સંયોજનમાં નાઇટ્રોજનની સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ બરાબર છે. એમોનિયમમાં નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ

નાઈટ્રિક એસિડમાં ધાતુઓ અથવા આયોડાઈડ આયન જેવા કેટલાક પદાર્થોના વિસર્જનનો દર અશુદ્ધતા તરીકે હાજર નાઈટ્રોસ એસિડની સાંદ્રતા પર આધાર રાખે છે. સિલ્વર નાઈટ્રાઈટ સિવાય નાઈટ્રસ એસિડ નાઈટ્રાઈટના ક્ષાર પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોય છે.

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો -3.-3 ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં નાઇટ્રોજન સંયોજનો એમોનિયા અને મેટલ નાઇટ્રાઇડ્સ દ્વારા રજૂ થાય છે.

એમોનિયા- NH 3 એ રંગહીન વાયુ છે જેમાં લાક્ષણિક તીખી ગંધ હોય છે. એમોનિયાના પરમાણુમાં ટોચ પર નાઇટ્રોજન અણુ સાથે ત્રિકોણીય પિરામિડની ભૂમિતિ હોય છે. નાઇટ્રોજનના અણુ ભ્રમણકક્ષામાં છે sp 3- વર્ણસંકર રાજ્ય. નાઇટ્રોજન-હાઇડ્રોજન બોન્ડની રચનામાં ત્રણ ઓર્બિટલ સામેલ છે, અને ચોથા ઓર્બિટલમાં એકલા ઇલેક્ટ્રોન જોડી હોય છે, પરમાણુ પિરામિડ આકાર ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રોનની એકલી જોડીની પ્રતિકૂળ ક્રિયાને લીધે બંધનો કોણ અપેક્ષિત 109.5° થી 107.3° સુધી ઘટે છે.

-33.4 °C ના તાપમાને, એમોનિયા ઘનીકરણ કરે છે, બાષ્પીભવનની ખૂબ જ ઊંચી ગરમી સાથે પ્રવાહી બનાવે છે, જે તેને ઔદ્યોગિક રેફ્રિજરેશન એકમોમાં રેફ્રિજરન્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાનું શક્ય બનાવે છે.

નાઈટ્રોજન અણુ પર એકલા ઈલેક્ટ્રોન જોડીની હાજરી તેને દાતા-સ્વીકાર યંત્રણા દ્વારા અન્ય સહસંયોજક બોન્ડ બનાવવાની મંજૂરી આપે છે. આમ, એસિડિક વાતાવરણમાં, મોલેક્યુલર એમોનિયમ કેશન - NH 4 + ની રચના થાય છે. ચોથા સહસંયોજક બોન્ડની રચના હાઇડ્રોજન અણુઓના એકસમાન વિકારને કારણે બોન્ડના ખૂણા (109.5°) ની ગોઠવણી તરફ દોરી જાય છે.

લિક્વિડ એમોનિયા એક સારો સ્વ-આયનાઇઝિંગ દ્રાવક છે:

2NH 3 NH 4 + + NH 2 -

amide anion

આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ તેમાં ભળે છે, રંગીન વાહક ઉકેલો બનાવે છે. ઉત્પ્રેરક (FeCl 3) ની હાજરીમાં, ઓગળેલી ધાતુ એમોનિયા સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને હાઇડ્રોજનને મુક્ત કરે છે અને એમાઈડ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

2Na + 2NH 3 = 2NaNH 2 + H 2

સોડિયમ એમાઈડ

એમોનિયા પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય હોય છે (20 °C પર, લગભગ 700 જેટલા એમોનિયા પાણીના એક જથ્થામાં ભળે છે). જલીય દ્રાવણમાં તે નબળા આધારના ગુણધર્મો દર્શાવે છે.

NH 3 + H 2 O ® NH 3 ×H 2 O NH 4 + + OH -

= 1.85·10 -5

ઓક્સિજન વાતાવરણમાં, પ્લેટિનમ ઉત્પ્રેરક પર એમોનિયા બળીને નાઇટ્રોજન બનાવે છે, એમોનિયાને નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (II) માં ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે:

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O; 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

આધાર તરીકે, એમોનિયા એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને એમોનિયમ કેશન ક્ષાર બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

એમોનિયમ ક્ષાર પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય અને સહેજ હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ હોય છે. સ્ફટિકીય સ્થિતિમાં તેઓ થર્મલી અસ્થિર છે. થર્મોલિસિસ ઉત્પાદનોની રચના એસિડના ગુણધર્મો પર આધાર રાખે છે જે મીઠું બનાવે છે:

NH 4 Cl ® NH 3 + HCl; (NH 4) 2 SO 4 ® NH 3 + (NH 4) HSO 4

(NH 4) 2 Cr 2 O 7 ® N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O

જ્યારે એમોનિયમ ક્ષારના જલીય દ્રાવણને ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે આલ્કલીના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે એમોનિયા મુક્ત થાય છે, જે આ પ્રતિક્રિયાને એમોનિયમ ક્ષાર માટે ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયા તરીકે અને એમોનિયા ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે.

NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH 3 + H 2 O

ઉદ્યોગમાં, એમોનિયા સીધા સંશ્લેષણ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.

N 2 + 3H 2 2NH 3

પ્રતિક્રિયા ખૂબ ઉલટાવી શકાય તેવું હોવાથી, સંશ્લેષણ એલિવેટેડ દબાણ (100 એમપીએ સુધી) પર હાથ ધરવામાં આવે છે. પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવવા માટે, તે ઉત્પ્રેરક (એડિટિવ્સ દ્વારા પ્રમોટ કરાયેલ સ્પોન્જ આયર્ન) ની હાજરીમાં અને લગભગ 500 °C તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે.

નાઇટ્રાઇડ્સનાઇટ્રોજન સાથે ઘણી ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓની પ્રતિક્રિયાના પરિણામે રચાય છે. નાઈટ્રાઈડના ગુણધર્મો સમય સાથે કુદરતી રીતે બદલાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ત્રીજા સમયગાળાના ઘટકો માટે:

જૂથ I અને II ના s-તત્વોના નાઇટ્રાઇડ્સ સ્ફટિકીય મીઠા જેવા પદાર્થો છે જે એમોનિયા બનાવવા માટે પાણી સાથે સરળતાથી વિઘટિત થાય છે.

Li 3 N + 3H 2 O = 3LiOH + NH 3

મુક્ત અવસ્થામાં હેલોજન નાઇટ્રાઇડ્સમાંથી, ફક્ત Cl 3 N જ અલગ છે;

Cl 3 N + 3H 2 O = 3HClO + NH 3

વિવિધ પ્રકૃતિના નાઇટ્રાઇડ્સની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા મિશ્ર નાઇટ્રાઇડ્સની રચના તરફ દોરી જાય છે:

Li 3 N + AlN = Li 3 AlN 2; 5Li 3 N + Ge 3 N 4 = 3Li 5 GeN 3

લિથિયમ nitridegermanate(IV) nitridealumminate

Nitrides BN, AlN, Si 3 N 4, Ge 3 N 4 ઉચ્ચ ગલનબિંદુઓ (2000-3000 ° C) સાથે ઘન પોલિમર પદાર્થો છે, તે સેમિકન્ડક્ટર અથવા ડાઇલેક્ટ્રિક્સ છે. ડી-મેટલ નાઈટ્રાઈડ એ વેરિયેબલ કમ્પોઝિશન (બર્ટોલાઈડ્સ) ના સ્ફટિકીય સંયોજનો છે, જે ખૂબ જ સખત, પ્રત્યાવર્તન અને રાસાયણિક રીતે સ્થિર છે, ધાતુના ગુણધર્મો દર્શાવે છે: ધાતુની ચમક, વિદ્યુત વાહકતા.

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો -2.હાઇડ્રેજિન - N 2 H 4 - ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં સૌથી મહત્વપૂર્ણ અકાર્બનિક નાઇટ્રોજન સંયોજન -2.

હાઇડ્રેજીન એ રંગહીન પ્રવાહી છે જેનું ઉત્કલન બિંદુ 113.5 °C છે, જે હવામાં ધૂમ મચાવે છે. હાઇડ્રેજીન વરાળ અત્યંત ઝેરી હોય છે અને હવા સાથે વિસ્ફોટક મિશ્રણ બનાવે છે. હાઇડ્રેજિન સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ સાથે એમોનિયાને ઓક્સિડાઇઝ કરીને મેળવવામાં આવે છે:

2N -3 H 3 + NaCl +1 O = N 2 -2 H 4 + NaCl -1 + H 2 O

હાઇડ્રેજીન પાણી સાથે કોઈપણ ગુણોત્તરમાં ભળે છે અને દ્રાવણમાં નબળા ડાયસિડ બેઝ તરીકે વર્તે છે, જે ક્ષારની બે શ્રેણી બનાવે છે.

N 2 H 4 + H 2 O N 2 H 5 + + OH - , K b = 9.3 × 10 -7 ;

હાઇડ્રોઝોનિયમ કેશન

N 2 H 5 + + H 2 O N 2 H 6 2+ + OH - , K b = 8.5 × 10 -15 ;

ડાયહાઇડ્રોસોનિયમ કેશન

N 2 H 4 + HCl N 2 H 5 Cl; N 2 H 5 Cl + HCl N 2 H 6 Cl 2

હાઇડ્રોઝોનિયમ ક્લોરાઇડ ડાયહાઇડ્રોસોનિયમ ડીક્લોરાઇડ

હાઇડ્રેજિન એ સૌથી મજબૂત ઘટાડનાર એજન્ટ છે:

4KMn +7 O 4 + 5N 2 -2 H 4 + 6H 2 SO 4 = 5N 2 0 + 4Mn +2 SO 4 + 2K 2 SO 4 + 16H 2 O

અસમપ્રમાણતા વગરના ડાયમેથાઈલહાઈડ્રાઈઝિન (હેપ્ટાઈલ)નો રોકેટ ઈંધણ તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો -1.હાઇડ્રોક્સિલામાઇન - NH 2 OH - ઓક્સિડેશન અવસ્થા -1 માં મુખ્ય અકાર્બનિક નાઇટ્રોજન સંયોજન છે.

વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દરમિયાન પ્રકાશન સમયે હાઇડ્રોજન સાથે નાઇટ્રિક એસિડ ઘટાડીને હાઇડ્રોક્સિલેમાઇન મેળવવામાં આવે છે:

HNO 3 + 6H = NH 2 OH + 2H 2 O

આ રંગહીન સ્ફટિકીય પદાર્થ (mp 33 °C), પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય છે, જેમાં તે નબળા આધારના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. એસિડ સાથે તે હાઇડ્રોક્સિલેમોનિયમ ક્ષાર ઉત્પન્ન કરે છે - સ્થિર, રંગહીન પદાર્થો પાણીમાં દ્રાવ્ય.

NH 2 OH + H 2 O + + OH - , K b = 2×10 -8

હાઇડ્રોક્સિલેમોનિયમ આયન

NH 2 OH પરમાણુમાં નાઇટ્રોજન અણુ મધ્યવર્તી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ (-3 અને +5 વચ્ચે) દર્શાવે છે, તેથી હાઇડ્રોક્સિલામાઇન ઘટાડનાર એજન્ટ અને ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ બંને તરીકે કાર્ય કરી શકે છે:

2N -1 H 2 OH + I 2 + 2KOH = N 0 2 + 2KI + 4H 2 O;

ઘટાડનાર એજન્ટ

2N -1 H 2 OH + 4FeSO 4 + 3H 2 SO 4 = 2Fe 2 (SO 4) 3 + (N -3 H 4) 2 SO 4 + 2H 2 O

ઓક્સિડન્ટ

NH 2 OH જ્યારે ગરમ થાય છે, અપ્રમાણસર પસાર થાય છે ત્યારે સરળતાથી વિઘટિત થાય છે:

3N -1 H 2 OH = N 0 2 + N -3 H 3 + 3H 2 O;

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો +1. નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (I) - N 2 O (નાઈટ્રસ ઑક્સાઈડ, લાફિંગ ગેસ). તેના પરમાણુનું માળખું બે સંયોજક યોજનાઓના પડઘો દ્વારા અભિવ્યક્ત કરી શકાય છે, જે દર્શાવે છે કે આ સંયોજનને માત્ર ઔપચારિક રીતે નાઇટ્રોજન(I) ઓક્સાઇડ તરીકે જ ગણી શકાય છે.

N 2 O એ રંગહીન વાયુ છે જેમાં હળવા સુખદ ગંધ હોય છે. નાની સાંદ્રતામાં તે નિરંકુશ આનંદનું કારણ બને છે, મોટા ડોઝમાં તેની સામાન્ય એનેસ્થેટિક અસર હોય છે. નાઈટ્રસ ઓક્સાઇડ (80%) અને ઓક્સિજન (20%) ના મિશ્રણનો ઉપયોગ એનેસ્થેસિયા માટે દવામાં કરવામાં આવ્યો હતો.

પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, એમોનિયમ નાઈટ્રેટના વિઘટન દ્વારા નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (I) મેળવી શકાય છે. આ પદ્ધતિ દ્વારા મેળવેલા N 2 Oમાં ઉચ્ચ નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડની અશુદ્ધિઓ હોય છે, જે અત્યંત ઝેરી હોય છે!

NH 4 NO 3 ¾® N 2 O + 2H 2 O

રાસાયણિક ગુણધર્મોની દ્રષ્ટિએ, નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (I) એક લાક્ષણિક બિન-મીઠું બનાવતું ઑક્સાઈડ છે જે પાણી, એસિડ અને આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા કરતું નથી. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન બનાવવા માટે વિઘટિત થાય છે. આ કારણોસર, N 2 O ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

N 2 O + H 2 = N 2 + H 2 O

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો +2. નાઇટ્રોજન(II) ઓક્સાઇડ - ના - એક રંગહીન ગેસ, અત્યંત ઝેરી. હવામાં તે ઓછા ઝેરી નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (IV) બનાવવા માટે ઓક્સિજન દ્વારા ઝડપથી ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. ઉદ્યોગમાં, પ્લેટિનમ ઉત્પ્રેરક પર એમોનિયાના ઓક્સિડેશન દ્વારા અથવા ઇલેક્ટ્રિક આર્ક (3000-4000 °C) દ્વારા હવા પસાર કરીને NO ઉત્પન્ન થાય છે.

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O; N2 + O2 = 2NO

નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (II) ઉત્પન્ન કરવા માટેની પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ એ પાતળું નાઈટ્રિક એસિડ સાથે તાંબાની પ્રતિક્રિયા છે.

3Cu + 8HNO 3 (પાતળું) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

નાઇટ્રોજન(II) ઓક્સાઇડ એ મીઠું ન બનાવતું ઓક્સાઇડ છે, જે મજબૂત ઘટાડતું એજન્ટ છે અને ઓક્સિજન અને હેલોજન સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

2NO + O 2 = 2NO 2; 2NO + Cl2 = 2NOCl

નાઇટ્રોસિલ ક્લોરાઇડ

તે જ સમયે, જ્યારે મજબૂત ઘટાડતા એજન્ટો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, NO ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે:

2NO + 2H 2 = N 2 + 2H 2 O; 10NO + 4P = 5N 2 + 2P 2 O 5

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો +3. નાઇટ્રોજન(III) ઓક્સાઇડ - N 2 O 3 - તીવ્ર વાદળી રંગનું પ્રવાહી (તાપમાન -100 °C). નીચા તાપમાને માત્ર પ્રવાહી અને નક્કર સ્થિતિમાં સ્થિર. દેખીતી રીતે બે સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વમાં છે:

નાઇટ્રોજન(III) ઓક્સાઇડ NO અને NO 2 વરાળના સંયુક્ત ઘનીકરણ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પ્રવાહી અને વરાળમાં અલગ પડે છે.

NO 2 + NO N 2 O 3

ગુણધર્મો લાક્ષણિક એસિડ ઓક્સાઇડ છે. પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, નાઈટ્રસ એસિડ બનાવે છે, અને આલ્કલીસ સાથે તે ક્ષાર - નાઈટ્રાઈટ બનાવે છે.

N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2; N 2 O 3 + 2NaOH = 2NaNO 2 + H 2 O

નાઈટ્રસ એસિડ- મધ્યમ તાકાત એસિડ (K a = 1×10 -4). તે તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ પડતું નથી;

નાઇટ્રાઇટ સ્વરૂપ નાઇટ્રો સ્વરૂપ

નાઈટ્રસ એસિડ ક્ષાર સ્થિર છે. નાઇટ્રાઇટ એનિઓન ઉચ્ચારિત રેડોક્સ દ્વૈતતા દર્શાવે છે. શરતો પર આધાર રાખીને, તે ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટનું કાર્ય અને ઘટાડતા એજન્ટનું કાર્ય બંને કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

2NaNO 2 + 2KI + 2H 2 SO 4 = I 2 + 2NO + K 2 SO 4 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O

ઓક્સિડન્ટ

KMnO 4 + 5NaNO 2 + 3H 2 SO 4 = 2MnSO 4 + 5NaNO 3 + K 2 SO 4 + 3H 2 O

ઘટાડનાર એજન્ટ

નાઈટ્રસ એસિડ અને નાઈટ્રાઈટ્સ અપ્રમાણસર હોય છે:

3HN +3 O 2 = HN +5 O 3 + 2N +2 O + H 2 O

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો +4. નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ (IV) - NO 2 - બ્રાઉન ગેસ, તીવ્ર અપ્રિય ગંધ સાથે. અત્યંત ઝેરી! ઉદ્યોગમાં, NO ના ઓક્સિડેશન દ્વારા NO 2 ઉત્પન્ન થાય છે. NO 2 ઉત્પન્ન કરવા માટેની પ્રયોગશાળા પદ્ધતિ એ સાંદ્ર નાઈટ્રિક એસિડ સાથે તાંબાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા તેમજ લીડ નાઈટ્રેટનું થર્મલ વિઘટન છે.

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

2Pb(NO 3) 2 = 2PbO + 4NO 2 + O 2

NO 2 પરમાણુ એક અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે અને તે સ્થિર મુક્ત રેડિકલ છે, તેથી નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ સરળતાથી ડાઇમરાઇઝ થાય છે.

ડાઇમરાઇઝેશન પ્રક્રિયા ઉલટાવી શકાય તેવું અને તાપમાન માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ છે:

પેરામેગ્નેટિક, ડાયમેગ્નેટિક,

બ્રાઉન રંગહીન

નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડ એ એસિડિક ઓક્સાઇડ છે જે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, નાઈટ્રિક અને નાઈટ્રસ એસિડ (મિશ્ર એનહાઇડ્રાઇડ) નું મિશ્રણ બનાવે છે.

2NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO 3; 2NO 2 + 2NaOH = NaNO 3 + NaNO 2 + H 2 O

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સંયોજનો +5. નાઈટ્રિક ઓક્સાઇડ (V) - N 2 O 5 - સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થ. તે નાઈટ્રિક એસિડના નિર્જલીકરણ અથવા ઓઝોન સાથે નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (IV)ના ઓક્સિડેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

2HNO 3 + P 2 O 5 = N 2 O 5 + 2HPO 3; 2NO 2 + O 3 = N 2 O 5 + O 2

સ્ફટિકીય સ્થિતિમાં, N 2 O 5 ની રચના મીઠું જેવી હોય છે - + -, વરાળમાં (ઉત્તમ તાપમાન 33 ° C) - પરમાણુ.

N 2 O 5 - એસિડ ઓક્સાઇડ - નાઈટ્રિક એસિડ એનહાઇડ્રાઇડ:

N2O5 + H2O = 2HNO3

નાઈટ્રિક એસિડ- HNO 3 એ 84.1 ° C ના ઉત્કલન બિંદુ સાથે રંગહીન પ્રવાહી છે, જ્યારે ગરમ થાય છે અને પ્રકાશના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે વિઘટિત થાય છે.

4HNO 3 = 4NO 2 + O 2 + 2H 2 O

નાઇટ્રોજન ડાયોક્સાઇડની અશુદ્ધિઓ કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક એસિડને પીળો-ભુરો રંગ આપે છે. નાઈટ્રિક એસિડ કોઈપણ ગુણોત્તરમાં પાણી સાથે ભળે છે અને તે સૌથી મજબૂત ખનિજ એસિડમાંનું એક છે.

નાઈટ્રિક એસિડ પરમાણુની રચના નીચેના માળખાકીય સૂત્રો દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

HNO 3 ના માળખાકીય સૂત્રને લખવામાં મુશ્કેલીઓ એ હકીકતને કારણે થાય છે કે, આ સંયોજનમાં +5 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ પ્રદર્શિત કરતી વખતે, નાઇટ્રોજન, બીજા સમયગાળાના તત્વ તરીકે, માત્ર ચાર સહસંયોજક બોન્ડ બનાવી શકે છે.

નાઈટ્રિક એસિડ એ સૌથી મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોમાંનું એક છે. તેની પુનઃપ્રાપ્તિની ઊંડાઈ ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે: એકાગ્રતા, તાપમાન, ઘટાડનાર એજન્ટ. સામાન્ય રીતે, નાઈટ્રિક એસિડ સાથેનું ઓક્સિડેશન ઘટાડાના ઉત્પાદનોનું મિશ્રણ બનાવે છે:

HN +5 O 3 ® N +4 O 2 ® N +2 O ® N +1 2 O ® N 0 2 ® +

કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક એસિડ સાથે નોનમેટલ્સ અને નિષ્ક્રિય ધાતુઓના ઓક્સિડેશનનું મુખ્ય ઉત્પાદન નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (IV):

I 2 + 10HNO 3 (conc) = 2HIO 3 + 10NO 2 + 4H 2 O;

Pb + 4HNO 3 (conc) = Pb(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક એસિડ આયર્ન અને એલ્યુમિનિયમને નિષ્ક્રિય કરે છે. એલ્યુમિનિયમ પાતળું નાઈટ્રિક એસિડ સાથે પણ નિષ્ક્રિય થાય છે. કોઈપણ સાંદ્રતાના નાઈટ્રિક એસિડની સોના, પ્લેટિનમ, ટેન્ટેલમ, રોડિયમ અને ઇરિડિયમ પર કોઈ અસર થતી નથી. સોનું અને પ્લેટિનમ એક્વા રેજિયામાં ઓગળી જાય છે - 1: 3 ના ગુણોત્તરમાં કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડનું મિશ્રણ.

Au + HNO 3 + 4HCl = H + NO + 2H 2 O

હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ સાથે નાઇટ્રિક એસિડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનું ઉત્પાદન નાઇટ્રોસિલ ક્લોરાઇડના વિઘટન દરમિયાન અણુ ક્લોરિનની રચનાને કારણે એક્વા રેજિયાની મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ અસર થાય છે.

HNO 3 + 3HCl = Cl 2 + NOCl + 2H 2 O;

NOCl = NO + Cl×

ઓછી સક્રિય ધાતુઓ માટે અસરકારક દ્રાવક એ કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક અને હાઈડ્રોફ્લોરિક એસિડનું મિશ્રણ છે.

3Ta + 5HNO3 + 21HF = 3H2 + 5NO + 10H2O

પાતળું નાઈટ્રિક એસિડ, જ્યારે બિન-ધાતુઓ અને ઓછી-સક્રિય ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે તે મુખ્યત્વે નાઈટ્રોજન ઓક્સાઇડ (II) સુધી ઘટે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

3P + 5HNO 3 (dil) + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO;

3Pb + 8HNO 3 (dil) = 3Pb(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

સક્રિય ધાતુઓ પાતળું નાઈટ્રિક એસિડને N 2 O, N 2 અથવા NH 4 NO 3 સુધી ઘટાડે છે, ઉદાહરણ તરીકે,

4Zn + 10HNO 3 (dil) = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

ખાતરો અને વિસ્ફોટકોના ઉત્પાદનમાં નાઈટ્રિક એસિડનો મોટા ભાગનો ઉપયોગ થાય છે.

નાઈટ્રિક એસિડ ઔદ્યોગિક રીતે સંપર્ક અથવા આર્ક પદ્ધતિઓ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, જે પ્રથમ તબક્કામાં અલગ પડે છે - નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (II) નું ઉત્પાદન. આર્ક પદ્ધતિ ઇલેક્ટ્રિક આર્ક દ્વારા હવા પસાર કરીને NO ના ઉત્પાદન પર આધારિત છે. સંપર્ક પદ્ધતિમાં, પ્લેટિનમ ઉત્પ્રેરક પર ઓક્સિજન સાથે એમોનિયાના ઓક્સિડેશન દ્વારા NO ઉત્પન્ન થાય છે. આગળ, નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ(II) ને વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ(IV) માં ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે. ઓક્સિજનની હાજરીમાં પાણીમાં NO 2 ઓગાળીને, નાઈટ્રિક એસિડ 60-65% ની સાંદ્રતા સાથે મેળવવામાં આવે છે.

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O = 4HNO 3

જો જરૂરી હોય તો, નાઈટ્રિક એસિડને કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે નિસ્યંદન દ્વારા કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે. પ્રયોગશાળામાં, જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે સ્ફટિકીય સોડિયમ નાઈટ્રેટ પર કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડની ક્રિયા દ્વારા 100% નાઈટ્રિક એસિડ મેળવી શકાય છે.

NaNO 3 (cr) + H 2 SO 4 (conc) = HNO 3 + NaHSO 4

નાઈટ્રિક એસિડ ક્ષાર- નાઈટ્રેટ્સ - પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય, થર્મલી અસ્થિર. સક્રિય ધાતુઓના નાઈટ્રેટ્સનું વિઘટન (લિથિયમ સિવાય), જે મેગ્નેશિયમની ડાબી બાજુએ પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ્સની શ્રેણીમાં સ્થિત છે, તે નાઈટ્રાઈટની રચના તરફ દોરી જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે:

2KNO 3 = 2KNO 2 + O 2

લિથિયમ અને મેગ્નેશિયમ નાઈટ્રેટ્સના વિઘટન દરમિયાન, તેમજ મેગ્નેશિયમની જમણી બાજુએ પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ્સની શ્રેણીમાં સ્થિત મેટલ નાઈટ્રેટ્સ, કોપર સુધી, નાઈટ્રોજન(IV) ઓક્સાઇડ અને ઓક્સિજનનું મિશ્રણ મુક્ત થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે:

2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

પ્રવૃત્તિ શ્રેણીના અંતે સ્થિત ધાતુઓના નાઈટ્રેટ્સ મુક્ત ધાતુમાં વિઘટિત થાય છે:

2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2

સોડિયમ, પોટેશિયમ અને એમોનિયમ નાઈટ્રેટનો ઉપયોગ ગનપાઉડર અને વિસ્ફોટકોના ઉત્પાદન માટે અને નાઈટ્રોજન ખાતર (સોલ્ટપીટર) તરીકે પણ થાય છે. એમોનિયમ સલ્ફેટ, એમોનિયા પાણી અને કાર્બામાઇડ (યુરિયા) - સંપૂર્ણ કાર્બોનિક એસિડ એમાઈડનો પણ ખાતર તરીકે ઉપયોગ થાય છે:

હાઇડ્રોજન એઝાઇડ(ડિનિટ્રિડોનિટ્રેટ) - HN 3 (HNN 2) - તીક્ષ્ણ ગંધ સાથે રંગહીન અસ્થિર પ્રવાહી (ગલનબિંદુ -80 °C, ઉત્કલન બિંદુ 37 °C). કેન્દ્રીય નાઇટ્રોજન અણુ એસપી-સંકરીકરણમાં છે, ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +5 છે, તેની બાજુમાં આવેલા અણુઓમાં -3 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ છે. પરમાણુ માળખું:

HN 3 નું જલીય દ્રાવણ - હાઇડ્રોનેટ્રિક એસિડ એસિટિક એસિડ, K a = 2.6 × 10 -5ની મજબૂતાઈમાં નજીક છે. પાતળા ઉકેલોમાં સ્થિર. તે હાઇડ્રેજિન અને નાઇટ્રસ એસિડ પર પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે:

N 2 H 4 + HNO 2 = HN 3 + 2 H 2 O

HN 3 (HN +5 N 2) ના ઓક્સિડેટીવ ગુણધર્મો નાઈટ્રિક એસિડ જેવા હોય છે. તેથી, જો નાઈટ્રિક એસિડ સાથે ધાતુની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા નાઈટ્રોજન ઓક્સાઇડ (II) અને પાણી ઉત્પન્ન કરે છે, તો પછી હાઈડ્રોનિટ્રસ એસિડ સાથે નાઈટ્રોજન અને એમોનિયા રચાય છે. ઉદાહરણ તરીકે,

Cu + 3HN +5 N 2 = Cu(N 3) 2 + N 2 0 + NH 3

HN 3 અને HCl નું મિશ્રણ એક્વા રેજીયા જેવું વર્તે છે. હાઇડ્રોનેટ્રિક એસિડના ક્ષાર - એઝાઇડ્સ. માત્ર ક્ષારયુક્ત ધાતુના એઝાઇડ્સ 300 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને પ્રમાણમાં સ્થિર હોય છે; તેઓ વિસ્ફોટ વિના નાશ કરે છે. જ્યારે ત્રાટકવામાં આવે અથવા ગરમ થાય ત્યારે બાકીના વિસ્ફોટક રીતે વિખેરી નાખે છે. ડીટોનેટરના ઉત્પાદનમાં લીડ એઝાઇડનો ઉપયોગ થાય છે:

Pb(N 3) 2 = Pb + 3N 2 0

એઝાઇડ્સની તૈયારી માટેનું પ્રારંભિક ઉત્પાદન NaN 3 છે, જે સોડિયમ એમાઈડ અને નાઈટ્રિક ઑકસાઈડ (I) ની પ્રતિક્રિયાના પરિણામે રચાય છે:

NaNH 2 + N 2 O = NaN 3 + H 2 O

4.2.ફોસ્ફરસ

ફોસ્ફરસ પ્રકૃતિમાં એક આઇસોટોપ દ્વારા રજૂ થાય છે - 31 P, ફોસ્ફરસનું ક્લાર્ક 0.05 mol.% છે. તે ફોસ્ફેટ ખનિજોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે: Ca 3 (PO 4) 2 - ફોસ્ફોરાઇટ, Ca 5 (PO 4) 3 X (X = F,Cl,OH) - એપેટાઇટ. તે પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના હાડકાં અને દાંતનો ભાગ છે, તેમજ ન્યુક્લિક એસિડ (DNA અને RNA) અને એડેનોસિન ફોસ્ફોરિક એસિડ્સ (ATP, ADP અને AMP) ની રચના છે.

સિલિકોન ડાયોક્સાઇડની હાજરીમાં કોક સાથે ફોસ્ફોરાઇટ ઘટાડીને ફોસ્ફરસ મેળવવામાં આવે છે.

Ca 3 (PO 4) 2 + 3SiO 2 + 5C = 3CaSiO 3 + 2P + 5CO

એક સરળ પદાર્થ - ફોસ્ફરસ - ઘણા એલોટ્રોપિક ફેરફારો બનાવે છે, જેમાંથી મુખ્ય સફેદ, લાલ અને કાળો ફોસ્ફરસ છે. સફેદ ફોસ્ફરસ ફોસ્ફરસ વરાળના ઘનીકરણ દ્વારા રચાય છે અને તે સફેદ મીણ જેવું પદાર્થ છે (mp 44 °C), પાણીમાં અદ્રાવ્ય, કેટલાક કાર્બનિક દ્રાવકોમાં દ્રાવ્ય. સફેદ ફોસ્ફરસ એક પરમાણુ માળખું ધરાવે છે અને તેમાં ટેટ્રાહેડ્રલ P4 પરમાણુઓ હોય છે.

બોન્ડ ટેન્શન (P-P-P બોન્ડ એંગલ માત્ર 60° છે) સફેદ ફોસ્ફરસ (લગભગ 0.1 ગ્રામની ઘાતક માત્રા) ની ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયા અને ઝેરનું કારણ બને છે. સફેદ ફોસ્ફરસ ચરબીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોવાથી, દૂધનો ઉપયોગ ઝેર માટે મારણ તરીકે કરી શકાતો નથી. હવામાં, સફેદ ફોસ્ફરસ સ્વયંભૂ સળગે છે, તેથી તે પાણીના સ્તર હેઠળ હર્મેટિકલી સીલબંધ રાસાયણિક કન્ટેનરમાં સંગ્રહિત થાય છે.

લાલ ફોસ્ફરસ પોલિમર માળખું ધરાવે છે. તે સફેદ ફોસ્ફરસને ગરમ કરીને અથવા તેને પ્રકાશથી ઇરેડિયેટ કરીને મેળવવામાં આવે છે. સફેદ ફોસ્ફરસથી વિપરીત, તે ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલ અને બિન-ઝેરી છે. જો કે, સફેદ ફોસ્ફરસની અવશેષ માત્રા લાલ ફોસ્ફરસને ઝેરી બનાવી શકે છે!

બ્લેક ફોસ્ફરસ સફેદ ફોસ્ફરસને 120 હજાર એટીએમના દબાણ હેઠળ ગરમ કરીને મેળવવામાં આવે છે. તે પોલિમર માળખું ધરાવે છે, સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો ધરાવે છે, રાસાયણિક રીતે સ્થિર અને બિન-ઝેરી છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો. સફેદ ફોસ્ફરસ ઓરડાના તાપમાને વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા સ્વયંભૂ ઓક્સિડેશન થાય છે (લાલ અને કાળા ફોસ્ફરસનું ઓક્સિડેશન જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે થાય છે). પ્રતિક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે અને તેની સાથે લ્યુમિનેસેન્સ (કેમિલ્યુમિનેસેન્સ) હોય છે.

2P + 3O 2 = 2P 2 O 3; P 2 O 3 + O 2 = P 2 O 5

ફોસ્ફરસ પણ સલ્ફર અને હેલોજન સાથે સ્ટેપવાઈઝ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.

2P + 3Cl 2 = 2PCl 3 ; PCl 3 + Cl 2 = PCl 5

સક્રિય ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, ફોસ્ફરસ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે, -3 ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં ફોસ્ફાઇડ્સ - ફોસ્ફરસ સંયોજનો બનાવે છે.

3Ca + 2P = Ca 3 P 2

ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ્સ (નાઈટ્રિક અને કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ્સ) ફોસ્ફરસને ફોસ્ફોરિક એસિડમાં ઓક્સિડાઇઝ કરે છે.

P + 5HNO 3 (conc) = H 3 PO 4 + 5NO 2 + H 2 O

જ્યારે આલ્કલી સોલ્યુશન સાથે ઉકાળવામાં આવે છે, ત્યારે સફેદ ફોસ્ફરસ અપ્રમાણસર થાય છે:

4P 0 + 3KOH + 3H 2 O = P -3 H 3 + 3KH 2 P +1 O 2

ફોસ્ફાઈન પોટેશિયમ હાઈપોફોસ્ફાઈટ

ત્યાં રાસાયણિક તત્વો છે જે વિવિધ ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓ દર્શાવે છે, જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન ચોક્કસ ગુણધર્મો સાથે મોટી સંખ્યામાં સંયોજનોની રચના કરવાની મંજૂરી આપે છે. અણુની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને જાણીને, આપણે અનુમાન કરી શકીએ છીએ કે કયા પદાર્થોની રચના થશે.

નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -3 થી +5 સુધી બદલાઈ શકે છે, જે તેના આધારે વિવિધ સંયોજનો સૂચવે છે.

તત્વ લાક્ષણિકતાઓ

નાઈટ્રોજન એ D.I. મેન્ડેલીવની સામયિક પ્રણાલીમાં જૂથ 15 માં સ્થિત રાસાયણિક તત્ત્વો સાથે સંબંધિત છે થાય છે.

તે 75% થી વધુ વોલ્યુમ અપૂર્ણાંક સાથે વાતાવરણીય હવાના ડાયટોમિક રંગહીન ગેસ તરીકે પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે. પ્રોટીન પરમાણુઓ, ન્યુક્લિક એસિડ અને અકાર્બનિક મૂળના નાઇટ્રોજન ધરાવતા પદાર્થોમાં સમાયેલ છે.

અણુ માળખું

સંયોજનોમાં નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ નક્કી કરવા માટે, તેના પરમાણુ બંધારણને જાણવું અને ઇલેક્ટ્રોન શેલ્સનો અભ્યાસ કરવો જરૂરી છે.

કુદરતી તત્વ બે સ્થિર આઇસોટોપ્સ દ્વારા રજૂ થાય છે, તેમના સમૂહ નંબર 14 અથવા 15 સાથે. પ્રથમ ન્યુક્લિયસમાં 7 ન્યુટ્રોન અને 7 પ્રોટોન કણો હોય છે, અને બીજામાં 1 વધુ ન્યુટ્રોન કણો હોય છે.

12-13 અને 16-17 ની જનતા સાથે તેના અણુની કૃત્રિમ જાતો છે, જેમાં અસ્થિર ન્યુક્લી છે.

અણુ નાઇટ્રોજનની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાનો અભ્યાસ કરતી વખતે, તે સ્પષ્ટ છે કે ત્યાં બે ઇલેક્ટ્રોન શેલ (આંતરિક અને બાહ્ય) છે. 1s ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનની એક જોડી હોય છે.

બીજા બાહ્ય શેલ પર માત્ર પાંચ નકારાત્મક ચાર્જ કણો છે: બે 2s-સબ-લેવલમાં અને ત્રણ 2p-ઓર્બિટલમાં. સંયોજક ઉર્જા સ્તરમાં કોઈ મુક્ત કોષો નથી, જે તેની ઇલેક્ટ્રોન જોડીને અલગ કરવાની અશક્યતા દર્શાવે છે. 2p ભ્રમણકક્ષા ઇલેક્ટ્રોનથી માત્ર અડધી ભરેલી માનવામાં આવે છે, જે 3 નકારાત્મક ચાર્જ કણોને ઉમેરવાની મંજૂરી આપે છે. આ કિસ્સામાં, નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -3 છે.

ભ્રમણકક્ષાની રચનાને ધ્યાનમાં લેતા, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે 4 ની સંકલન સંખ્યા સાથેનું આ તત્વ મહત્તમ માત્ર ચાર અન્ય અણુઓ સાથે બંધાયેલું છે. ત્રણ બોન્ડ બનાવવા માટે, વિનિમય પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અન્ય એક પૂર્વ-ન-નો-સ્વીકાર-ટોર રીતે રચાય છે.

વિવિધ સંયોજનોમાં નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓ

નકારાત્મક કણોની મહત્તમ સંખ્યા કે જે તેનો અણુ જોડી શકે છે તે 3 છે. આ કિસ્સામાં, તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -3 ની બરાબર દેખાય છે, જે NH 3 અથવા એમોનિયા, NH 4 + અથવા એમોનિયમ અને Me 3 N 2 નાઈટ્રાઈડ જેવા સંયોજનોમાં સહજ છે. બાદમાંના પદાર્થો ધાતુના અણુઓ સાથે નાઇટ્રોજનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા વધતા તાપમાન સાથે રચાય છે.

નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણોની સૌથી મોટી સંખ્યા જે એક તત્વ આપી શકે છે તે 5 જેટલી છે.

બે નાઇટ્રોજન અણુઓ -2 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સાથે સ્થિર સંયોજનો બનાવવા માટે એકબીજા સાથે સંયોજન કરવામાં સક્ષમ છે. આવા બોન્ડ N 2 H 4 અથવા હાઇડ્રેજિન્સમાં, વિવિધ ધાતુઓના એઝાઇડ્સ અથવા MeN 3 માં જોવા મળે છે. નાઇટ્રોજન અણુ ખાલી ઓર્બિટલમાં 2 ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરે છે.

જ્યારે આપેલ તત્વ માત્ર 1 નકારાત્મક કણ મેળવે છે ત્યારે -1 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, NH 2 OH અથવા hydroxylamine માં તે નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.

નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિના હકારાત્મક સંકેતો છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન કણો બાહ્ય ઊર્જા સ્તરમાંથી લેવામાં આવે છે. તેઓ +1 થી +5 સુધી બદલાય છે.

ચાર્જ 1+ નાઇટ્રોજન પર N 2 O (મોનોવેલેન્ટ ઑકસાઈડ) અને સોડિયમ હાયપોનાઈટ્રેટમાં Na 2 N 2 O 2 સૂત્ર સાથે હાજર છે.

NO (ડાઇવેલેન્ટ ઓક્સાઇડ) માં, તત્વ બે ઇલેક્ટ્રોન છોડે છે અને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે (+2).

નાઇટ્રોજન 3 ની ઓક્સિડેશન અવસ્થા છે (કમ્પાઉન્ડ NaNO 2 અથવા નાઇટ્રાઇડમાં અને ટ્રાઇવેલેન્ટ ઓક્સાઇડમાં પણ). આ કિસ્સામાં, 3 ઇલેક્ટ્રોન વિભાજિત થાય છે.

ચાર્જ +4 વેલેન્સ IV અથવા તેના ડાઇમર (N 2 O 4) સાથે ઓક્સાઇડમાં થાય છે.

ઓક્સિડેશન સ્થિતિ (+5) ના હકારાત્મક સંકેત N 2 O 5 અથવા પેન્ટાવેલેન્ટ ઓક્સાઇડમાં, નાઈટ્રિક એસિડ અને તેના વ્યુત્પન્ન ક્ષારમાં દેખાય છે.

નાઇટ્રોજન અને હાઇડ્રોજનના સંયોજનો

ઉપરોક્ત બે તત્વો પર આધારિત કુદરતી પદાર્થો કાર્બનિક હાઇડ્રોકાર્બન જેવા હોય છે. અણુ નાઇટ્રોજનની માત્રામાં વધારો થતાં માત્ર હાઇડ્રોજન નાઇટ્રેટ્સ જ તેમની સ્થિરતા ગુમાવે છે.

સૌથી નોંધપાત્ર હાઇડ્રોજન સંયોજનોમાં એમોનિયા, હાઇડ્રેજિન અને હાઇડ્રોનિટ્રિક એસિડના પરમાણુઓનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ નાઇટ્રોજન સાથે હાઇડ્રોજનની પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, અને પછીના પદાર્થમાં ઓક્સિજન પણ હોય છે.

એમોનિયા શું છે

તેને હાઇડ્રોજન નાઇટ્રાઇડ પણ કહેવામાં આવે છે, અને તેનું રાસાયણિક સૂત્ર NH 3 છે જેનું દળ 17 છે. સામાન્ય તાપમાન અને દબાણની સ્થિતિમાં, એમોનિયા તીખી એમોનિયા ગંધ સાથે રંગહીન ગેસનું સ્વરૂપ ધરાવે છે. તે હવા કરતાં 2 ગણું ઓછું ગાઢ છે અને તેના પરમાણુની ધ્રુવીય રચનાને કારણે જલીય વાતાવરણમાં સરળતાથી ઓગળી જાય છે. ઓછા જોખમી પદાર્થોનો ઉલ્લેખ કરે છે.

ઔદ્યોગિક જથ્થામાં, એમોનિયા હાઇડ્રોજન અને નાઇટ્રોજન પરમાણુઓમાંથી ઉત્પ્રેરક સંશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પન્ન થાય છે. એમોનિયમ ક્ષાર અને સોડિયમ નાઈટ્રાઈટ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રયોગશાળા પદ્ધતિઓ છે.

એમોનિયાની રચના

પિરામિડ પરમાણુમાં એક નાઇટ્રોજન અને 3 હાઇડ્રોજન અણુઓ હોય છે. તેઓ 107 ડિગ્રીના ખૂણા પર એકબીજાના સંબંધમાં સ્થિત છે. ટેટ્રાહેડ્રોન આકારના પરમાણુમાં, નાઇટ્રોજન કેન્દ્રમાં સ્થિત છે. ત્રણ અનપેયર્ડ પી-ઇલેક્ટ્રોનને કારણે, તે 3 અણુ હાઇડ્રોજન સાથે સહસંયોજક પ્રકૃતિના ધ્રુવીય બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલ છે, જેમાં દરેકમાં 1 s-ઇલેક્ટ્રોન છે. આ રીતે એમોનિયા પરમાણુ રચાય છે. આ કિસ્સામાં, નાઇટ્રોજન -3 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે.

આ તત્વમાં હજુ પણ બાહ્ય સ્તરે ઈલેક્ટ્રોનની વહેંચણી વગરની જોડી છે, જે હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવતા હાઈડ્રોજન આયન સાથે સહસંયોજક બોન્ડ બનાવે છે. એક તત્વ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણોનું દાતા છે, અને બીજું સ્વીકારનાર છે. આ રીતે એમોનિયમ આયન NH 4+ બને છે.

એમોનિયમ શું છે

તેને ધન ચાર્જ થયેલ પોલિએટોમિક આયન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે અથવા એમોનિયમને રાસાયણિક પદાર્થ તરીકે પણ વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે જે પરમાણુના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વમાં નથી. તેમાં એમોનિયા અને હાઇડ્રોજનનો સમાવેશ થાય છે.

નકારાત્મક ચિહ્ન સાથે વિવિધ આયનોની હાજરીમાં હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવતું એમોનિયમ એમોનિયમ ક્ષાર રચવામાં સક્ષમ છે, જેમાં તેઓ વેલેન્સી I સાથે ધાતુઓની જેમ વર્તે છે. એમોનિયમ સંયોજનો પણ તેની ભાગીદારી સાથે સંશ્લેષણ થાય છે.

ઘણા એમોનિયમ ક્ષાર સ્ફટિકીય, રંગહીન પદાર્થોના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે જે પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય હોય છે. જો NH 4 + આયનના સંયોજનો અસ્થિર એસિડ દ્વારા રચાય છે, તો પછી ગરમીની સ્થિતિમાં તેઓ વાયુયુક્ત પદાર્થોના પ્રકાશન સાથે વિઘટિત થાય છે. તેમની અનુગામી ઠંડક ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયા તરફ દોરી જાય છે.

આવા ક્ષારની સ્થિરતા એસિડની તાકાત પર આધાર રાખે છે જેમાંથી તે બને છે. સ્થિર એમોનિયમ સંયોજનો મજબૂત એસિડિક અવશેષોને અનુરૂપ છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્થિર એમોનિયમ ક્લોરાઇડ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે. 25 ડિગ્રી સુધીના તાપમાને, આવા મીઠાનું વિઘટન થતું નથી, જે એમોનિયમ કાર્બોનેટ વિશે કહી શકાય નહીં. બાદમાંના સંયોજનનો ઉપયોગ ઘણીવાર ખાવાનો સોડાને બદલે કણક વધારવા માટે રસોઈમાં થાય છે.

કન્ફેક્શનર્સ ફક્ત એમોનિયમ કાર્બોનેટ એમોનિયમ કહે છે. આ મીઠાનો ઉપયોગ બ્રુઅર્સ દ્વારા બ્રુઅરના યીસ્ટના આથોને સુધારવા માટે કરવામાં આવે છે.

એમોનિયમ આયનોની શોધ માટે ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયા એ તેના સંયોજનો પર આલ્કલી મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સની ક્રિયા છે. NH 4 + ની હાજરીમાં, એમોનિયા છોડવામાં આવે છે.

એમોનિયમની રાસાયણિક રચના

તેના આયનનું રૂપરેખા કેન્દ્રમાં નાઇટ્રોજન સાથે નિયમિત ટેટ્રાહેડ્રોન જેવું લાગે છે. હાઇડ્રોજન અણુઓ આકૃતિના શિરોબિંદુ પર સ્થિત છે. એમોનિયમમાં નાઇટ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિની ગણતરી કરવા માટે, તમારે યાદ રાખવાની જરૂર છે કે કેશનનો કુલ ચાર્જ +1 છે, અને દરેક હાઇડ્રોજન આયનમાં એક ઇલેક્ટ્રોન ખૂટે છે, અને તેમાંથી માત્ર 4 છે કુલ હાઇડ્રોજન સંભવિત +4 છે. જો આપણે કેશનના ચાર્જમાંથી તમામ હાઇડ્રોજન આયનોના ચાર્જને બાદ કરીએ, તો આપણને મળશે: +1 - (+4) = -3. આનો અર્થ એ છે કે નાઇટ્રોજનમાં -3 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ છે. આ કિસ્સામાં, તે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન ઉમેરે છે.

નાઇટ્રાઇડ્સ શું છે

નાઇટ્રોજન મેટાલિક અને નોન-મેટાલિક પ્રકૃતિના વધુ ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ અણુઓ સાથે જોડવામાં સક્ષમ છે. પરિણામે, હાઇડ્રાઇડ્સ અને કાર્બાઇડ્સ જેવા સંયોજનો રચાય છે. આવા નાઈટ્રોજન ધરાવતા પદાર્થોને નાઈટ્રાઈડ કહેવામાં આવે છે. સંયોજનોમાં ધાતુ અને નાઇટ્રોજન અણુ વચ્ચે સહસંયોજક, આયનીય અને મધ્યવર્તી બોન્ડ હોય છે. તે આ લાક્ષણિકતા છે જે તેમના વર્ગીકરણને નીચે આપે છે.

સહસંયોજક નાઇટ્રાઇડ્સમાં એવા સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે જેમાં રાસાયણિક બોન્ડ અણુ નાઇટ્રોજનમાંથી ઇલેક્ટ્રોનને સ્થાનાંતરિત કરતા નથી, પરંતુ અન્ય અણુઓના નકારાત્મક ચાર્જવાળા કણો સાથે એક સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન વાદળ બનાવે છે.

આવા પદાર્થોના ઉદાહરણો હાઇડ્રોજન નાઇટ્રાઇડ્સ છે, જેમ કે એમોનિયા અને હાઇડ્રેજિન પરમાણુ, તેમજ નાઇટ્રોજન હલાઇડ્સ, જેમાં ટ્રાઇક્લોરાઇડ્સ, ટ્રાઇબ્રોમાઇડ્સ અને ટ્રાઇફ્લોરાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે. તેમની સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોન જોડી બે અણુઓ સાથે સમાન રીતે સંબંધિત છે.

આયોનિક નાઇટ્રાઇડ્સમાં ધાતુના તત્વમાંથી નાઇટ્રોજનના મુક્ત સ્તરોમાં ઇલેક્ટ્રોનના સંક્રમણ દ્વારા રચાયેલા રાસાયણિક બંધન સાથેના સંયોજનોનો સમાવેશ થાય છે. આવા પદાર્થોના પરમાણુઓ ધ્રુવીયતા દર્શાવે છે. નાઇટ્રાઇડ્સમાં 3- ની નાઇટ્રોજન ઓક્સિડેશન સ્થિતિ હોય છે. તદનુસાર, મેટલનો કુલ ચાર્જ 3+ હશે.

આવા સંયોજનોમાં આલ્કલી ધાતુઓના અપવાદ સિવાય મેગ્નેશિયમ, લિથિયમ, જસત અથવા તાંબાના નાઈટ્રાઈડનો સમાવેશ થાય છે. તેમની પાસે ઉચ્ચ ગલનબિંદુ છે.

મધ્યવર્તી બોન્ડ સાથેના નાઇટ્રાઇડ્સમાં એવા પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે જેમાં ધાતુ અને નાઇટ્રોજન પરમાણુ સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે અને ઇલેક્ટ્રોન ક્લાઉડનું કોઈ સ્પષ્ટ વિસ્થાપન નથી. આવા નિષ્ક્રિય સંયોજનોમાં આયર્ન, મોલીબડેનમ, મેંગેનીઝ અને ટંગસ્ટનના નાઈટ્રાઈડનો સમાવેશ થાય છે.

ત્રિસંયોજક નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડનું વર્ણન

તેને HNO 2 સૂત્ર સાથે નાઈટ્રસ એસિડમાંથી મેળવેલ એનહાઇડ્રાઇડ પણ કહેવાય છે. ટ્રાઇઓક્સાઇડમાં નાઇટ્રોજન (3+) અને ઓક્સિજન (2-) ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિને ધ્યાનમાં લેતા, તત્વના અણુઓનો ગુણોત્તર 2 થી 3 અથવા N 2 O 3 છે.

એનહાઇડ્રાઇડના પ્રવાહી અને વાયુ સ્વરૂપો ખૂબ જ અસ્થિર સંયોજનો છે;