નાઇટ્રોજન શું છે? નાઇટ્રોજનનો સમૂહ. નાઇટ્રોજન પરમાણુ

નાઇટ્રોજન (સામાન્ય માહિતી)

નાઈટ્રોજન

સંક્ષિપ્ત માહિતી

નાઇટ્રોજન એ અણુ ક્રમાંક 7 સાથે મેન્ડેલીવ ડી.આઇ.ના રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકના બીજા સમયગાળાના 15મા જૂથનું એક તત્વ છે.

નાઇટ્રોજન વિશે સામાન્ય માહિતી

નાઇટ્રોજન એ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં સૌથી સામાન્ય ગેસ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, આપણી આસપાસની હવાના ત્રણ ચતુર્થાંશમાં ઓક્સિજન નહીં પણ નાઇટ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે. મેન્ડેલીવના રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાં, નાઇટ્રોજનને પ્રતીક N (લેટિન નાઇટ્રોજનિયમમાંથી) દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, તેનો અણુ નંબર 7 છે અને તે 15મા જૂથમાં સ્થાન ધરાવે છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, નાઇટ્રોજન એ ડાયટોમિક અને અત્યંત નિષ્ક્રિય ગેસ છે. તેનો કોઈ રંગ, સ્વાદ કે ગંધ નથી, તેથી તે મનુષ્યો માટે સમજી શકાતું નથી. નાઇટ્રોજન ગેસ સૂત્ર N2; તે આ પરમાણુ સ્થિતિમાં છે કે તે આપણા ગ્રહના વાતાવરણના ત્રણ ચતુર્થાંશ ભાગને ભરે છે.

શોધનો ઇતિહાસ

18મી સદીના અંતમાં, ઘણા વૈજ્ઞાનિકો નવા રાસાયણિક તત્વની શોધની નજીક આવ્યા, જેના ગુણધર્મોનો હજુ સુધી વિજ્ઞાન દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો ન હતો. આમ, 1772માં હેનરી કેવેન્ડિશે નીચેનો પ્રયોગ હાથ ધર્યો: તેણે વારંવાર ગરમ કોલસા ઉપર હવા પસાર કરી, કોલસાને આલ્કલાઇન દ્રાવણ વડે સારવાર આપી અને અંતે બાકીનો નવો પદાર્થ મેળવ્યો. રસાયણશાસ્ત્રીએ આ અવશેષોને "ગૂંગળામણ કરતી હવા" તરીકે ઓળખાવી. કેવેન્ડિશને ખરેખર નાઇટ્રોજન મળ્યું, એક નવું રાસાયણિક તત્વ, પરંતુ તે તેના વિશે અનુમાન કરી શક્યો નહીં. તે જ વર્ષે, કેવેન્ડિશના મિત્ર પ્રોફેસર પ્રિસ્ટલીએ "ગૂંગળામણની હવા" ઉત્પન્ન કરવાના પ્રયોગો ચાલુ રાખ્યા. તેણે તેના પ્રયોગો દરમિયાન વારંવાર નાઇટ્રોજન પણ મેળવ્યું, પરંતુ ભૂલથી માની લીધું કે આ વાયુ ઓક્સિજન છે. તેથી, બેમાંથી કોઈ પણ વૈજ્ઞાનિકને નાઈટ્રોજનના શોધક માનવામાં આવતા નથી.

આ પ્રયોગોની સમાંતર, ડેનિયલ રધરફોર્ડે તે જ 1772માં પોતાના પ્રયોગો કર્યા. તે તે જ હતો જેણે તેના માસ્ટરની થીસીસમાં નાઇટ્રોજનના મૂળભૂત ગુણધર્મોનું યોગ્ય રીતે વર્ણન કર્યું હતું. ખાસ કરીને, હકીકત એ છે કે તે શ્વાસ લેવા માટે યોગ્ય નથી, આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી અને દહન પ્રક્રિયાને સમર્થન આપતું નથી. મોટેભાગે, રધરફોર્ડને નાઇટ્રોજનનો શોધક કહેવામાં આવે છે.

નાઇટ્રોજનના ગુણધર્મો

સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં નાઇટ્રોજનના ભૌતિક ગુણધર્મો તેને રંગહીન વાયુ, ગંધહીન અને માનવ સંવેદનાઓ માટે અદ્રશ્ય તરીકે દર્શાવે છે. નાઇટ્રોજન પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય છે અને તેની ઘનતા 1.2506 kg/m 3 છે. પ્રવાહી સ્થિતિમાં, નાઇટ્રોજન રંગહીન અને મોબાઇલ પ્રવાહી છે, જે દૃષ્ટિથી પાણી જેવું જ છે. તે −195.8 °C તાપમાને ઉકળે છે. પ્રવાહી નાઇટ્રોજનની ઘનતા ઘટીને 808 kg/m3 થાય છે. −209.86 °C પર, નાઇટ્રોજન એકત્રીકરણની નક્કર સ્થિતિમાં ફેરવાય છે, જે મોટા કદના તેજસ્વી સફેદ સ્ફટિકોનું સ્વરૂપ લે છે.

નાઇટ્રોજનની મુક્ત સ્થિતિ એ અણુઓ વચ્ચે ત્રિવિધ બંધન સાથેનું ડાયટોમિક N2 પરમાણુ છે. આ બંધન નાઇટ્રોજનના પરમાણુને અત્યંત મજબૂત બનાવે છે અને સામાન્ય સ્થિતિમાં પરમાણુઓનું વ્યવહારીક રીતે કોઈ વિયોજન થતું નથી. પરિણામે, નાઇટ્રોજન એ ખૂબ જ નિષ્ક્રિય ગેસ છે: તે વ્યવહારીક રીતે અન્ય પદાર્થો સાથે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશતું નથી અને સામાન્ય સ્થિતિમાં મુક્ત સ્થિતિમાં છે. આંતર-પરમાણુ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના દળો અત્યંત નબળા છે, તેથી જ સામાન્ય સ્થિતિમાં નાઇટ્રોજન એ વાયુ છે અને પ્રવાહી કે ઘન નથી.

નાઇટ્રોજન વિશે રસપ્રદ તથ્યો

નાઇટ્રોજન નામ, જેનો અર્થ થાય છે "જીવનથી વંચિત", 18મી સદીના અંતમાં એન્ટોઇન લેવોઇસિયરના હળવા હાથથી દેખાયું, જ્યારે તે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત થયું કે નાઇટ્રોજન શ્વસન અને દહનને ટેકો આપી શકતું નથી. હવે આપણે જાણીએ છીએ કે, નામમાં "નિજીવ" હોવા છતાં, તમામ જીવોના જીવનને જાળવવા માટે નાઇટ્રોજન અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. નાઇટ્રોજનનું લેટિન નામ "નાઇટ્રોજેનિયમ" નું ભાષાંતર "સોલ્ટપીટર-ગીવિંગ" તરીકે થાય છે અને ઉદ્યોગ માટે આ તત્વના નિર્ણાયક મહત્વને યાદ કરે છે.

બધા જીવંત જીવો તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં નાઇટ્રોજનને શોષી શકતા નથી. અમે પ્રોટીન ખોરાક દ્વારા જરૂરી રકમને શોષી લઈએ છીએ. જ્યારે વ્યક્તિ શ્વાસ લે છે, ત્યારે તે હવામાં રહેલા નાઇટ્રોજનને શ્વાસમાં લે છે. તે ફેફસાં દ્વારા કોઈપણ રીતે શોષાય નથી (ઓક્સિજનથી વિપરીત), તેથી આપણા શ્વાસ બહાર કાઢવામાં મુખ્યત્વે નાઇટ્રોજન હોય છે. આશ્ચર્યજનક રીતે, તે ચોક્કસપણે વાતાવરણમાં નાઇટ્રોજનની વિપુલતા છે જે આપણને માનવ શરીર માટે જીવલેણ હોય તેવા જથ્થામાં ઓક્સિજનનો વપરાશ ન કરવામાં મદદ કરે છે.

વિજ્ઞાન સાહિત્યમાં એક સામાન્ય વાર્તા ભવિષ્યની પેઢીઓ માટે સાચવવા માટે જીવંત વસ્તુઓને નાઇટ્રોજન સાથે ઠંડું કરવાની છે. વાસ્તવમાં, આધુનિક વૈજ્ઞાનિકો આ કરી શકતા નથી, કારણ કે પ્રવાહી નાઇટ્રોજન સાથે ઠંડું ધીમે ધીમે થાય છે, અને શરીર "યોગ્ય રીતે" સ્થિર થવાનો સમય મળે તે પહેલાં મૃત્યુ પામે છે.

નાઇટ્રોજનની અરજી

ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ તેના ઉચ્ચ નિષ્ક્રિય ગુણધર્મો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. લિક્વિડ નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક રેફ્રિજન્ટ તરીકે થાય છે. વાયુ અવસ્થામાં નાઈટ્રોજનનો ઉપયોગ એન્ટીઑકિસડન્ટ તરીકે થાય છે. શુદ્ધ વાયુયુક્ત નાઇટ્રોજન હવાને બદલી શકે છે (જેમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે ઓક્સિજન હોય છે), ઇલેક્ટ્રિકલ ઉદ્યોગમાં અને મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગમાં પોલાણને નાઇટ્રોજનથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. તેનો ઉપયોગ ટાંકીઓ અને પાઈપલાઈનને શુદ્ધ કરવા અને ટાંકીની અંદરના ઊંચા દબાણ પર તેમની કામગીરીને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે.

નાઇટ્રોજન એ મહત્વપૂર્ણ નાઇટ્રોજન ધરાવતા સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટેનો કાચો માલ છે. આમાં નાઇટ્રોજન ખાતરોનો સમાવેશ થાય છે, જે ફોસ્ફરસ અને પોટેશિયમ ખાતરો સાથે મળીને પાક ઉત્પાદનમાં અનિવાર્ય છે. નાઇટ્રોજન એમોનિયાનો એક ઘટક છે, જેનો ઉપયોગ રેફ્રિજરેશન સાધનોમાં, ઔદ્યોગિક દ્રાવક તરીકે, દવામાં થાય છે અને સામાન્ય રીતે તે એક મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક કાચો માલ છે. ગ્રહ પર મોટાભાગના વિસ્ફોટકોનું ઉત્પાદન ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે.

નાઈટ્રોજન ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં ફૂડ એડિટિવ E941 તરીકે પણ મળી શકે છે. એરક્રાફ્ટ લેન્ડિંગ ગિયર માટે ટાયર ટ્યુબ ભરવા માટે નાઈટ્રોજન ગેસની જરૂર પડે છે. હવે કારના ઉત્સાહીઓમાં નાઇટ્રોજન સાથે ટાયર ભરવાનું ફેશનેબલ બની ગયું છે, જો કે આવા ઉપયોગની અસરકારકતાના વૈજ્ઞાનિક પુરાવા હજુ સુધી પ્રદાન કરવામાં આવ્યા નથી. દવામાં નાઇટ્રોજન અને અન્ય વાયુઓનો વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે: નવી દવાઓ અને તકનીકોના નિર્માણમાં અને ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા તબીબી સાધનોના ઉત્પાદનમાં.

યુક્રેનમાં આજે ગેસની અગ્રણી સપ્લાયર કંપની ડીપી એર ગેસ છે.

નાઇટ્રોજન એ સામયિક કોષ્ટક પરના ઘણા રાસાયણિક તત્વોમાંનું એક છે, પરંતુ નાઇટ્રોજન શું છે તે પ્રશ્ન વારંવાર આવે છે. આનું કારણ એકદમ સ્પષ્ટ છે - આ પદાર્થ વિજ્ઞાન, તકનીકી, ઉદ્યોગમાં સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે અને રોજિંદા જીવનમાં અને કાર્યમાં ઉપયોગી ઘણી સામગ્રી અને સંયોજનોના નિર્માણ માટેના આધાર તરીકે સેવા આપે છે.

આ તત્વ સામયિક કોષ્ટકના જૂથ 15 સાથે સંબંધિત છે, તે સમગ્ર ગ્રહમાં ખૂબ જ સામાન્ય છે અને પૃથ્વીના મોટાભાગના વાતાવરણને બનાવે છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ સ્તરોમાં.

પદાર્થ નિષ્ક્રિય રચનાઓથી સંબંધિત છે - જે વ્યવહારીક રીતે અન્ય તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતા નથી. તત્વ કમ્બશનને સપોર્ટ કરતું નથી.

અન્ય નિષ્ક્રિય વાયુઓની જેમ, નાઇટ્રોજન (જેમ કે તેને લેટિનમાં નાઇટ્રોજન કહેવાય છે), તે ગંધહીન છે અને તેમાં રંગનો પણ અભાવ છે. તે બિન-ઝેરી પણ છે અને જીવંત જીવો માટે જોખમી નથી. હવામાં મોટી માત્રામાં n2 જોવા મળે છે (તે હવાના કુલ જથ્થાના આશરે 78% જેટલો હિસ્સો બનાવે છે), અને તે ખડકો, ખડકો અને તમામ પ્રકારના સંયોજનોમાં પણ મળી શકે છે.

નાઇટ્રોજન પરમાણુ એ જીવંત જીવોની પ્રોટીન રચનાનો આવશ્યક ઘટક છે; તે ન્યુક્લીક એસિડ અને અન્ય વસ્તુઓમાં પણ જોવા મળે છે.

નાઇટ્રોજનની લાક્ષણિકતાઓ અને ભૌતિક ગુણધર્મો

ઉપર નોંધ્યું છે તેમ, આ પદાર્થમાં ગંધ કે સ્વાદ નથી, તે જડ છે, એટલે કે, અન્ય રાસાયણિક તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની નબળી ક્ષમતા ધરાવે છે.

હકીકત એ છે કે હવામાં ખૂબ મોટી માત્રામાં નાઇટ્રોજન હોય છે તે ઉપરાંત, તે અન્ય સ્થળોએ પણ જોવા મળે છે: અવકાશમાં ગેસ નેબ્યુલામાં, નેપ્ચ્યુન ગ્રહો પર, તેમજ યુરેનસ અને સૌર ગ્રહોના કેટલાક ઉપગ્રહો પર. સિસ્ટમ

તત્વના ભૌતિક ગુણધર્મોને જાણવું મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ દરેક જગ્યાએ થાય છે. તેઓ આના જેવા દેખાય છે:

1. પદાર્થનો પરમાણુ સમૂહ 14 અણુ સમૂહ એકમો (a.m.u.) છે. સંબંધિત પરમાણુ સમૂહ પણ સમાન મૂલ્ય સમાન છે.
2. ગરમીની ક્ષમતા તાપમાન પર આધારિત છે. 0 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર તે 1039 J/(kg*deg) ની બરાબર છે. જો તમે ગેસને 100 વાતાવરણના દબાણમાં સંકુચિત કરો છો, તો આ મૂલ્ય વધીને 1242 થશે.
3. ઘનતા 1.25 કિલોગ્રામ/m3 છે.
4. નાઇટ્રોજનનું ગલનબિંદુ -210 ડિગ્રી સેલ્સિયસ છે. વાતાવરણમાં, તત્વ વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં હોય છે; જ્યારે તે -196 ડિગ્રી સુધી ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે પાણી જેવું લાગે છે. નાઈટ્રોજન -195.8°C પર ઉકળે છે.
5. પદાર્થના ઓક્સિડેશનની ડિગ્રી તે સંયોજનો પર આધાર રાખે છે જેમાં તે જોવા મળે છે અને −3, −2, −1, 0, +1, +2, +3, +4, +5 મૂલ્યો લઈ શકે છે.

અન્ય મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક ગુણધર્મ એ છે કે હવાના સંપર્ક પર, નાઇટ્રોજન તેમાં હાજર ઓક્સિજનને શોષી લે છે, જેના કારણે તે ઓગળે છે.

નાઇટ્રોજન અને તેના સંયોજનોના રાસાયણિક ગુણધર્મો

N2 અણુઓ વચ્ચે ટ્રિપલ બોન્ડ હોય છે; સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, તત્વના પરમાણુઓ વચ્ચે વ્યવહારીક રીતે વિયોજન થતું નથી.

વ્યક્તિગત પરમાણુઓ વચ્ચે તેના બદલે નબળા બોન્ડ છે, જેના કારણે નાઇટ્રોજન મુખ્યત્વે વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, 3000 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સુધી ગરમ થાય ત્યારે પણ, થર્મલ ડિસોસિએશન વ્યવહારીક રીતે થતું નથી.

પૃથ્વી પર નાઇટ્રોજન મુખ્યત્વે મુક્ત સ્વરૂપમાં સમાયેલ છે, કારણ કે તેની સાથેના કોઈપણ સંયોજનો તાપમાનની સ્થિતિમાં પણ ખૂબ અસ્થિર છે.

N ના અણુ વાયુમાં પહેલાથી જ અન્ય તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવાની ઘણી મોટી ક્ષમતા હોય છે;

પ્રકૃતિમાં નાઇટ્રોજન ચક્ર

કારણ કે પ્રશ્નમાંનો પદાર્થ ગ્રહ પર સૌથી સામાન્ય છે, તે આશ્ચર્યજનક નથી કે તેનું પોતાનું વિકસિત ચક્ર છે. તે વનસ્પતિ અને પ્રાણીસૃષ્ટિ બંનેનો ભાગ છે અને જમીન અને હવામાં જોવા મળે છે.

બાયોસ્ફિયરમાં તેનું પરિભ્રમણ ચક્ર આના જેવું દેખાય છે:

1. પ્રથમ, સુક્ષ્મસજીવો વિઘટન ઉત્પાદનોમાંથી નાઇટ્રોજનને શોષી લે છે, જેની સામગ્રી N2 પરમાણુઓથી સંતૃપ્ત થાય છે.
2. કાર્બનિક ચયાપચય થાય છે, જ્યાં એમોનિયા અને એમોનિયમ બંને રચાય છે.
3. અન્ય જીવો આ ઉત્પાદનોને શોષી લે છે અને તેમને નાઈટ્રેટમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
4. નાઈટ્રેટ્સ છોડના વિકાસમાં સામેલ છે, જે પછી પ્રાણીઓ દ્વારા ફરીથી ખાવામાં આવશે, જે બદલામાં વિઘટન ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરે છે. આમ, સર્કિટ બંધ છે.

નાઇટ્રોજનના પરમાણુઓની રચના એવી છે કે આ પદાર્થ ચોક્કસ પ્રકારના સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે શોષાય છે, ખાસ કરીને તે લીગ્યુમિનસ છોડથી સંબંધિત છે.

તેથી જ જમીનની ફળદ્રુપતા વધારવાનો એક ખૂબ જ અસરકારક માર્ગ એ છે કે કઠોળનું વાવેતર કરવું, જે સક્રિયપણે નાઇટ્રોજનને શોષી લે છે અને આમ જમીનને સમૃદ્ધ બનાવે છે.

વાવાઝોડું પણ આ પ્રક્રિયામાં ફાળો આપે છે, અને એમોનિયાનું કૃત્રિમ ઉત્પાદન પણ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવે છે.

નાઇટ્રોજન મેળવવું

નાઇટ્રોજનની અરજી

હાઇડ્રોજન, ઓક્સિજન અને અન્ય સામાન્ય પદાર્થોની જેમ, નાઇટ્રોજન સમગ્ર માનવજાતના જીવનમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

તે પ્રવૃત્તિના ઘણા ક્ષેત્રોમાં સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે:

1. એમોનિયા ઉદ્યોગને નાઈટ્રિક એસિડ, સોડા અને ખેતી માટે ખાતર બનાવવાની ક્ષમતા પૂરી પાડે છે. તેનો ઉપયોગ રેફ્રિજરેશન યુનિટમાં રેફ્રિજરન્ટ તરીકે અને દવામાં પણ થાય છે.
2. ગેસનો ઉપયોગ ઘણા લાઇટિંગ ઉપકરણો, ઠંડક અને ઠંડું ઉપકરણો બનાવવા માટે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, વેક્યૂમ ઇન્સ્ટોલેશન માટે નાઇટ્રોજન ટ્રેપ્સ.
3. વિસ્ફોટકો, રંગો, પ્લાસ્ટિક અને કૃત્રિમ સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં પદાર્થ જરૂરી છે, તેના વિના રોકેટ અને અવકાશ તકનીકના સંચાલનની કલ્પના કરવી અશક્ય છે. કૃત્રિમ કાપડના ઉત્પાદન માટે પણ વપરાય છે.
4. તેલ અને ગેસ ઉત્પાદન ઉદ્યોગમાં, નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ ઇન-સીટુ દબાણ જાળવવા માટે થાય છે, જે વધુ ખનિજો કાઢવા માટે પરવાનગી આપે છે.
5. ધાતુશાસ્ત્રમાં, ફેરસ અને નોન-ફેરસ ધાતુઓને એનલીંગ કરવા માટે સામગ્રી જરૂરી છે.
6. ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં, આ ગેસનો ઉપયોગ ઉત્પાદિત ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને સેમિકન્ડક્ટર્સના તત્વોના ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે થાય છે.

અને આ પ્રશ્નમાં ઘટકના ઉપયોગના તમામ ક્ષેત્રો નથી.

જેમ તમે જોઈ શકો છો, સામયિક કોષ્ટક ઘણા રસપ્રદ તત્વોને છુપાવે છે અને નાઇટ્રોજન તેમાંથી એક છે. તેના ફ્રીઝિંગ પોઈન્ટ, ઈલેક્ટ્રોનિક ફોર્મ્યુલા અને અન્ય પ્રશ્નો ઈન્ટરનેટ પર વ્યાપકપણે રજૂ કરવામાં આવે છે, તેથી જો જરૂરી હોય તો તેમની સાથે પોતાને પરિચિત કરવું મુશ્કેલ નથી.

N2 એ આપણા ગ્રહ અને સમગ્ર બ્રહ્માંડની જીવંત અને નિર્જીવ પ્રકૃતિનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, તેથી દરેક વ્યક્તિ તેના વિશે વધુ જાણવા માટે બંધાયેલો છે.

V-A પેટાજૂથના તત્વોના ગુણધર્મો

1. રાસાયણિક તત્વોના અણુઓની રચના

બાહ્ય ઉર્જા સ્તરે ત્રણ અજોડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરી સમજાવે છે કે સામાન્ય, ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં, નાઇટ્રોજન પેટાજૂથના તત્વોની સંયોજકતા ત્રણ છે.

નાઇટ્રોજન પેટાજૂથના તત્વોના અણુઓ (નાઇટ્રોજન સિવાય - નાઇટ્રોજનના બાહ્ય સ્તરમાં માત્ર બે સબલેવલ હોય છે - 2s અને 2p) બાહ્ય ઉર્જા સ્તરો પર d-સબલેવલના ખાલી કોષો ધરાવે છે, જેથી તેઓ sમાંથી એક ઇલેક્ટ્રોનને બાષ્પીભવન કરી શકે. -સબલેવલ અને તેને ડી-સબલેવલ પર ટ્રાન્સફર કરો. આમ, ફોસ્ફરસ, આર્સેનિક, એન્ટિમોની અને બિસ્મથની વેલેન્સી 5 છે.

નાઇટ્રોજન જૂથના તત્વો હાઇડ્રોજન સાથે RH 3 રચનાના સંયોજનો અને ઓક્સિજન સાથે R 2 O 3 અને R 2 O 5 પ્રકારના ઓક્સાઇડ બનાવે છે. ઓક્સાઇડ એસિડ HRO 2 અને HRO 3 (અને ઓર્થો એસિડ H 3 PO 4, નાઇટ્રોજન સિવાય) ને અનુરૂપ છે.

આ તત્વોની સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +5 છે, અને સૌથી ઓછી -3 છે.

અણુઓના ન્યુક્લિયસનો ચાર્જ વધતો હોવાથી, બાહ્ય સ્તરે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા સતત રહે છે, અણુઓમાં ઊર્જા સ્તરોની સંખ્યા વધે છે અને અણુની ત્રિજ્યા નાઇટ્રોજનથી બિસ્મથ સુધી વધે છે, હકારાત્મક ન્યુક્લિયસ તરફ નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રોનનું આકર્ષણ નબળું પડે છે અને ઇલેક્ટ્રોન ગુમાવવાની ક્ષમતા વધે છે, અને તેથી, નાઇટ્રોજન પેટાજૂથમાં જેમ જેમ સીરીયલ નંબર વધે છે તેમ તેમ બિન-ધાતુના ગુણધર્મો ઘટે છે અને ધાતુના ગુણધર્મો વધે છે.

નાઇટ્રોજન એ બિન-ધાતુ છે, બિસ્મથ એ ધાતુ છે. નાઇટ્રોજનથી બિસ્મથ સુધી, RH 3 સંયોજનોની તાકાત ઘટે છે, અને ઓક્સિજન સંયોજનોની મજબૂતાઈ વધે છે.

નાઇટ્રોજન પેટાજૂથના ઘટકોમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસ .

નાઇટ્રોજન, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો, તૈયારી અને એપ્લિકેશન

1. નાઈટ્રોજન એક રાસાયણિક તત્વ છે

N +7) 2) 5

1 s 2 2 s 2 2 p 3 અપૂર્ણ બાહ્ય સ્તર,પી -તત્વ, બિન-ધાતુ

Ar(N)=14

2. શક્ય ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓ

ત્રણ અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને કારણે, નાઇટ્રોજન ખૂબ જ સક્રિય છે અને તે માત્ર સંયોજનોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. નાઇટ્રોજન "-3" થી "+5" સુધીના સંયોજનોમાં ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે

3. નાઇટ્રોજન - એક સરળ પદાર્થ, પરમાણુ માળખું, ભૌતિક ગુણધર્મો

નાઇટ્રોજન (ગ્રીક ἀ ζωτος માંથી - નિર્જીવ, lat. નાઇટ્રોજનિયમ), અગાઉના નામોને બદલે ("ફલોજિસ્ટિકેટેડ", "મેફિટિક" અને "બગડેલી" હવા) માં પ્રસ્તાવિત 1787 એન્ટોઈન લેવોઇસિયર . ઉપર બતાવ્યા પ્રમાણે, તે સમયે તે પહેલાથી જ જાણીતું હતું કે નાઇટ્રોજન ન તો દહન કે શ્વસનને ટેકો આપે છે. આ મિલકત સૌથી મહત્વપૂર્ણ માનવામાં આવતી હતી. તેમ છતાં તે પછીથી બહાર આવ્યું કે નાઇટ્રોજન, તેનાથી વિપરીત, તમામ જીવંત પ્રાણીઓ માટે જરૂરી છે, નામ ફ્રેન્ચ અને રશિયનમાં સાચવવામાં આવ્યું હતું.

એન 2 - સહસંયોજક નોનપોલર બોન્ડ, ટ્રિપલ (σ, 2π), મોલેક્યુલર ક્રિસ્ટલ જાળી

નિષ્કર્ષ:

1. સામાન્ય તાપમાને ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલતા

2. વાયુ, રંગહીન, ગંધહીન, હવા કરતા હળવા

શ્રી ( બી હવા)/ શ્રી ( એન 2 ) = 29/28

4. નાઇટ્રોજનના રાસાયણિક ગુણધર્મો

5. રસીદ:

ઉદ્યોગમાં નાઈટ્રોજન હવામાંથી મળે છે. આ કરવા માટે, હવાને પ્રથમ ઠંડુ કરવામાં આવે છે, લિક્વિફાઇડ કરવામાં આવે છે અને પ્રવાહી હવાને નિસ્યંદન કરવામાં આવે છે. હવાના અન્ય ઘટક ઓક્સિજન (-182.9°C) કરતાં નાઇટ્રોજનનું ઉત્કલન બિંદુ (-195.8°C) થોડું ઓછું હોય છે, તેથી જ્યારે પ્રવાહી હવાને હળવાશથી ગરમ કરવામાં આવે છે, ત્યારે નાઇટ્રોજન પ્રથમ બાષ્પીભવન થાય છે. નાઈટ્રોજન ગેસ પીળા "નાઈટ્રોજન" શિલાલેખ સાથે કાળા સિલિન્ડરોમાં કોમ્પ્રેસ્ડ સ્વરૂપે (150 એટીએમ અથવા 15 MPa) ગ્રાહકોને પૂરો પાડવામાં આવે છે. દેવાર ફ્લાસ્કમાં પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનો સંગ્રહ કરો.

પ્રયોગશાળામાંશુદ્ધ ("રાસાયણિક") નાઇટ્રોજન ગરમ થાય ત્યારે ઘન સોડિયમ નાઇટ્રાઇટ NaNO 2 માં એમોનિયમ ક્લોરાઇડ NH 4 Cl ના સંતૃપ્ત દ્રાવણ ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે:

NaNO 2 + NH 4 Cl = NaCl + N 2 + 2H 2 O.

તમે ઘન એમોનિયમ નાઇટ્રાઇટ પણ ગરમ કરી શકો છો:

NH 4 NO 2 = N 2 + 2H 2 O. પ્રયોગ

6. અરજી:

ઉદ્યોગમાં, નાઇટ્રોજન ગેસનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે એમોનિયાના ઉત્પાદન માટે થાય છે. રાસાયણિક રીતે નિષ્ક્રિય ગેસ તરીકે, નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ જ્વલનશીલ પ્રવાહીને પમ્પ કરતી વખતે વિવિધ રાસાયણિક અને ધાતુશાસ્ત્રની પ્રક્રિયાઓમાં નિષ્ક્રિય વાતાવરણ પૂરું પાડવા માટે થાય છે. પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનો વ્યાપકપણે રેફ્રિજન્ટ તરીકે ઉપયોગ થાય છે, ખાસ કરીને કોસ્મેટોલોજીમાં તેનો ઉપયોગ થાય છે. નાઈટ્રોજન ખનિજ ખાતરો જમીનની ફળદ્રુપતા જાળવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

7. જૈવિક ભૂમિકા

નાઇટ્રોજન એ પ્રાણીઓ અને છોડના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી તત્વ છે;પ્રોટીન (વજન દ્વારા 16-18%), એમિનો એસિડ, ન્યુક્લિક એસિડ, ન્યુક્લિયોપ્રોટીન,હરિતદ્રવ્ય, હિમોગ્લોબિન વગેરે. જીવંત કોષોની રચનામાં, નાઇટ્રોજન અણુઓની સંખ્યા લગભગ 2% છે, અને સમૂહ અપૂર્ણાંક લગભગ 2.5% છે (હાઈડ્રોજન, કાર્બન અને ઓક્સિજન પછી ચોથું સ્થાન). આ સંદર્ભમાં, જીવંત સજીવો, "મૃત કાર્બનિક પદાર્થો" અને સમુદ્ર અને મહાસાગરોના વિખરાયેલા પદાર્થોમાં નિશ્ચિત નાઇટ્રોજનની નોંધપાત્ર માત્રા સમાયેલ છે. આ રકમ અંદાજે 1.9 10 11 ટન હોવાનો અંદાજ છે, નાઇટ્રોજન ધરાવતા કાર્બનિક પદાર્થોના સડો અને વિઘટનની પ્રક્રિયાના પરિણામે, અનુકૂળ પર્યાવરણીય પરિબળોને આધિન, નાઇટ્રોજન ધરાવતી કુદરતી ખનિજ થાપણો બની શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, “ચિલી. saltpeterN 2 → Li 3 N → NH 3

નંબર 2. ઓક્સિજન, મેગ્નેશિયમ અને હાઇડ્રોજન સાથે નાઇટ્રોજનની પ્રતિક્રિયા માટે સમીકરણો લખો. દરેક પ્રતિક્રિયા માટે, ઇલેક્ટ્રોનિક સંતુલન દોરો, ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ અને ઘટાડનાર એજન્ટ સૂચવો.

નંબર 3. એક સિલિન્ડરમાં નાઇટ્રોજન ગેસ હોય છે, બીજામાં ઓક્સિજન હોય છે અને ત્રીજામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ હોય છે. આ વાયુઓને કેવી રીતે અલગ પાડવું?

નંબર 4. કેટલાક જ્વલનશીલ વાયુઓમાં અશુદ્ધિ તરીકે મુક્ત નાઇટ્રોજન હોય છે. શું સામાન્ય ગેસ સ્ટોવમાં આવા વાયુઓના દહન દરમિયાન નાઇટ્રોજન (II) ઓક્સાઇડની રચના થઈ શકે છે? શા માટે?

નાઈટ્રોજન એ અણુ ક્રમાંક 7 ધરાવતું રાસાયણિક તત્વ છે. તે ગંધહીન, સ્વાદહીન અને રંગહીન ગેસ છે.


આમ, વ્યક્તિ પૃથ્વીના વાતાવરણમાં નાઇટ્રોજનની હાજરી અનુભવતો નથી, જ્યારે તે આ પદાર્થના 78 ટકાનો સમાવેશ કરે છે. નાઇટ્રોજન એ આપણા ગ્રહ પરના સૌથી સામાન્ય પદાર્થોમાંનું એક છે. તમે વારંવાર સાંભળી શકો છો કે નાઇટ્રોજન વિના કોઈ ખોરાક ન હોત, અને આ સાચું છે. છેવટે, પ્રોટીન સંયોજનો કે જે તમામ જીવંત વસ્તુઓ બનાવે છે તે આવશ્યકપણે નાઇટ્રોજન ધરાવે છે.

પ્રકૃતિમાં નાઇટ્રોજન

નાઈટ્રોજન વાતાવરણમાં બે અણુઓના અણુઓના રૂપમાં જોવા મળે છે. વાતાવરણ ઉપરાંત, નાઇટ્રોજન પૃથ્વીના આવરણમાં અને માટીના હ્યુમસ સ્તરમાં જોવા મળે છે. ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે નાઇટ્રોજનનો મુખ્ય સ્ત્રોત ખનિજો છે.

જો કે, તાજેતરના દાયકાઓમાં, જ્યારે ખનિજ ભંડાર ઘટવા લાગ્યા, ત્યારે ઔદ્યોગિક ધોરણે હવામાંથી નાઇટ્રોજનને અલગ કરવાની તાત્કાલિક જરૂરિયાત ઊભી થઈ. આ સમસ્યા હવે હલ થઈ ગઈ છે, અને ઔદ્યોગિક જરૂરિયાતો માટે નાઈટ્રોજનની વિશાળ માત્રા વાતાવરણમાંથી કાઢવામાં આવે છે.

જીવવિજ્ઞાનમાં નાઇટ્રોજનની ભૂમિકા, નાઇટ્રોજન ચક્ર

પૃથ્વી પર, નાઇટ્રોજન સંખ્યાબંધ પરિવર્તનોમાંથી પસાર થાય છે જેમાં જૈવિક (જીવન-સંબંધિત) અને અજૈવિક પરિબળો બંને સામેલ છે. નાઈટ્રોજન વાતાવરણ અને જમીનમાંથી છોડમાં સીધો નહીં, પણ સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા પ્રવેશ કરે છે. નાઇટ્રોજન-ફિક્સિંગ બેક્ટેરિયા નાઇટ્રોજનને જાળવી રાખે છે અને પ્રક્રિયા કરે છે, તેને એવા સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરે છે જે છોડ દ્વારા સરળતાથી શોષી શકાય છે. છોડના શરીરમાં, નાઇટ્રોજન જટિલ સંયોજનોમાં, ખાસ પ્રોટીનમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

ખાદ્ય શૃંખલા દ્વારા, આ પદાર્થો શાકાહારી પ્રાણીઓના શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે અને પછી શિકારી. તમામ જીવંત વસ્તુઓના મૃત્યુ પછી, નાઇટ્રોજન જમીનમાં પાછું આવે છે, જ્યાં તે વિઘટન (એમોનિફિકેશન અને ડિનાઇટ્રિફિકેશન)માંથી પસાર થાય છે. નાઇટ્રોજન જમીન, ખનિજો, પાણીમાં સ્થિર થાય છે, વાતાવરણમાં પ્રવેશ કરે છે અને વર્તુળ પુનરાવર્તિત થાય છે.

નાઇટ્રોજનની અરજી

નાઇટ્રોજનની શોધ પછી (આ 18મી સદીમાં થયું), પદાર્થના ગુણધર્મો, તેના સંયોજનો અને ખેતરમાં તેનો ઉપયોગ કરવાની સંભાવનાનો સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો. આપણા ગ્રહ પર નાઇટ્રોજનનો ભંડાર વિશાળ હોવાથી, આ તત્વ અત્યંત સક્રિય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે.


શુદ્ધ નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ પ્રવાહી અથવા વાયુ સ્વરૂપમાં થાય છે. પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનું તાપમાન માઇનસ 196 ડિગ્રી સેલ્સિયસ હોય છે અને તેનો ઉપયોગ નીચેના વિસ્તારોમાં થાય છે:

— દવામાં.લિક્વિડ નાઇટ્રોજન ક્રિઓથેરાપી પ્રક્રિયાઓમાં રેફ્રિજન્ટ છે, એટલે કે, ઠંડા સારવાર. વિવિધ ગાંઠોને દૂર કરવા માટે ફ્લેશ ફ્રીઝિંગનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પેશીઓના નમૂનાઓ અને જીવંત કોષો (ખાસ કરીને, શુક્રાણુ અને ઇંડા) પ્રવાહી નાઇટ્રોજનમાં સંગ્રહિત થાય છે. નીચું તાપમાન જૈવ સામગ્રીને લાંબા સમય સુધી સાચવી રાખવા દે છે અને પછી પીગળીને તેનો ઉપયોગ કરે છે.

સમગ્ર જીવંત જીવોને પ્રવાહી નાઇટ્રોજનમાં સંગ્રહિત કરવાની અને, જો જરૂરી હોય તો, તેમને કોઈપણ નુકસાન વિના ડિફ્રોસ્ટ કરવાની શક્યતા, વિજ્ઞાન સાહિત્ય લેખકો દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવી હતી. જો કે, વાસ્તવમાં આ ટેક્નોલોજીમાં નિપુણતા મેળવવી હજુ સુધી શક્ય બન્યું નથી;

— ખાદ્ય ઉદ્યોગમાંકન્ટેનરમાં નિષ્ક્રિય વાતાવરણ બનાવવા માટે પ્રવાહીને બોટલિંગ કરતી વખતે પ્રવાહી નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ થાય છે.

સામાન્ય રીતે, નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ એવા વિસ્તારોમાં થાય છે જ્યાં ઓક્સિજન વગરનું વાયુયુક્ત વાતાવરણ જરૂરી હોય, દા.ત.

— આગ લડાઈમાં. નાઇટ્રોજન ઓક્સિજનને વિસ્થાપિત કરે છે, જેના વિના કમ્બશન પ્રક્રિયાઓને સમર્થન મળતું નથી અને આગ નીકળી જાય છે.

નાઈટ્રોજન ગેસને નીચેના ઉદ્યોગોમાં એપ્લિકેશન મળી છે:

— ખોરાક ઉત્પાદન. પેકેજ્ડ ઉત્પાદનોની તાજગી જાળવવા માટે નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ નિષ્ક્રિય વાયુયુક્ત માધ્યમ તરીકે થાય છે;

— તેલ ઉદ્યોગ અને ખાણકામમાં. પાઇપલાઇન્સ અને ટાંકીઓને નાઇટ્રોજનથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, તેને વિસ્ફોટ-પ્રૂફ ગેસ વાતાવરણ બનાવવા માટે ખાણોમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે;

— એરક્રાફ્ટ ઉત્પાદનમાંચેસીસના ટાયર નાઈટ્રોજનથી ફૂલેલા હોય છે.

ઉપરોક્ત તમામ શુદ્ધ નાઇટ્રોજનના ઉપયોગને લાગુ પડે છે, પરંતુ ભૂલશો નહીં કે આ તત્વ વિવિધ સંયોજનોના સમૂહના ઉત્પાદન માટે પ્રારંભિક સામગ્રી છે:

- એમોનિયા. નાઇટ્રોજન ધરાવતો અત્યંત માંગી શકાય એવો પદાર્થ. એમોનિયાનો ઉપયોગ ખાતર, પોલિમર, સોડા અને નાઈટ્રિક એસિડના ઉત્પાદનમાં થાય છે. તેનો ઉપયોગ દવામાં, રેફ્રિજરેશન સાધનોના ઉત્પાદનમાં થાય છે;

- નાઇટ્રોજન ખાતરો;

- વિસ્ફોટકો;

- રંગો, વગેરે.


નાઈટ્રોજન એ માત્ર સૌથી સામાન્ય રાસાયણિક તત્ત્વોમાંનું એક નથી, પણ માનવ પ્રવૃત્તિની ઘણી શાખાઓમાં ઉપયોગમાં લેવાતું એક ખૂબ જ જરૂરી ઘટક પણ છે.

નાઇટ્રોજન એ એક રાસાયણિક તત્વ છે જે દરેક માટે જાણીતું છે. તેને N અક્ષર દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે. તેને અકાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રનો આધાર કહી શકાય, અને તેથી તે આઠમા ધોરણમાં અભ્યાસ કરવાનું શરૂ કરે છે. આ લેખમાં આપણે નાઇટ્રોજન, તેમજ તેની લાક્ષણિકતાઓ અને ગુણધર્મોને નજીકથી જોઈશું.

તત્વની શોધનો ઇતિહાસ

એમોનિયા, નાઈટ્રેટ અને નાઈટ્રિક એસિડ જેવા સંયોજનો શુદ્ધ નાઈટ્રોજન મુક્ત અવસ્થામાં મેળવવાના ઘણા સમય પહેલા પ્રેક્ટિસમાં જાણીતા અને ઉપયોગમાં લેવાતા હતા.

1772 માં હાથ ધરવામાં આવેલા એક પ્રયોગમાં, ડેનિયલ રધરફોર્ડે કાચની ઘંટીમાં ફોસ્ફરસ અને અન્ય પદાર્થોને બાળી નાખ્યા. તેમણે જોયું કે સંયોજનોના દહન પછી બાકી રહેલો ગેસ દહન અને શ્વસનને ટેકો આપતો નથી અને તેને "ગૂંગળામણ કરતી હવા" કહે છે.

1787 માં, એન્ટોઇન લેવોઇસિયરે સ્થાપિત કર્યું કે વાયુઓ જે સામાન્ય હવા બનાવે છે તે સરળ રાસાયણિક તત્વો છે, અને "નાઈટ્રોજન" નામનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો. થોડા સમય પછી (1784 માં), ભૌતિકશાસ્ત્રી હેનરી કેવેન્ડિશે સાબિત કર્યું કે આ પદાર્થ નાઈટ્રેટ (નાઈટ્રેટ્સનો સમૂહ) નો ભાગ છે. આ તે છે જ્યાં નાઇટ્રોજન માટે લેટિન નામ આવે છે (લેટિન લેટિન નાઈટ્રમ અને ગ્રીક ગેનાઓમાંથી), જે.એ. ચેપ્ટલ દ્વારા 1790 માં પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવ્યું હતું.

19મી સદીની શરૂઆત સુધીમાં, વૈજ્ઞાનિકોએ મુક્ત સ્થિતિમાં તત્વની રાસાયણિક જડતા અને અન્ય પદાર્થો સાથેના સંયોજનોમાં તેની અસાધારણ ભૂમિકાને સ્પષ્ટ કરી હતી. તે ક્ષણથી, હવા નાઇટ્રોજનનું "બંધન" એ રસાયણશાસ્ત્રમાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ તકનીકી સમસ્યા બની ગઈ.

ભૌતિક ગુણધર્મો

નાઇટ્રોજન હવા કરતાં સહેજ હળવા હોય છે. તેની ઘનતા 1.2506 kg/m³ (0 °C, 760 mm Hg), ગલનબિંદુ - -209.86 °C, ઉત્કલન બિંદુ - -195.8 °C છે. નાઈટ્રોજન લિક્વિફાય કરવું મુશ્કેલ છે. તેનું નિર્ણાયક તાપમાન પ્રમાણમાં ઓછું છે (-147.1 °C), જ્યારે નિર્ણાયક દબાણ ઘણું ઊંચું છે - 3.39 Mn/m². પ્રવાહી સ્થિતિમાં ઘનતા - 808 kg/m³. આ તત્વ ઓક્સિજન કરતાં પાણીમાં ઓછું દ્રાવ્ય છે: 1 m³ (0 °C પર) H₂O 23.3 ગ્રામ N ઓગાળી શકે છે. કેટલાક હાઇડ્રોકાર્બન સાથે કામ કરતી વખતે આ આંકડો વધારે છે.

જ્યારે નીચા તાપમાને ગરમ થાય છે, ત્યારે આ તત્વ માત્ર સક્રિય ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, લિથિયમ, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ સાથે. નાઇટ્રોજન ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં અને/અથવા ઊંચા તાપમાને મોટાભાગના અન્ય પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

O₂ (ઓક્સિજન) N₂O₅, NO, N₂O₃, N₂O, NO₂ સાથે N ના સંયોજનોનો સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. તેમાંથી, તત્વોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન (t - 4000 ° C), NO ઓક્સાઇડ રચાય છે. વધુમાં, ઠંડક પ્રક્રિયા દરમિયાન, તે NO₂ પર ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે. વાતાવરણીય વિસર્જન દરમિયાન હવામાં નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ રચાય છે. તેઓ N અને O₂ ના મિશ્રણ પર ionizing રેડિયેશનની ક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે.

જ્યારે N₂O₃ અને N₂O₅ અનુક્રમે પાણીમાં ઓગળી જાય છે, ત્યારે એસિડ HNO₂ અને HNO₂ મેળવવામાં આવે છે, જે ક્ષાર બનાવે છે - નાઈટ્રેટ્સ અને નાઈટ્રાઈટ્સ. નાઈટ્રોજન ફક્ત ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં અને ઊંચા તાપમાને હાઈડ્રોજન સાથે જોડાઈને NH₃ (એમોનિયા) બનાવે છે. વધુમાં, H₂ સાથે N ના અન્ય (તેઓ તદ્દન અસંખ્ય છે) સંયોજનો જાણીતા છે, ઉદાહરણ તરીકે diimide HN = NH, હાઇડ્રેજિન H₂N-NH₂, ઓક્ટાઝોન N₈H₁₄, એસિડ HN₃ અને અન્ય.

તે કહેવું યોગ્ય છે કે મોટાભાગના હાઇડ્રોજન + નાઇટ્રોજન સંયોજનો ફક્ત કાર્બનિક ડેરિવેટિવ્ઝના સ્વરૂપમાં અલગ પાડવામાં આવે છે. આ તત્વ હેલોજન સાથે (સીધી રીતે) પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, તેથી તેના તમામ હલાઇડ્સ ફક્ત પરોક્ષ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે એમોનિયા ફ્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે ત્યારે NF₃ રચાય છે.

મોટાભાગના નાઇટ્રોજન હલાઇડ્સ નબળા સ્થિર સંયોજનો છે; ઓક્સિહાલાઇડ્સ વધુ સ્થિર છે: NOBr, NO₂F, NOF, NOCl, NO₂Cl. N₄S₄ સાથે સલ્ફરનું સીધું સંયોજન પણ થતું નથી; જ્યારે ગરમ કોક N સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે સાયનોજન (CN)₂ બને છે. એસીટીલીન C₂H₂ ને નાઈટ્રોજન સાથે 1500 °C સુધી ગરમ કરીને, હાઈડ્રોજન સાયનાઈડ HCN મેળવી શકાય છે. જ્યારે N પ્રમાણમાં ઊંચા તાપમાને ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે નાઈટ્રાઈડ રચાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, Mg₃N₂).

જ્યારે સામાન્ય નાઇટ્રોજન ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જના સંપર્કમાં આવે છે [130-270 n/m² (1-2 mm Hg ને અનુરૂપ) ના દબાણે] અને Mg₃N₂, BN, TiNx અને Ca₃N₂ ના વિઘટન દરમિયાન, તેમજ ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ દરમિયાન હવા, સક્રિય નાઇટ્રોજનની રચના થઈ શકે છે, જેમાં ઉર્જા ભંડારમાં વધારો થાય છે. તે, પરમાણુથી વિપરીત, હાઇડ્રોજન, સલ્ફર વરાળ, ઓક્સિજન, કેટલીક ધાતુઓ અને ફોસ્ફરસ સાથે ખૂબ જ ઉત્સાહપૂર્વક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

નાઇટ્રોજન એ એમિનો એસિડ, એમાઇન્સ, નાઇટ્રો સંયોજનો અને અન્ય સહિત કેટલાક મહત્વપૂર્ણ કાર્બનિક સંયોજનોનો ભાગ છે.

નાઇટ્રોજન મેળવવું

પ્રયોગશાળામાં, આ તત્વ એમોનિયમ નાઈટ્રાઈટ (સૂત્ર: NH₄NO₂ = N₂ + 2H₂O) ના કેન્દ્રિત દ્રાવણને ગરમ કરીને સરળતાથી મેળવી શકાય છે. N મેળવવા માટેની તકનીકી પદ્ધતિ પૂર્વ-લિક્વિફાઇડ હવાના વિભાજન પર આધારિત છે, જે પછીથી નિસ્યંદનને આધિન છે.

અરજીનો અવકાશ

મેળવેલા મફત નાઇટ્રોજનનો મુખ્ય ભાગ એમોનિયાના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં વપરાય છે, જે પછી ખાતર, વિસ્ફોટકો વગેરેમાં એકદમ મોટી માત્રામાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

તત્વોમાંથી NH₃ ના સીધા સંશ્લેષણ ઉપરાંત, છેલ્લી સદીની શરૂઆતમાં વિકસિત સાયનામાઇડ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. તે એ હકીકત પર આધારિત છે કે t = 1000 °C પર કેલ્શિયમ કાર્બાઇડ (ઇલેક્ટ્રિક ભઠ્ઠીમાં કોલસો અને ચૂનોના મિશ્રણને ગરમ કરવાથી બને છે) મુક્ત નાઇટ્રોજન (સૂત્ર: CaC₂ + N₂ = CaCN₂ + C) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. પરિણામી કેલ્શિયમ સાયનામાઇડ ગરમ પાણીની વરાળના પ્રભાવ હેઠળ CaCO₃ અને 2NH₃ માં વિઘટિત થાય છે.

તેના મુક્ત સ્વરૂપમાં, આ તત્વનો ઉપયોગ ઘણા ઉદ્યોગોમાં થાય છે: વિવિધ ધાતુશાસ્ત્ર અને રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં નિષ્ક્રિય માધ્યમ તરીકે, જ્યારે જ્વલનશીલ પ્રવાહીને પમ્પ કરવામાં આવે છે, પારાના થર્મોમીટરમાં જગ્યા ભરવા માટે વગેરે. તેની પ્રવાહી સ્થિતિમાં, તેનો ઉપયોગ વિવિધ રેફ્રિજરેશન એકમોમાં થાય છે. . તે સ્ટીલના દેવર જહાજોમાં પરિવહન અને સંગ્રહિત થાય છે, અને કોમ્પ્રેસ્ડ ગેસ સિલિન્ડરોમાં સંગ્રહિત થાય છે.

ઘણા નાઇટ્રોજન સંયોજનો પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. પ્રથમ વિશ્વ યુદ્ધ પછી તેમનું ઉત્પાદન ઝડપથી વિકસિત થવાનું શરૂ થયું અને હવે તે ખરેખર પ્રચંડ પ્રમાણમાં પહોંચી ગયું છે.

આ પદાર્થ મુખ્ય બાયોજેનિક તત્વોમાંનો એક છે અને જીવંત કોષોના સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વોનો ભાગ છે - ન્યુક્લિક એસિડ અને પ્રોટીન. જો કે, સજીવમાં નાઇટ્રોજનનું પ્રમાણ ઓછું છે (સુકા વજન દ્વારા આશરે 1-3%). વાતાવરણમાં મોલેક્યુલર સામગ્રી માત્ર વાદળી-લીલી શેવાળ અને કેટલાક સુક્ષ્મસજીવો દ્વારા આત્મસાત થાય છે.

આ પદાર્થનો ઘણો મોટો ભંડાર જમીનમાં વિવિધ ખનિજ (નાઈટ્રેટ્સ, એમોનિયમ ક્ષાર) અને કાર્બનિક સંયોજનો (ન્યુક્લિક એસિડ, પ્રોટીન અને તેમના ભંગાણના ઉત્પાદનોથી બનેલો છે, જેમાં વનસ્પતિ અને પ્રાણીસૃષ્ટિના હજુ સુધી સંપૂર્ણપણે વિઘટિત ન થયેલા અવશેષોનો સમાવેશ થાય છે).

છોડ કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનોના સ્વરૂપમાં જમીનમાંથી નાઇટ્રોજનને સંપૂર્ણ રીતે શોષી લે છે. કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં, ખાસ માટીના સુક્ષ્મસજીવો (એમોનિફાયર) ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે, જે માટીના કાર્બનિક N ને એમોનિયમ ક્ષારનું ખનિજીકરણ કરવામાં સક્ષમ છે.

જમીનમાં નાઈટ્રેટ નાઈટ્રોજન નાઈટ્રિફાઈંગ બેક્ટેરિયાના જીવન દરમિયાન રચાય છે, જેની શોધ એસ. વિનોગ્રાડસ્કીએ 1890માં કરી હતી. તેઓ એમોનિયમ ક્ષાર અને એમોનિયાને નાઈટ્રેટમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે. વનસ્પતિ અને પ્રાણીસૃષ્ટિ દ્વારા આત્મસાત કરાયેલા પદાર્થનો ભાગ બેક્ટેરિયાને બેક્ટેરિયાના નિષ્ક્રિયકરણની ક્રિયાને કારણે ખોવાઈ જાય છે.

સુક્ષ્મસજીવો અને વનસ્પતિઓ નાઈટ્રેટ અને એમોનિયમ એન બંનેને સંપૂર્ણ રીતે શોષી લે છે. તેઓ સક્રિયપણે અકાર્બનિક સામગ્રીને વિવિધ કાર્બનિક સંયોજનોમાં રૂપાંતરિત કરે છે - એમિનો એસિડ અને એમાઈડ્સ (ગ્લુટામાઈન અને એસ્પેરાજીન). બાદમાં સૂક્ષ્મજીવો, છોડ અને પ્રાણીઓના ઘણા પ્રોટીનનો ભાગ છે. એસ્પાર્ટિક અને ગ્લુટામિક એસિડ્સના એમિડેશન (એન્ઝાઇમેટિક) દ્વારા એસ્પારાજીન અને ગ્લુટામાઇનનું સંશ્લેષણ વનસ્પતિ અને પ્રાણીસૃષ્ટિના ઘણા પ્રતિનિધિઓ દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે.

એમિનો એસિડનું ઉત્પાદન સંખ્યાબંધ કીટો એસિડ્સ અને એલ્ડીહાઇડ એસિડ્સના ઘટાડાના એમિનેશન દ્વારા થાય છે, જે એન્ઝાઇમેટિક ટ્રાન્સએમિનેશનના પરિણામે તેમજ વિવિધ કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના ઓક્સિડેશનના પરિણામે થાય છે. છોડ અને સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા એમોનિયા (NH₃) એસિમિલેશનના અંતિમ ઉત્પાદનો પ્રોટીન છે, જે સેલ ન્યુક્લિયસ, પ્રોટોપ્લાઝમનો ભાગ છે અને કહેવાતા સ્ટોરેજ પ્રોટીનના સ્વરૂપમાં પણ જમા થાય છે.

મનુષ્યો અને મોટાભાગના પ્રાણીઓ એમિનો એસિડનું સંશ્લેષણ કરી શકે છે માત્ર એકદમ મર્યાદિત હદ સુધી. તેઓ આઠ આવશ્યક સંયોજનો (લાઇસિન, વેલિન, ફેનીલલાનાઇન, ટ્રિપ્ટોફન, આઇસોલ્યુસીન, લ્યુસીન, મેથિઓનાઇન, થ્રેઓનાઇન) ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ નથી અને તેથી તેમના નાઇટ્રોજનનો મુખ્ય સ્ત્રોત ખોરાકમાં વપરાતા પ્રોટીન છે, એટલે કે, આખરે, સુક્ષ્મસજીવોના પોતાના પ્રોટીન. અને છોડ.