Artikulu hau Wikipedia guztiek izan beharreko artikuluen zerrendaren parte da

Nitrogeno

Wikipedia, Entziklopedia askea
Jump to navigation Jump to search

Nitrogenoa
Liquidnitrogen.jpg

7

KarbonoaNitrogenoaOxigenoa
   
 
7
N
 
               
               
                                   
                                   
                                                               
                                                               
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia Nitrogenoa, N, 7
Serie kimikoa ez-metalak
Taldea, periodoa, orbitala 15, 2, p
Masa atomikoa 14,007(2) g/mol
Konfigurazio elektronikoa 1s2 2s2 2p3
Elektroiak orbitaleko 2, 5
Propietate fisikoak
Egoera gasa
Dentsitatea (0 °C, 101,325 kPa) 1,251 g/L
Urtze-puntua 63,15 K
(-210,00 °C, -346,00 °F)
Irakite-puntua 77,36 K
(-195,79 °C, -320,42 °F)
Urtze-entalpia (N2) 0,360 kJ·mol−1
Irakite-entalpia (N2) 5,56 kJ·mol−1
Bero espezifikoa (25 °C) 29,124 J·mol−1·K−1

Lurrun-presioa

P/Pa 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T/K 37 41 46 53 62 77
Propietate atomikoak
Kristal-egitura hexagonala
Oxidazio-zenbakia(k) 5, 4, 3, 2, 1, -1, -3
(oxido azido sendoa)
Elektronegatibotasuna 3,04 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala 1.a: 1.402,3 kJ/mol
2.a: 2.856 kJ/mol
3.a: 4.578.1 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa) 65 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua) 56 pm
Erradio kobalentea 75 pm
Van der Waalsen erradioa 155 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa (300 K) 25,83x10-3
Soinuaren abiadura 353 m/s
Isotopo egonkorrenak

Nitrogenoaren isotopoak

iso UN Sd-P D DE (MeV) DP
13N sintetikoa 9,965 m ε 2,220 13C
14N %99,634 N egonkorra da 7 neutroirekin
15N %0,366 N egonkorra da 8 neutroirekin

Nitrogenoa elementu kimiko bat da, N ikurra eta 7 zenbaki atomikoa dituena. Daniel Rutherford fisikari eskoziarrak aurkitu eta isolatu zuen 1772an. Nitrogenoa aurkitu zenean, azido nitriko eta nitrato bezala aurkeztu zen. Egoera normaletan gas diatomiko bezala agertzen da (N2). Atomoa nahiz molekula izendatzeko erabiltzen da nitrogeno izena, oxigenoarekin gertatu bezala.

Nitrogenoa 15. taldeko (nitrogenoaren talde edo pniktogenoen talde bezala ezaguna) elementu arinena da. Ez-metala da eta erreaktibitate gutxikoa; beraz, ez da sukoia. Nitrogenoa unibertsoko elementu ugari bat da, Esne Bideko eta Eguzki-sistemako zazpigarren elementurik ugariena. Tenperatura eta presio estandarretan, elementuaren bi atomo lotzen dira dinitrogenoa (N2) sortuz. Hau, kolorgea eta usainik ez duen gasa da. Dinitrogenoa planetako atmosferaren %78a da.

Nitrogenoa, organismo guztietan dagoen elementua da, hain zuzen ere, aminoazidoetan, RNA , DNAn (azido nukleikoetan) eta ATPan (adenosina trifosfatoan). Aminoazido eta proteinen kasuan lurzoruan bakterioek finkatzen duten nitrogenoa oinarritzat erabiliz sintetizatzen dira, landareek eta animaliek ezin baitute zuzenean hartu eguratseko nitrogenoa. Gizakion gorputzaren %3a nitrogenoa da, hau oxigeno, karbono eta hidrogenoaren ostean gorputzean daukagun laugarren elementu ugariena da. Industrietan erabiltzen diren konposatu askok nitrogenoa dute: amonioa, azido nitrikoa, nitrato organikoak eta zianuroak. Nitrogenoa oso egonkorra da, nitrogeno elementalean, nitrogeno-nitrogeno lotura hirukoitza delako. Izan ere, bigarren loturarik sendoena da CO molekularen ondoren. Lurrazalean beste elementu batzuekin konbinaturik ageri den nitrogenorik gehiena gai organikoetan dago; bere mineral bakarra sodio nitratoa da (NaNO3).

Nitrogenoaren konposatuek hainbat erabilera dute, hala nola, ongarri gisa, energia-biltegi moduan, edota erresistentzia handiko konposatuetarako, Kevlar eta zianokrilatoak (supergluan erabiltzen den konposatua) esaterako, eta antibiotikoetan ere aurki dezakegu.

Ezaugarri nagusiak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

1.irudia: Nitrogenoaren Bohr diagrama

Propietate atomikoei dagokienez, nitrogeno atomoak zazpi elektroi ditu (1s2 2s2 2p3) eta horietatik bost azken geruzako orbitalean (2s2 eta 2p3), non horietako hiru p-elektroi desparekatuak diren.

Pauling eskalaren arabera, elektronegatibitate altuko elementua da (3.04), kloro, oxigeno eta fluorraren atzetik. Ionizazio energia balio altuak direla eta, nitrogenoak ez dauka kimika kationiko sinplea. Erradio kobalentea eta Van der Waals erradioari dagokienez, 71±1 pm-koa eta 155 pm-koak dira hurrenez hurren. Hona hemen, nitrogenoaren espektroaren bandak.  

2.Irudia: Nitrogenoaren espektroaren bandak

Nitrogenoaren propietateak taldekideekin konparatuz (fosforoa, antimonioa eta bismutoa) oso ezaugarri desberdinak ditu. Izan ere, nodo erradialen galera 2p orbitalean,  nitrogenoaren propietate berezi ugarien arrazoi nagusia da. 2p eta 2s orbitalen tamaina txikia dela eta, hibridazio fenomenoa eragiten du. Nukleoaren eta balentzia elektroien arteko erakarpen elektrostatiko handiaren ondorioz, elektronegatibitate altuko elementua da. Nitrogenoak hidrogenoarekin lotura sendoak era ditzake baita elektroi pareen elkartrukaketaren eraginez koordinazio konplexuak sortu ere.

Arestian aipatutako ezaugarriez gain, nitrogeno solidoa kristal egitura hexagonala duen elementua da, eta diamagnetikoa. Gainera, pπ – pπ  elkarrekintzen bidez lotura anitzak sortzeko joerak ditu oxigeno edo beste nitrogeno atomoekin. Nitrogeno gasaren molekula diatomikoaren fusio tenperatura (−210°C) eta irakite tenperatura (-196ºC) talde bereko gainontzeko elementuekin konparatuta askoz baxuagoak dira. Arrazoi nagusia da Van der Waals lotura ahulez osatutako substantzia dela. Gainera, oso elektroi gutxi ditu momentuan dipoloak sortu ahal izateko. Bestetik, hainbat konposatu ezberdin sortzeko ahalmena dauka: oxidoak, nitratoak, nitritoak, nitro-, nitroso-, azo- edota diazo konposatuak, azidak, zianatoak, tiozianatoak edota iminen deribatuak. Berotan oso erraz erreakzionatzen du hidrogenoarekin, eta amoniakoa eratzen du, eta tenperatura nahiko altuetan litio, kaltzio, magnesio, burdina, aluminio eta gisako metalekin, nitruroak eratzen ditu.

Isotopoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Nitrogenoak 2 isotopo egonkor ditu: 14N and 15N. Lehenengo isotopoa oso ohikoa da, %99.634 ingurukoa izanik eta bestea soilik %0.366ari dagokio. Bi isotopo hauek karbono-nitrogeno izarren zikloan dute sorrera .[1]

Nitrogenoaren kimika eta konposatuak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Nitrogeno atomikoa, nitrogeno aktibo gisa ere ezagutzen da oso erreaktiboa delako eta 3 elektroi desparekatu ditu. Nitrogeno atomoak libreki erreakzionatzen dute elementu gehienekin nitruroak eratuz. Baina, Nitrogeno elementala dinitrogeno bezala agertzen da, N2. Baldintza normaletan koloregabea, usaingabea eta zaporegabea den gas diamagnetikoa da. Giro-tenperaturan ez da batere erreaktiboa, hala eta guztiz ere , litio metalarekin eta zenbait trantsizio metalekin erreakzionatuko luke.

Nitruro konplexuak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Nitruro anioia (N3-), ligandoen artean π emaile sendoena da.  Nitruro konplexuak aziden deskonposizio termikotik edo amoniakoa desprotonatzetik sortzen dira. Nitruro anioiak hainbat koordinazio konplexu sortzen ditu.

Hidruroak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Industriari dagokionez, amoniakoa (NH3) nitrogenoaren hidruro garrantzitsuena da. Koloregabeko gas alkalinoa da  eta usain oso bereizgarria du. Bestetik, konposatu molekularra izateko oso fusio puntu (Tf = -78 °C) eta irakite puntu (Ti= 33°C) altuak ditu. Likido egoeran dagoenean, oso disolbatzaile ona da, biskositate baxua eta konstante dielektriko altua du. Dentsitateari dagokionez, urak baino dentsitate baxuagoa du.

Disoluzio urtsuan, base ahula da (pKb= 4.74); honen azido konjokatua amonioa da, NH4+. Amoniako likidoan, azido ahul moduan ere joka dezake, ionizatuko da protoi bat galduz amida anioia sortzeko, NH2-. Prozesu hau ez da uretan gertatzen amoniako likidoan baizik.

Amoniakoa oxigenoan edo airean erretzen da, nitrogeno gasa lortzeko. Bestetik, amoniakoa berotzean, metalekin erreakzionatzen  du nitruroak emanez. 

Nitrogeno hidruroetatik hidrazina (N2H4) eta hidrogeno azida (HN3) ere dira garrantzitsuak . Hidrazina likido kolorgea da eta usainari dagokionez amoniakoaren antza du. Konposatu erreduzitzailea izan arren , zinetikoki egonkorra da. Amoniakoa baino base ahulagoa da.  

Oxidoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

3.Irudia: Nitrogeno dioxidoaren egitura molekularra

Nitrogenoak bederatzi oxido molekular eratzen ditu: N2O, NO, N2O3, NO2 , N2O4 , N2O5 , N4O eta N(NO2)3 .Beste oxido posible bat  N4O da baina oraindik ez da sintetizatu. N2O amonio nitrato urtuaren deskonposaketa termikoaren bidez lortzen da 250°C-tan. Gaur egun propultsatzaile gisa erabiltzen da eta garai batean anestesiko moduan erabili zen. Ez da oso erreaktiboa (ez du halogenoekin ezta alkalinoekin erreakzionatzen giro tenperaturan) eta estruktura asimetrikoa du N–N–O (N≡N+ON=N+=O) .

Nitrogeno monoxidoa (NO), elektroi kopuru bakoitia duen molekula egonkor sinpleena da. Amoniakoaren oxidazio katalitikoaren bidez sortzen da. Koloregabeko gas paramagnetikoa da, termodinamikoki ezegonkorra eta nitrogeno eta oxigeno gasetan deskonposatzen da 1100–1200°C-tan. N2O3-ri dagokionez, soilik solido gisa aurki dezakegu, bere urtze-puntuaren gainetik jarraian disoziatzen delako, NO, NO2 eta N2O4 emateko. Nitrogeno dioxidoa korrosiboa eta garratza den gas marroia da. Azkenik, N2O5 oso erreaktiboa eta termikoki ezegonkorra da, azido nitrikoaren anhidroa da . Lehergaiak prestatzeko erabiltzen da.[2]

Oxoazidoak, oxoanioiak eta oxogatzak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Oxoazido gehienak ezegonkorrak dira egoera puruan eta disoluzio urtsuan edo gatzetan  ezagutzen ditugu.

Azido nitrosoa (HNO2) ez da purua ezagutzen, baina gas oreketan konposatu ohikoa da eta erreaktibo urtsu garrantzitsua da. Azido ahula da (pKa= 3.35) eta oxido nitrosora eta oxido nitrikora erraz dismutatzen da sufre dioxidoarekin erreakzionatzen duenean. Nitritoa (NO2-) ligando komuna da. Azido nitrikoa (HNO3) nitrogeno oxoazidoetatik garrantzitsuena eta egonkorrena da. Azido sendoa da eta disoluzio kontzentratuetan oxidatzaile sendo modura jokatzen du. [3]

Historia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Daniel Rutherfordek eguratsean aurkitu zuen; Priestley izan zen oxigenoa eta nitrogenoa lehen aldiz bereizi zituena eta Lavoisierek gai bakuna zela aurkitu zuen, eta haren ezaugarriak aztertu zituen. [4]

Ekoizpena[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Nitrogenoa industria mailan aire likidoaren destilazio zatikatuaren bidez lortzen den gasa da. Nitrogeno gasa ekoizteko beste bide bat Pressure swing adsorption (PSA) da, hau presio baxuko gas nahaste batetik gasak banatzeko erabiltzen den teknologia da.

Laborategietan aldiz, amonio kloruroaren disoluzioa sodio nitritoarekin erreakzionatuz lortzen da: NH4Cl + NaNO2 → N2 + NaCl + 2 H2O [5]

Erabilerak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

4.irudia: Nitrogeno likidoa

Industrialki ekoizten den nitrogenoaren ⅔ gas moduan saltzen da eta gainontzeko ⅓ aldiz likido modura. Erabilera komertzial garrantzitsuena Haber prozesuaren bidez amoniakoa lortzeko da. Amoniakoa gero ongarrietan eta azido nitrikoan erabiltzen da. Horrez gain, sukaldaritzan nitrogeno likidoa erabiltzen da teknika berritzaile bezala. Nitrogenoa nagusiki analisi kimikoan erabiltzen da, lagin likidoen bolumena murrizteko edo kontzentratzeko. Bere erreaktibotasuna baxua denez, atmosfera geldo bezala ere erabiltzen da likido leherkorrak gordetzeko, elektronikako osagarrien fabrikazioan edota altzairu herdoilgaitzaren produkzioan.

Nitrogeno likidoa, likido kriogenikoa (-196ºC)  da, eta oso erabilia da hozgarri moduan, batez ere janariaren garraioa edo espermaren kontserbazioa bezalako jardueratan.

Lehergai gehienetan, kautxuzko azeleradoreetan, ongarrietan eta droga askotan elementu eragilea da. Oinarrizko egoeran, erabilpen ugari ditu nitrogenoak: oso erreaktiboak diren gai kimikoak babesteko, putz egiteko gas gisa plastikoen ekoizpenean, kutsadura kentzen duen gas gisa eta garraiatzaile gisa hotza sortzeko zenbait eraikuntzatan. [6]

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1.   GREENWOOD, N.N.; EARNSHAW, A. (1984) «Preface» Chemistry of the Elements (Elsevier): v–vi ISBN 9780080307121 . Noiz kontsultatua: 2019-04-01 .
  2.   Hou, Y.-C.; Janczuk, A.; Wang, P. G. (2010-06-13) «ChemInform Abstract: Current Trends in the Development of Nitric Oxide Donors» ChemInform (40): no–no doi:10.1002/chin.199940254 ISSN 0931-7597 . Noiz kontsultatua: 2019-04-01 .
  3.   GREENWOOD, N.N.; EARNSHAW, A. (1984) «Preface» Chemistry of the Elements (Elsevier): v–vi ISBN 9780080307121 . Noiz kontsultatua: 2019-04-01 .
  4.   1909-2000., Ihde, Aaron J. (Aaron John), (1984) The development of modern chemistry Dover ISBN 0486642356 PMC 8827750 . Noiz kontsultatua: 2019-04-01 .
  5.   Bartlett, J. Kenneth (1967-08) «Analysis for nitrite by evolution of nitrogen: A general chemistry laboratory experiment» Journal of Chemical Education (8): 475 doi:10.1021/ed044p475 ISSN 0021-9584 . Noiz kontsultatua: 2019-04-01 .
  6.   Ahmed, I.; Agarwal, S.; Ilchyshyn, A.; Charles-Holmes, S.; Berth-Jones, J. (2001-5) «Liquid nitrogen cryotherapy of common warts: cryo-spray vs. cotton wool bud» The British Journal of Dermatology (5): 1006–1009 ISSN 0007-0963 PMID 11359389 . Noiz kontsultatua: 2019-04-01 .

Ikus, gainera[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kanpo loturak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Wikimedia Commonsen badira fitxategi gehiago, gai hau dutenak: Nitrogeno Aldatu lotura Wikidatan