Nitrogen Valencias Configurație electronică și compozite

valențele de azot acestea variază de la -3, ca în amoniac și amine, până la +5 ca în acidul azotic (Tyagi, 2009). Acest element nu extinde valențele ca altele.

Atomul de azot este un element chimic cu numărul atomic 7 și primul element din grupul 15 (anterior VA) al tabelului periodic. Grupul constă din azot (N), fosfor (P), arsen (As), antimoniu (Sb), bismut (Bi) și moscoviu (Mc).

Elementele prezintă anumite asemănări generale ale comportamentului chimic, deși sunt diferențiate chimic unul față de celălalt. Aceste similitudini reflectă caracteristicile comune ale structurilor electronice ale atomilor lor (Sanderson, 2016).

Azotul este prezent în aproape toate proteinele și joacă un rol important atât în ​​aplicațiile biochimice, cât și în aplicațiile industriale. Azotul formează legături puternice datorită capacității sale de a forma o legătură triplă cu un alt atom de azot și cu alte elemente.

Prin urmare, există o cantitate mare de energie în compușii de azot. Înainte de 100 de ani în urmă, se știa puțin despre azot. Acum, azotul este utilizat în mod obișnuit pentru conservarea alimentelor și ca îngrășământ (Wandell, 2016).

Configurația și valențele electronice

Într-un atom, electronii umple diferitele nivele în funcție de energiile lor. Primii electroni umple nivelele scăzute de energie și apoi se mută la un nivel de energie mai ridicat.

Cel mai exterior nivel al energiei dintr-un atom este cunoscut sub numele de coajă de valență, iar electronii plasați în această coajă sunt cunoscuți drept electroni de valență.

Acești electroni se găsesc în principal în formarea legăturilor și în reacția chimică cu alți atomi. Prin urmare, electronii de valență sunt responsabili pentru diferitele proprietăți chimice și fizice ale unui element (Valence Electrons, S.F.).

Azotul, așa cum sa menționat anterior, are un număr atomic de Z = 7. Aceasta implică faptul că electronii care vă completează nivelurile de energie sau configurația electronică sunt 1S² 2S² 2P³.

Trebuie să ne amintim că în natură, atomii încearcă întotdeauna să aibă configurația electronică a gazelor nobile, fie prin câștigarea, pierderea sau împărțirea electronilor.

În cazul azotului, gazul nobil pe care îl caută să aibă configurația electronică este neon, al cărui număr atomic este Z = 10 (1S² 2S² 2P⁶) și heliu, al cărui număr atomic este Z = 2 (1S²) (Reusch, 2013).

Diferitele moduri de a combina azotul îi vor da valența (sau starea de oxidare). În cazul specific al azotului, fiind în cea de-a doua perioadă a tabelului periodic, nu este în măsură să-și extindă stratul de valență ca și celelalte elemente ale grupului său.

Se așteaptă ca acesta să aibă valențe de -3, +3 și +5. Cu toate acestea, azotul are stări de valență variind de la -3, ca în amoniac și amine, până la +5, ca în acidul azotic. (Tyagi, 2009).

Teoria legăturii de valență ajută la explicarea formării compușilor, în conformitate cu configurația electronică a azotului pentru o stare de oxidare dată. Pentru aceasta trebuie să ținem cont de numărul de electroni din stratul de valență și de cât de mult este necesar pentru a obține o configurație de gaz nobil.

Compuși ai azotului

Având în vedere numărul mare de stări de oxidare, azotul poate forma un număr mare de compuși. În primul rând, trebuie să ne amintim că în cazul azotului molecular, prin valența lui este 0.

Starea de oxidare a -3 este una dintre cele mai comune pentru element. Exemple de compuși cu această stare de oxidare sunt amoniacul (NH3), aminele (R3N), ionul de amoniu (NH)₄⁺), iminele (C = N-R) și nitrilii (C = N).

Starea de oxidare -2, azotul este lăsat cu 7 electroni în carcasa sa de valență. Acest număr impar de electroni din cochilia de valență explică de ce compușii cu această stare de oxidare au o legătură de legătură între doi azot. Exemple de compuși cu această stare de oxidare sunt hidrazinele (R₂-N-N-R₂) și hidrazone (C = N-N-R)₂).

În starea de oxidare -1, azotul este lăsat cu 6 electroni în cochilia de valență. Exemple de compuși de azot cu această valență sunt hidroxilamină (R₂NOH) și compușii azo (RN = NR).

În stările de oxidare pozitivă, azotul este în general legat de atomii de oxigen care formează oxizi, oxizoli sau oxacizi. Pentru cazul stării de oxidare +1, azotul are 4 electroni în carcasa valenței.

Exemple de compuși cu această valență sunt oxidul de azot sau gazul de râs (N₂O) și compușii azotați (R = NO) (Reusch, Statele de oxidare a azotului, 2015).

Pentru cazul stării de oxidare de +2, un exemplu este oxidul de azot sau oxidul de azot (NO), un gaz incolor produs de reacția metalelor cu acid azotic diluat. Acest compus este un radical liber instabil, deoarece reacționează cu O₂ în aer pentru a forma gazul NO₂.

Nitrit (nr₂^-) în soluție bazică și acid azotic (HNO₂) în soluție acidă sunt exemple de compuși cu starea de oxidare +3. Acestea pot fi agenți oxidanți pentru a produce în mod normal NO (g) sau agenți reducători pentru a forma ionul de nitrat.

Trioxid de azot (N₂O₃) și gruparea nitro (R-NO₂) sunt alte exemple de compuși de azot cu valența +3.

Bioxidul de azot (NO₂) sau dioxid de azot este un compus de azot cu valență +4. Este un gaz maro produs de obicei prin reacția acidului azotic concentrat cu multe metale. Dimerizează pentru a forma N₂O₄.

În starea +5 găsim nitrați și acid azotic care sunt agenți oxidanți în soluții acide. În acest caz, azotul are doi electroni în carcasa valenței, care se află în orbitalul 2S. (Stările de oxidare a azotului, S.F.).

Există, de asemenea, compuși cum ar fi nitrozilazida și trioxidul de azot, în care azotul are mai multe stări de oxidare în moleculă. În cazul nitrozilazidei (N₄O) azotul are valența -1, 0, + 1 și +2; iar în cazul trioxidului de azot, are valența +2 și +4.

Nomenclatorul compușilor de azot

Având în vedere complexitatea chimiei compușilor de azot, nomenclatura tradițională nu era suficientă pentru a le numi, cu atât mai puțin pentru a le identifica în mod adecvat. De aceea, printre alte motive, uniunea internațională de chimie pură și aplicată (IUPAC pentru acronimul său în limba engleză) a creat o nomenclatură sistematică în care compușii sunt numiți în funcție de cantitatea de atomi pe care o conțin.

Acest lucru este benefic atunci când vine vorba de denumirea de oxizi de azot. De exemplu, oxidul nitric ar fi denumit monoxid de azot și oxid de azot (NO) monoxid de azot (N)₂O).

În plus, în anul 1919, chimistul german Alfred Stock a dezvoltat o metodă de denumire a compușilor chimici pe baza stării de oxidare, care este scrisă în cifre romane închise în paranteze. Astfel, de exemplu, oxidul nitric și oxidul de azot ar putea fi denumite oxid de azot (II) și respectiv oxid de azot (I) (IUPAC, 2005).

referințe

1. (2005). NOMENCLATURE OF CHEMISTRY ANORGANIC Recomandări IUPAC 2005. Adus de la iupac.org.
2. Stările de oxidare a azotului. (S.F.). Adus de la kpu.ca.
3. Reusch, W. (2013, 5 mai). Setări electronice în tabelul periodic. Adus de la chemistry.msu.edu.
4. Reusch, W. (2015, 8 august). Stările de oxidare a azotului. Adus de la chem.libretexts.org.
5. Sanderson, R. T. (2016, 12 decembrie). Element de grup de azot. Recuperat de la britannica.com.
6. Tyagi, V. P. (2009). Chimie esențială Xii. Noul Deli: Ratna Sagar.
7. Valence Electrons. (S.F.). Adus de la chemistry.tutorvista.com.
8. Wandell, A. (2016, 13 decembrie). Chimia de azot. Adus de la chem.libretexts.org.