Slāpekļa Valencias elektroniskā konfigurācija un kompozīti



The slāpekļa vērtības tie svārstās no -3, piemēram, amonjakā un amīnos, līdz +5 kā slāpekļskābē (Tyagi, 2009). Šis elements nepaplašina tādas valūtas kā citas.

Slāpekļa atoms ir ķīmiskais elements ar atomu skaitu 7 un periodiskā tabulas 15. grupas (agrāk VA) pirmo elementu. Grupu veido slāpeklis (N), fosfors (P), arsēns (As), antimons (Sb), bismuts (Bi) un moskovijs (Mc).

Šiem elementiem ir noteiktas vispārīgas ķīmiskās uzvedības līdzības, lai gan tās ir skaidri atšķirīgas no ķīmiskās vielas. Šīs līdzības atspoguļo to atomu elektronisko struktūru kopīgās īpašības (Sanderson, 2016).

Slāpeklis ir gandrīz visās olbaltumvielās, un tam ir svarīga loma gan bioķīmiskos pielietojumos, gan rūpnieciskos lietojumos. Slāpeklis veido spēcīgas saites, jo tas spēj veidot trīskāršu saiti ar citu slāpekļa atomu un citiem elementiem.

Tāpēc slāpekļa savienojumos ir liels enerģijas daudzums. Pirms 100 gadiem maz bija zināms par slāpekli. Tagad slāpekli parasti lieto, lai saglabātu pārtiku un kā mēslošanas līdzekli (Wandell, 2016).

Elektroniskā konfigurācija un valences

Atomā elektroni aizpilda dažādos līmeņus atbilstoši to enerģijām. Pirmie elektroni aizpilda zemo enerģijas līmeni un pēc tam pāriet uz augstāku enerģijas līmeni.

Vislielākais ārējā enerģijas līmenis atomā ir pazīstams kā valences apvalks un elektroni, kas ievietoti šajā apvalkā, ir pazīstami kā valences elektroni..

Šie elektroni galvenokārt atrodami obligāciju veidošanā un ķīmiskajā reakcijā ar citiem atomiem. Tāpēc valences elektroni ir atbildīgi par elementa dažādām ķīmiskām un fizikālām īpašībām (Valence Electrons, S.F.)..

Slāpeklim, kā minēts iepriekš, ir atomu skaits Z = 7. Tas nozīmē, ka jūsu elektroni, kas aizpilda jūsu enerģijas līmeņus vai elektronisko konfigurāciju, ir 1S2 2S2 2P3.

Jāatceras, ka dabā atomi vienmēr cenšas iegūt cēlgāzu elektronisko konfigurāciju, uzvarot, zaudējot vai dalot elektronus.

Slāpekļa gadījumā cēlgāze, kuras mērķis ir elektroniskā konfigurācija, ir neons, kura atomu skaits ir Z = 10 (1S2 2S2 2P6) un hēlijs, kura atomu skaits ir Z = 2 (1S2) (Reusch, 2013).

Dažādi slāpekļa savienošanas veidi dos tai savu valenci (vai oksidācijas stāvokli). Konkrētā slāpekļa gadījumā, kas ir periodiskās tabulas otrajā periodā, nevar paplašināt savu valences slāni, kā arī citus jūsu grupas elementus.

Paredzams, ka tai ir -3, +3 un +5 valences. Tomēr slāpeklim ir valences stāvokļi, kas svārstās no -3, piemēram, amonjakā un amīnos, līdz +5, kā slāpekļskābē. (Tyagi, 2009).

Valences saite teorija palīdz izskaidrot savienojumu veidošanos saskaņā ar slāpekļa elektronisko konfigurāciju noteiktam oksidācijas stāvoklim. Šim nolūkam jāņem vērā elektronu skaits valences slānī un cik nepieciešams, lai iegūtu cēlgāzes konfigurāciju.

Slāpekļa savienojumi

Ņemot vērā oksidācijas lielo skaitu, slāpeklis var veidot lielu skaitu savienojumu. Pirmkārt, mums jāatceras, ka molekulārā slāpekļa gadījumā pēc definīcijas tās valence ir 0.

Oksidācijas stāvoklis -3 ir viens no visbiežāk sastopamajiem elementiem. To savienojumu piemēri, kuros ir šāds oksidācijas stāvoklis, ir amonjaks (NH3), amīni (R3N), amonija jonu (NH)4+), imīni (C = N-R) un nitrili (C≡N).

Oksidācijas stāvoklis -2, slāpeklis paliek ar 7 elektroniem valences čaulā. Šis nepāra skaits elektronu valences apvalkā izskaidro, kāpēc savienojumiem ar šo oksidācijas stāvokli ir savienojoša saikne starp diviem slāpekļiem. Savienojumi ar šo oksidācijas stāvokli ir hidrazīni (R2-N-N-R2) un hidrazoni (C = N-N-R)2).

Oksidācijas stāvoklī -1 slāpekļa paliek ar 6 elektroniem valences apvalkā. Slāpekļa savienojumu piemērs ar šo valenci ir hidroksilamīns (R2NOH) un azo savienojumi (RN = NR).

Pozitīvos oksidācijas apstākļos slāpeklis parasti ir saistīts ar skābekļa atomiem, veidojot oksīdus, oksisolus vai skābes. +1 oksidācijas stāvokļa gadījumā slāpeklim ir 4 elektroni valences čaulā.

Tādu savienojumu piemēri, kuriem ir šāda valence, ir dinitrogēna oksīds vai smieklu gāze (N2O) un slāpekļa savienojumi (R = NO) (Reusch, slāpekļa oksidēšanas stāvokļi, 2015).

+2 oksidācijas stāvokļa gadījumā viens no piemēriem ir slāpekļa oksīds vai slāpekļa oksīds (NO), bezkrāsains gāze, kas rodas, reaģējot metāliem ar atšķaidītu slāpekļskābi. Šis savienojums ir ļoti nestabils brīvais radikāls, jo tas reaģē ar O2 gaisā, veidojot NO gāzi2.

Nitrits (NO2-) bāzes šķīdumā un slāpekļskābē (HNO)2) skābes šķīdumā ir piemēri savienojumiem ar +3 oksidācijas stāvokli. Tie var būt oksidētāji, kas parasti ražo NO (g) vai reducētājus, veidojot nitrāta jonu.

Ditrogēna trioksīds (N. \ T2O3) un nitro grupu (R-NO2) ir citi slāpekļa savienojumi ar valenci +3.

Slāpekļa dioksīds (NO2) vai slāpekļa dioksīds ir slāpekļa savienojums ar valenci +4. Tā ir brūna gāze, ko parasti ražo, koncentrējot slāpekļskābi ar daudziem metāliem. Dimerizējas, veidojot N2O4.

+5 stāvoklī atrodam nitrātu un slāpekļskābi, kas ir oksidētāji skābajos šķīdumos. Šajā gadījumā slāpeklim ir 2 elektroni valences apvalkā, kas atrodas 2S orbitālajā daļā. (Slāpekļa oksidācijas stāvokļi, S.F.).

Ir arī tādi savienojumi kā nitrozilazīds un dinitrogēna trioksīds, kur slāpeklim molekulā ir vairāki oksidācijas stāvokļi. Nitrozilazīda gadījumā (N4O) slāpeklim ir valence -1, 0, + 1 un +2; un dinitrogēna trioksīda gadījumā tai ir valence +2 un +4.

Slāpekļa savienojumu nomenklatūra

Ņemot vērā slāpekļa savienojumu ķīmijas sarežģītību, tradicionālā nomenklatūra nebija pietiekama, lai tos nosauktu, nemaz nerunājot par to pienācīgu identificēšanu. Tieši tāpēc, cita starpā, tīras un lietišķas ķīmijas starptautiskā savienība (IUPAC tās akronīmam angļu valodā) radīja sistemātisku nomenklatūru, kurā savienojumi tiek nosaukti atbilstoši to atomu saturam..

Tas ir izdevīgi, ja ir jānorāda slāpekļa oksīdi. Piemēram, slāpekļa oksīds būtu nosaukts par slāpekļa oksīda un slāpekļa oksīda (NO) dinitrogēnoksīdu (N).2O).

Turklāt 1919. gadā vācu ķīmiķis Alfredsens izstrādāja metodi, lai nosauktu ķīmiskos savienojumus, pamatojoties uz oksidācijas stāvokli, kas ir uzrakstīts iekavās iekļauti romiešu cipariem. Tādējādi, piemēram, slāpekļa oksīdu un slāpekļa oksīdu varētu saukt par slāpekļa oksīdu (II) un slāpekļa oksīdu (I) (IUPAC, 2005)..

Atsauces

  1. (2005). NEORGANISKO ĶĪMIJU NOMENKLATŪRA IUPAC ieteikumi 2005. Izgūti no iupac.org.
  2. Slāpekļa oksidācijas stāvokļi. (S.F.). Atgūts no kpu.ca.
  3. Reusch, W. (2013, 5. maijs). Elektronu konfigurācijas periodiskajā tabulā. Izgūti no chemistry.msu.edu.
  4. Reusch, W. (2015, 8. augusts). Slāpekļa oksidēšanas stāvokļi. Izgūti no chem.libretexts.org.
  5. Sanderson, R. T. (2016, 12. decembris). Slāpekļa grupas elements. Atgūts no britannica.com.
  6. Tyagi, V. P. (2009). Essential Chemistry Xii. Jauns Deli: Ratna Sagar.
  7. Valences elektroni. (S.F.). Atgūts no chemistry.tutorvista.com.
  8. Wandell, A. (2016, 13. decembris). Slāpekļa ķīmija. Izgūti no chem.libretexts.org.