Konfigurasi dan Komposit Elektronik Valencias Nitrogen



The valens nitrogen mereka berkisar dari -3, seperti dalam ammonia dan amina, hingga +5 seperti dalam asid nitrik (Tyagi, 2009). Unsur ini tidak mengembangkan valensi seperti orang lain.

Atom nitrogen adalah unsur kimia dengan nombor atom 7 dan unsur pertama kumpulan 15 (dahulunya VA) dari jadual berkala. Kumpulan ini terdiri daripada nitrogen (N), fosforus (P), arsenik (As), antimonim (Sb), bismut (Bi) dan moskovium (Mc).

Unsur-unsur ini menyerupai persamaan umum tertentu dalam tingkah laku kimia, walaupun mereka secara jelas berbeza dari segi kimia. Persamaan ini menggambarkan ciri-ciri umum struktur elektronik atom mereka (Sanderson, 2016).

Nitrogen hadir di hampir semua protein dan memainkan peranan penting dalam kedua-dua aplikasi biokimia dan aplikasi perindustrian. Nitrogen membentuk ikatan yang kuat kerana keupayaannya membentuk ikatan triple dengan atom nitrogen yang lain dan unsur-unsur lain.

Oleh itu, terdapat banyak tenaga dalam sebatian nitrogen. Sebelum 100 tahun yang lalu, sedikit diketahui tentang nitrogen. Sekarang, nitrogen biasanya digunakan untuk memelihara makanan, dan sebagai baja (Wandell, 2016).

Konfigurasi elektronik dan valensi

Dalam atom, elektron mengisi tahap yang berbeza mengikut tenaga mereka. Elektron pertama mengisi tahap tenaga yang rendah dan kemudian bergerak ke tahap tenaga yang lebih tinggi.

Tahap tenaga paling luar dalam suatu atom dikenali sebagai shell valence dan elektron-elektron yang diletakkan di dalam shell ini dikenali sebagai elektron valensi.

Elektron ini didapati terutamanya dalam pembentukan ikatan dan tindak balas kimia dengan atom lain. Oleh itu, elektron valensi bertanggungjawab untuk sifat kimia dan fizikal yang berbeza dari unsur (Valence Electrons, S.F.).

Nitrogen, seperti yang dinyatakan sebelum ini, mempunyai nombor atom Z = 7. Ini menunjukkan bahawa elektron anda mengisi tahap tenaga anda, atau konfigurasi elektronik, adalah 1S2 2S2 2P3.

Perlu diingatkan bahawa secara semula jadi, atom sentiasa berusaha untuk mempunyai konfigurasi elektronik gas mulia sama ada dengan memenangi, kehilangan atau berkongsi elektron.

Dalam kes nitrogen, gas mulia ia bertujuan untuk mempunyai konfigurasi elektronik adalah neon, yang bilangan atomnya adalah Z = 10 (1S2 2S2 2P6) dan helium, yang nombor atom ialah Z = 2 (1S2) (Reusch, 2013).

Cara-cara yang berbeza nitrogen harus menggabungkan akan memberikannya valensi (atau keadaan pengoksidaan). Dalam kes khusus nitrogen, berada dalam tempoh kedua jadual berkala, tidak dapat mengembangkan lapisan valensi seperti unsur-unsur lain dalam kumpulan anda.

Ia dijangka mempunyai valensi -3, +3 dan +5. Walau bagaimanapun, nitrogen mempunyai keadaan valensi antara -3, seperti dalam ammonia dan amina, hingga +5, seperti dalam asid nitrik. (Tyagi, 2009).

Teori ikatan valensi membantu menjelaskan pembentukan sebatian, mengikut konfigurasi nitrogen elektronik untuk keadaan pengoksidaan tertentu. Untuk ini kita mesti mengambil kira bilangan elektron dalam lapisan valensi dan berapa banyak yang diperlukan untuk memperoleh konfigurasi gas mulia.

Sebatian nitrogen

Memandangkan bilangan pengoksidaannya yang banyak, nitrogen boleh membentuk sebilangan besar sebatian. Dalam contoh pertama, kita mesti ingat bahawa dalam kes nitrogen molekul, dengan definisi valensinya adalah 0.

Keadaan pengoksidaan -3 adalah salah satu yang paling biasa untuk elemen ini. Contoh-contoh sebatian dengan keadaan pengoksidaan ini adalah ammonia (NH3), amina (R3N), ammonium ion (NH)4+), imina (C = N-R) dan nitril (C≡N).

Negeri pengoksidaan -2, nitrogen dibiarkan dengan 7 elektron dalam shell valencenya. Bilangan elektron ganjil ini dalam shell valence menerangkan mengapa sebatian dengan keadaan pengoksidaan ini mempunyai hubungan merapatkan antara dua nitrogen. Contoh-contoh sebatian dengan keadaan pengoksidaan ini adalah hydrazines (R2-N-N-R2) dan hidrazon (C = N-N-R)2).

Dalam keadaan pengoksidaan -1, nitrogen dibiarkan dengan 6 elektron dalam shell valence. Contoh sebatian nitrogen dengan valensi ini adalah amina hidroksil (R2NOH) dan sebatian azo (RN = NR).

Dalam keadaan pengoksidaan positif, nitrogen biasanya terikat kepada atom oksigen untuk membentuk oksida, oxisol atau oxacid. Bagi kes negeri pengoksidaan +1, nitrogen mempunyai 4 elektron dalam shell valencenya.

Contoh-contoh sebatian dengan valensi ini adalah dinitrogen oksida atau gas ketawa (N2O) dan sebatian nitrous (R = NO) (Reusch, Negeri-Negeri Pengoksidaan Nitrogen, 2015).

Dalam hal keadaan pengoksidaan +2, ia adalah oksida nitrogen contoh atau nitrik oksida (NO), gas tanpa warna yang dihasilkan oleh tindak balas logam dengan asid cair nitrik. Kompaun ini adalah radikal bebas yang sangat tidak stabil kerana ia bertindak balas dengan O2 di udara untuk membentuk gas NO2.

Nitrite (NO2-) dalam larutan asas dan asid nitrous (HNO2) dalam penyelesaian asid adalah contoh sebatian dengan keadaan pengoksidaan +3. Ini boleh menjadi agen pengoksidaan untuk menghasilkan NO (g) atau mengurangkan agen untuk membentuk ion nitrat.

Dinitrogen trioksida (N2O3) dan kumpulan nitro (R-NO2) adalah contoh lain sebatian nitrogen dengan valens +3.

Nitrik dioksida (NO2) atau nitrogen dioksida adalah sebatian nitrogen dengan valens +4. Ia adalah gas coklat yang umumnya dihasilkan oleh tindak balas asid nitrik pekat dengan banyak logam. Dimisizes untuk membentuk N2O4.

Dalam keadaan +5 kita dapati nitrat dan asid nitrik yang merupakan agen pengoksidaan dalam larutan berasid. Dalam kes ini, nitrogen mempunyai 2 elektron dalam shell valensi, yang terdapat dalam orbit 2S. (Negeri-negeri oksidasi nitrogen, S.F.).

Terdapat juga sebatian seperti nitrosilazide dan dinitrogen trioxide di mana nitrogen mempunyai beberapa keadaan pengoksidaan dalam molekul. Dalam kes nitrosilazide (N4O) nitrogen mempunyai valensi -1, 0, + 1 dan +2; dan dalam hal dinitrogen trioksida, ia mempunyai valensi +2 dan +4.

Tatanama sebatian nitrogen

Memandangkan kompleksnya kimia sebatian nitrogen, nomenklatur tradisional tidak mencukupi untuk menamakannya, apalagi mengenal pasti mereka secukupnya. Itulah sebabnya, antara sebab-sebab lain, kesatuan antarabangsa kimia tulen dan gunaan (IUPAC) mencipta tatanama sistematik di mana sebatian dinamakan mengikut bilangan atom yang mengandungi.

Ini bermanfaat apabila menamakan nitrogen oksida. Sebagai contoh nitrik oksida akan dinamakan nitrogen monoksida dan nitrous oksida (NO) dinitrogen monoksida (N)2O).

Selain itu, pada tahun 1919, ahli kimia Jerman Alfred Stock mengembangkan kaedah untuk menamakan sebatian kimia berdasarkan keadaan pengoksidaan, yang ditulis dengan menggunakan angka Roman dikurung dalam kurungan. Oleh itu, contohnya nitrik oksida dan nitro oksida akan dipanggil nitrogen oksida (II) dan nitrogen oksida (I) masing-masing (IUPAC, 2005).

Rujukan

  1. (2005). NOMENCLATURE CADANGAN IUPAC KIMIA INGGISIKA 2005. Diperolehi daripada iupac.org.
  2. Negeri oksidasi nitrogen. (S.F.). Dipulihkan dari kpu.ca.
  3. Reusch, W. (2013, 5 Mei). Konfigurasi Elektron dalam Jadual Berkala. Diperolehi daripada chemistry.msu.edu.
  4. Reusch, W. (2015, 8 Ogos). Negara Pengoksidaan Nitrogen. Diperolehi daripada chem.libretexts.org.
  5. Sanderson, R. T. (2016, 12 Disember). Unsur kumpulan nitrogen. Pulih dari britannica.com.
  6. Tyagi, V. P. (2009). Kimia Perlu Xii. New Deli: Ratna Sagar.
  7. Valence Electrons. (S.F.). Pulih daripada chemistry.tutorvista.com.
  8. Wandell, A. (2016, 13 Disember). Kimia Nitrogen. Diperolehi daripada chem.libretexts.org.