé neamh-tocsaineach. Is é 1.25g/L dlús an gháis faoi choinníollacha caighdeánacha. Is ionann nítrigin agus 78.12% den atmaisféar iomlán (codán toirte) agus is é an príomh-chomhpháirt den aer é. Tá thart ar 400 trilliún tonna gáis san atmaisféar.
Faoi bhrú caighdeánach an atmaisféir, nuair a fhuaraítear é go -195.8 ℃, déantar leacht gan dath air. Nuair a fhuaraítear é go -209.86 ℃, éiríonn nítrigin leachtach ina soladach cosúil le sneachta.
Tá nítrigin neamh-inadhainte agus meastar gur gás asphyxiating é (is é sin, má dhéantar nítrigin íon a análú, ní dhéantar ocsaigine don chorp daonna). Tá tuaslagthacht an-íseal in uisce ag nítrigin. Ag 283K, is féidir le toirt amháin uisce thart ar 0.02 toirt N2 a thuaslagadh.
Airíonna ceimiceacha
Tá airíonna ceimiceacha an-chobhsaí ag nítrigin. Tá sé deacair imoibriú le substaintí eile ag teocht an tseomra, ach féadann sé athruithe ceimiceacha a dhéanamh le substaintí áirithe faoi choinníollacha teocht ard agus ardfhuinnimh, agus is féidir é a úsáid chun substaintí nua a tháirgeadh a bheidh úsáideach do dhaoine.
Is í foirmle mhóilíneach fithiseach na móilíní nítrigine ná KK σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2. Cuireann trí phéire leictreon leis an nascadh, is é sin, cruthaítear dhá nasc π agus nasc σ amháin. Níl aon ranníocaíocht le nascáil, agus tá na fuinneamh nascáil agus frith-nascáil fhritháireamh thart, agus tá siad comhionann le péirí leictreon aonair. Ós rud é go bhfuil nasc triple N≡N sa mhóilín N2, tá cobhsaíocht iontach ag an móilín N2, agus tógann sé 941.69 kJ/mol fuinnimh chun é a dhianscaoileadh ina adaimh. Is é an móilín N2 an ceann is cobhsaí de na móilíní diatomic aitheanta, agus is é an mais mhóilíneach choibhneasta nítrigine ná 28. Thairis sin, níl an nítrigin éasca le sruthán agus ní thacaíonn sé le dócháin.
Modh tástála
Cuir an barra Mg dhó isteach sa bhuidéal bailithe gáis a líonadh le nítrigin, agus leanfaidh an barra Mg ag sruthán. Sliocht an fuinseog atá fágtha (beagán buí púdar Mg3N2), cuir méid beag uisce, agus a tháirgeadh gás (amóinia) a casadh an páipéar fliuch dearg litmis gorm. Cothromóid imoibrithe: 3Mg + N2 = adhainte = Mg3N2 (nítríde maignéisiam); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
Saintréithe nascáil agus struchtúr banna valence nítrigine
Toisc go bhfuil an tsubstaint aonair N2 thar a bheith cobhsaí faoi ghnáthchoinníollacha, is minic a chreideann daoine trí dhearmad gur eilimint neamhghníomhach ceimiceach é nítrigin. Go deimhin, ar a mhalairt, tá gníomhaíocht cheimiceach ard ag nítrigin eiliminteach. Níl leictridhiúltacht N (3.04) sa dara háit ach le F agus O, rud a thugann le fios gur féidir leis naisc láidre a chruthú le heilimintí eile. Ina theannta sin, léiríonn cobhsaíocht an mhóilín N2 substaint amháin ach an ghníomhaíocht an N adamh. Is í an fhadhb atá ann ná nach bhfuil na coinníollacha is fearr aimsithe ag daoine fós chun móilíní N2 a ghníomhachtú ag teocht agus brú an tseomra. Ach sa nádúr, is féidir le roinnt baictéir ar nodules plandaí N2 san aer a thiontú i gcomhdhúile nítrigine faoi choinníollacha ísealfhuinnimh ag gnáth-theocht agus brú, agus iad a úsáid mar leasachán le haghaidh fás na mbarr.
Dá bhrí sin, bhí staidéar ar fosúchán nítrigine ina ábhar taighde eolaíoch tábhachtach i gcónaí. Dá bhrí sin, ní mór dúinn tréithe nascáil agus struchtúr bannaí valence nítrigine a thuiscint go mion.
Cineál bannaí
Is é struchtúr ciseal leictreon valence an adaimh N ná 2s2p3, is é sin, tá 3 leictreon singil agus péire péirí leictreon aonair. Bunaithe ar seo, agus comhdhúile á ndéanamh, is féidir na trí chineál bannaí seo a leanas a ghiniúint:
1. Bannaí ianach a fhoirmiú 2. Bannaí comhfhiúsacha a fhoirmiú 3. Bannaí comhordaithe a fhoirmiú
1. bannaí ianach a fhoirmiú
Tá leictridhiúltacht ard ag N adaimh (3.04). Nuair a fhoirmíonn siad nítríde dhénártha le miotail a bhfuil leictridhiúltacht níos ísle acu, mar Li (leictridhiúltacht 0.98), Ca (leictridhiúltacht 1.00), agus Mg (leictridhiúltacht 1.31), is féidir leo 3 leictreon a fháil agus N3- iain a fhoirmiú. N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg = ignite= Mg3N2 N3- Tá lucht diúltach níos airde agus ga níos mó (171pm). Déanfar iad a hidrealú go láidir nuair a thagann siad ar mhóilíní uisce. Mar sin, ní féidir le comhdhúile ianach a bheith ann ach amháin i stát tirim, agus ní bheidh aon iain hiodráitithe de N3-.
2. Bannaí comhfhiúsacha a fhoirmiú
Nuair a fhoirmíonn adaimh N comhdhúile le neamh-mhiotail a bhfuil leictridhiúltacht níos airde acu, cruthaítear na naisc chomhfhiúsacha seo a leanas:
Glacann adaimh ⑴N staid hibridithe sp3, foirmíonn siad trí bhanna comhfhiúsacha, coinníonn siad péire péirí leictreon aonair, agus tá an chumraíocht mhóilíneach pirimideach triantánach, mar shampla NH3, NF3, NCl3, etc. Má dhéantar ceithre bhanna aonair chomhfhiúsacha, is é an chumraíocht mhóilíneach teitrihéadrán rialta, mar iain NH4+.
Glacann adaimh ⑵N staid hibridithe sp2, cruthaíonn siad dhá nasc chomhfhiúsach agus banna amháin, agus coinníonn siad péire de phéirí aonair leictreon, agus tá an chumraíocht mhóilíneach uilleach, mar shampla Cl-N=O. (Déanann N adamh nasc σ agus nasc π le Cl adamh, agus déanann péire de phéirí leictreon aonair ar N an móilín triantánach.) Mura bhfuil aon phéire leictreon aonair ann, tá an chumraíocht mhóilíneach triantánach, mar shampla HNO3 móilín nó NO3- ian. I móilín aigéid nítreach, foirmíonn N adamh trí nasc σ le trí adamh O faoi seach, agus péire leictreon ar a bhfithiseach π agus na leictreoin π singil de dhá adamh O foirm banna π díláraithe ceithre leictreon trí ionad. In ian níotráite, cruthaítear nasc mór π díláraithe sé leictreon ceithre ionad idir trí adamh O agus an t-adamh N lárnach. Déanann an struchtúr seo líon dealraitheach ocsaídiúcháin N in aigéad nítreach +5. Mar gheall ar láithreacht bannaí móra π, tá níotráit cobhsaí go leor faoi ghnáthchoinníollacha. Glacann ⑶N adamh hibridiú sp chun nasc comhfhiúsach triple a fhoirmiú agus coinníonn sé péire leictreon aonair. Tá an chumraíocht mhóilíneach líneach, mar shampla struchtúr N adamh i móilín N2 agus CN-.
3. Bannaí comhordaithe a fhoirmiú
Nuair a fhoirmíonn adaimh nítrigine substaintí nó comhdhúile simplí, is minic a choinníonn siad péirí aonair leictreon, agus mar sin is féidir le substaintí nó comhdhúile simplí den sórt sin feidhmiú mar dheontóirí péire leictreon chun iain miotail a chomhordú. Mar shampla, [Cu(NH3)4]2+ nó [Tu(NH2)5]7, etc.
Léaráid fuinneamh saor in aisce ar staid ocsaídiúcháin-Gibbs
Is féidir a fheiceáil freisin ón léaráid fuinneamh saor ó stát ocsaídiúcháin-Gibbs de nítrigin go bhfuil an móilín N2 le uimhir ocsaídiúcháin 0 ag an bpointe is ísle den chuar sa léaráid, ach amháin i gcás iain NH4, rud a léiríonn go bhfuil N2 teirmidinimiceach. cobhsaí i gcoibhneas le comhdhúile nítrigine le huimhreacha ocsaídiúcháin eile.
Tá luachanna na gcomhdhúile nítrigine éagsúla le huimhreacha ocsaídiúcháin idir 0 agus +5 ar fad os cionn na líne a cheanglaíonn an dá phointe HNO3 agus N2 (an líne poncaithe sa léaráid), agus mar sin tá na comhdhúile seo éagobhsaí go teirmidinimiciúil agus seans maith d'imoibrithe díréiriúcháin. Is é an t-ian NH4+ an t-aon cheann amháin sa léaráid a bhfuil luach níos ísle aige ná an móilín N2. [1] Ón léaráid ocsaídiúcháin stát-Gibbs saor in aisce de nítrigin agus de struchtúr an mhóilín N2, is féidir a fheiceáil go bhfuil eiliminteach N2 neamhghníomhach. Ní féidir le nítrigin imoibriú le hidrigin chun amóinia a fhoirmiú ach amháin faoi theocht ard, ardbhrú agus láithreacht catalaíoch: Faoi choinníollacha scaoilte, is féidir le nítrigin teacht le chéile le hocsaigin chun ocsaíd nítreach a fhoirmiú: N2+O2=scaoileadh=2NO Comhcheanglaíonn ocsaíd nítreach go tapa le hocsaigin go foirm dé-ocsaíd nítrigine 2NO+O2=2NO2 Tuaslagann dé-ocsaíd nítrigine in uisce chun aigéad nítreach a fhoirmiú, ocsaíd nítreach 3NO2+H2O=2HNO3+NO I dtíortha ina bhfuil hidreachumhacht forbartha, baineadh úsáid as an imoibriú seo chun aigéad nítreach a tháirgeadh. Imoibríonn N2 le hidrigin chun amóinia a tháirgeadh: N2+3H2=== (comhartha inchúlaithe) 2NH3 Imoibríonn N2 le miotail a bhfuil poitéinseal ianúcháin íseal acu agus a bhfuil ardfhuinneamh laitíse acu chun nítrídeanna ianacha a fhoirmiú. Mar shampla: Is féidir le N2 imoibriú go díreach le litiam miotalach ag teocht an tseomra: 6 Li + N2=== 2 Imoibríonn Li3N N2 le miotail chré alcaileach Mg, Ca, Sr, Ba ag teochtaí gealbhruthacha: 3 Ca + N2=== Is féidir le Ca3N2 N2 ní imoibríonn ach le bórón agus le alúmanam ag teochtaí gealbhruthacha: 2 B + N2=== 2 BN (comhdhúil mhacramóilín) Go ginearálta imoibríonn N2 le sileacain agus le heilimintí grúpa eile ag teocht níos airde ná 1473K.
Cuireann an móilín nítrigine trí phéire leictreon le nascadh, is é sin, dhá nasc π agus nasc σ amháin a fhoirmiú. Ní chuireann sé le nascáil, agus tá na fuinneamh nascáil agus frith-nascáil fhritháireamh thart, agus tá siad comhionann le péirí leictreon aonair. Toisc go bhfuil nasc triple N≡N sa mhóilín N2, tá cobhsaíocht iontach ag an móilín N2, agus tógann sé 941.69kJ/mol fuinnimh chun é a dhianscaoileadh ina adaimh. Is é an móilín N2 an ceann is cobhsaí de na móilíní diatomic aitheanta, agus is é an mais mhóilíneach choibhneasta nítrigine ná 28. Thairis sin, níl an nítrigin éasca le sruthán agus ní thacaíonn sé le dócháin.
Am postála: Jul-23-2024
