Азот Валенсия Электронная конфигурация и композиты



валентности азота они варьируются от -3, как в аммиаке и аминах, до +5, как в азотной кислоте (Tyagi, 2009). Этот элемент не расширяет валентности, как другие.

Атом азота является химическим элементом с атомным номером 7 и первым элементом группы 15 (ранее VA) периодической таблицы. Группа состоит из азота (N), фосфора (P), мышьяка (As), сурьмы (Sb), висмута (Bi) и московия (Mc).

Элементы имеют некоторые общие сходства в химическом поведении, хотя они явно химически отличаются друг от друга. Эти сходства отражают общие характеристики электронных структур их атомов (Sanderson, 2016).

Азот присутствует практически во всех белках и играет важную роль как в биохимических, так и в промышленных применениях. Азот образует прочные связи благодаря своей способности образовывать тройную связь с другим атомом азота и другими элементами.

Следовательно, в соединениях азота содержится большое количество энергии. До 100 лет назад мало что было известно об азоте. В настоящее время азот обычно используется для сохранения продуктов питания и в качестве удобрения (Wandell, 2016).

Электронная конфигурация и валентности

В атоме электроны заполняют различные уровни в соответствии с их энергиями. Первые электроны заполняют уровни низкой энергии, а затем переходят на более высокий уровень энергии.

Самый внешний уровень энергии в атоме известен как валентная оболочка, а электроны, помещенные в эту оболочку, известны как валентные электроны..

Эти электроны находятся главным образом в образовании связей и в химической реакции с другими атомами. Следовательно, валентные электроны ответственны за различные химические и физические свойства элемента (Valence Electrons, S.F.).

Азот, как упоминалось ранее, имеет атомный номер Z = 7. Это означает, что ваши электроны, заполняющие ваши энергетические уровни или электронную конфигурацию, равны 1S2 2S2 2P3.

Следует помнить, что в природе атомы всегда стремятся иметь электронную конфигурацию благородных газов, выигрывая, теряя или делясь электронами.

В случае азота благородный газ, который он стремится иметь в электронной конфигурации, является неоном, чей атомный номер Z = 10 (1S2 2S2 2P6) и гелий с атомным номером Z = 2 (1S2) (Reusch, 2013).

Различные способы объединения азота придают ему валентность (или степень окисления). В конкретном случае азот, находясь во втором периоде периодической таблицы, не может расширить свой валентный слой, как это делают другие элементы вашей группы..

Ожидается, что он имеет валентности -3, +3 и +5. Однако азот имеет валентные состояния в диапазоне от -3, как в аммиаке и аминах, до +5, как в азотной кислоте. (Тяги, 2009).

Теория валентной связи помогает объяснить образование соединений в соответствии с электронной конфигурацией азота для данной степени окисления. Для этого необходимо учесть количество электронов в валентном слое и сколько нужно для приобретения конфигурации благородного газа..

Азотные соединения

Учитывая большое количество степеней окисления, азот может образовывать большое количество соединений. Прежде всего, мы должны помнить, что в случае молекулярного азота, по определению, его валентность равна 0.

Степень окисления -3 является одной из наиболее распространенных для элемента. Примерами соединений с таким состоянием окисления являются аммиак (NH3), амины (R3N), ион аммония (NH)4+), имины (C = N-R) и нитрилы (C≡N).

Степень окисления -2, азот остается с 7 электронами в его валентной оболочке. Это нечетное число электронов в валентной оболочке объясняет, почему соединения с таким состоянием окисления имеют мостиковую связь между двумя азотами. Примерами соединений с такой степенью окисления являются гидразины (R2-N, N-R,2) и гидразоны (C = N-N-R)2).

В степени окисления -1 азот остается с 6 электронами в валентной оболочке. Примером соединений азота с такой валентностью являются гидроксиламин (R2NOH) и азосоединения (RN = NR).

В положительных состояниях окисления азот обычно связывается с атомами кислорода с образованием оксидов, оксизолов или оксикислот. Для случая степени окисления +1 азот имеет 4 электрона в своей валентной оболочке..

Примерами соединений с такой валентностью являются оксид азота или веселящий газ (N2O) и азотистых соединений (R = NO) (Reusch, Окисление состояний азота, 2015).

Для случая степени окисления +2 одним примером является оксид азота или оксид азота (NO), бесцветный газ, образующийся в результате реакции металлов с разбавленной азотной кислотой. Это соединение является очень нестабильным свободным радикалом, так как оно реагирует с O2 в воздухе, чтобы сформировать газ NO2.

Нитрит (НЕТ2-) в основном растворе и азотистой кислоте (HNO2) в растворе кислоты приведены примеры соединений с +3 степенью окисления. Это могут быть окислители, которые обычно производят NO (г), или восстановители, которые образуют нитрат-ион.

Триоксид азота (N2О3) и нитрогруппа (R-NO2) другие примеры соединений азота с валентностью +3.

Диоксид азота (НЕТ2) или диоксид азота представляет собой азотное соединение с валентностью +4. Это коричневый газ, обычно образующийся в результате реакции концентрированной азотной кислоты со многими металлами. Димеризуется с образованием N2О4.

В состоянии +5 мы находим нитраты и азотную кислоту, которые являются окислителями в кислых растворах. В этом случае азот имеет 2 электрона в валентной оболочке, которые находятся на орбите 2S. (Степени окисления азота, S.F.).

Существуют также такие соединения, как нитрозилазид и триоксид диоксида азота, в которых азот имеет несколько степеней окисления в молекуле. В случае нитрозилазида (N4O) азот имеет валентность -1, 0, + 1 и +2; и в случае триоксида азота он имеет валентность +2 и +4.

Номенклатура азотных соединений

Учитывая сложность химического состава азотных соединений, традиционной номенклатуры было недостаточно, чтобы назвать их, не говоря уже об их адекватной идентификации. Вот почему, среди прочих причин, Международный союз чистой и прикладной химии (IUPAC для его сокращения на английском языке) создал систематическую номенклатуру, где соединения названы в соответствии с количеством атомов, которые они содержат.

Это полезно, когда речь идет о наименовании оксидов азота. Например, оксид азота может быть назван окисью азота и окисью азота (NO), окисью азота (N)2O).

Кроме того, в 1919 году немецкий химик Альфред Сток разработал метод названий химических соединений, основанный на степени окисления, который записан римскими цифрами, заключенными в скобки. Так, например, оксид азота и закись азота будут называться оксидом азота (II) и оксидом азота (I) соответственно (IUPAC, 2005).

ссылки

  1. (2005). НОМЕНКЛАТУРА НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИЮПАК Рекомендации 2005. Получено с iupac.org.
  2. Окислительные состояния азота. (S.F.). Восстановлено из kpu.ca.
  3. Reusch, W. (2013, 5 мая). Электронные конфигурации в периодической таблице. Извлечено из химии.msu.edu.
  4. Reusch, W. (2015, 8 августа). Окислительные состояния азота. Получено с сайта chem.libretexts.org.
  5. Сандерсон, Р. Т. (2016, 12 декабря). Элемент азотной группы. Восстановлено с britannica.com.
  6. Тяги В.П. (2009). Основная химия XII. Новый гастроном: Ратна Сагар.
  7. Валентные Электроны. (S.F.). Извлечено из химии.tutorvista.com.
  8. Уэнделл, А. (2016, 13 декабря). Химия азота. Получено с сайта chem.libretexts.org.