Nitơ (tiếng Anh: nitrogen) là 1 trong những nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn các nguyên tố bao gồm ký hiệu N và số nguyên tử bằng 7, nguyên tử khối bởi 14. Ở điều kiện bình thường nó là một trong những chất khí không màu, ko mùi, không vị và khá trơ với tồn tại bên dưới dạng phân tử N2, còn được gọi là đạm khí. Nitơ chiếm khoảng chừng 78% khí quyển Trái Đất với là yếu tố của mọi khung hình sống. Nitơ tạo nên nhiều hợp chất quan trọng đặc biệt như các amino acid, amonia, acid nitric và các xyanua. Link hóa học rất kỳ bền vững giữa các nguyên tử nitơ gây cực nhọc khăn cho cả sinh vật cùng công nghiệp để đưa hóa N2 thành những hợp hóa chất hữu dụng, mà lại đồng thời cũng giải tỏa một lượng lớn tích điện hữu ích khi cháy, nổ hoặc phân hủy quay trở về thành khí nitơ. Các ammoniac với nitrat được tổng đúng theo là các loại phân công nghiệp chính và phân nitrat là những chất độc hại chính gây nên hiện tượng phú dưỡng môi trường xung quanh nước.

Bạn đang xem: Trong tự nhiên nito tồn tại ở dạng nào


*

Nitơ,7N
*

Quang phổ vạch của Nitơ

Tính hóa học chungTên, ký hiệuNitơ, NHình dạngKhông màu nghỉ ngơi cả cha dạng khí, lỏng, rắn sẽ phát sáng với tia nắng tím lúc ở dạng plasmaNitơ trong bảng tuần hoàn


*



-↑N
↓PCarbon ← Nitơ → OxySố nguyên tử (Z)7Khối lượng nguyên tử chuẩn(±) (Ar)14,0067(2) Phân một số loại phi kimNhóm, phân lớp15,pChu kỳChu kỳ2 thông số kỹ thuật electron1s2 2s2 2p3

mỗi lớp

2, 5Tính hóa học vật lýMàu sắcKhông màuTrạng thái vật chấtChất khíNhiệt nhiệt độ chảy63,15K ​(-210,00°C, ​-346,00°F) ánh nắng mặt trời sôi77,36K ​(-195,79°C, ​-320,33°F) Mật độ1,251g/L (ở0°C, 101.325kPa)Mật độ sinh sống thể lỏngởnhiệt độ sôi: 0,808g·cm−3 Điểm ba63.1526K, ​12,53kPa Điểm cho tới hạn126,19K, 3,3978MPa nhiệt độ lượng rét chảy(N2) 0,72kJ·mol−1 Nhiệt cất cánh hơi(N2) 5,56kJ·mol−1 nhiệt dung(N2)29,124J·mol−1·K−1 Áp suất hơi
P(Pa)1101001k10k100k
ởT(K)374146536277
Tính chất nguyên tửTrạng thái ôxy hóa5, 4, 3, 2, 1, -1, -2, -3 ​Acid mạnhĐộ âm điện3,04 (Thang Pauling) tích điện ion hóaThứ nhất: 1402,3 kJ·mol−1Thứ hai: 2856 kJ·mol−1Thứ ba: 4578,1 kJ·mol−1Bán kính link cộng hóa trị71±1pm nửa đường kính van der Waals155pm thông tin khácCấu trúc tinh thể ​Lục phương


Vận tốc âm thanh(thể khí, 27°C) 353 m·
s−1 Độ dẫn nhiệt25,83 × 10−3W·m−1·K−1 đặc thù từNghịch trường đoản cú Số đk CAS7727-37-9 Đồng vị định hình nhấtBài chính: Đồng vị của NitơisoNAChu kỳ cung cấp rãDMDE(MeV)DP
13NTổng hợp9.965 phútε2.22013C
14N99.634%14N bất biến với 7 neutron
15N0.366%15N định hình với 8 neutron


Phân tử Nitơ

Nito xuất hiện trong toàn bộ các khung hình sống, đa phần ở dạng những amino acid (và protein) và cũng đều có trong các acid nucleic (DNA cùng RNA). Cơ thể người chứa khoảng tầm 3% nitơ theo trọng lượng, là nguyên tố phổ cập thứ bốn trong cơ thể sau oxy, cacbon cùng hydro. Chu trình nitơ biểu đạt sự hoạt động của nguyên tố này từ không gian vào sinh quyển và các hợp chất hữu cơ, tiếp đến quay quay lại không khí.

Nitơ là một phi kim, với độ âm năng lượng điện là 3,04.<1> Nó bao gồm 5 điện tử trên phần bên ngoài cùng, vì vậy thường thì nó có hóa trị III trong nhiều phần các hợp hóa học để đạt tổ chức cơ cấu bền (8 năng lượng điện tử hóa trị). Nitơ tinh khiết là 1 trong chất khí sống dạng phân tử không màu và chỉ còn tham gia phản nghịch ứng chất hóa học ở ánh nắng mặt trời phòng lúc nó phản nghịch ứng với Lithi. Nó hóa lỏng ở ánh sáng 77 K (-196°C) trong điều kiện áp suất khí quyển và đóng băng ở 63 K (-210°C)<2> thành dạng thù hình tất cả tinh thể lục phương đóng kín. Bên dưới 35,4K (−237.6°C) nitơ được đến là gồm thù hình của hệ lập phương (được call là trộn alpha).<3> Nitơ lỏng, có dạng hệt như nước, nhưng có tỷ trọng chỉ bằng 80,8% (tỷ trọng nitơ lỏng sinh sống điểm sôi là 0,808 g/mL), là chất làm lạnh lẽo phổ biến.<4>

Các thù hình không bền của nitơ tất cả hơn hai nguyên tử vẫn được tạo nên trong chống thí nghiệm, như N3 và N4.<5> Trong đk áp suất rất là cao (1,1triệu atm) và ánh sáng cao (2000K), khi tạo thành bằng đá quí anvil cell, nitơ polymer hóa thành các cấu trúc tinh thể lập phương link đơn. Cấu tạo này tương tự cấu trúc của kim cương, với cả nhì có những liên kết cộng hóa trị rất mạnh. N4 còn có tên gọi là "kim cương nitơ".<6>

Các dạng thù hình khác (chưa tổng hòa hợp được) bao hàm hexazine (N6, một vòng benzen)<7> với octaazacuban (N8, một cubane đơn).<8> Dạng nitơ 6 được dự đoán là tạm bợ trong cao, trong những khi dạng nitơ 8 được dự đoán là bất biến động học, vị sự đối xứng quỹ đạo.<9>

Đồng vị

Có hai đồng vị ổn định của nitơ là: 14N và 15N. Phổ cập nhất là 14N (99,634%), là đồng vị tạo ra trong chu trình CNO trong số ngôi sao.<10> Phần còn lại là 15N. Trong số 10 đồng vị tổng hợp tự tạo thì 1 có chu kỳ bán rã là 9 phút còn những đồng vị sót lại có chu kỳ luân hồi bán rã tại mức độ 1 giây hay nhỏ hơn.<11>

Các phản bội ứng trung gian sinh học tập (ví dụ: đồng hóa, nitrat hóa và khử nitrat) kiểm soát nghiêm ngặt cân bằng động của nitơ vào đất. Các phản ứng này gần như là tạo ra sự làm nhiều 15N trong chất nền và làm suy kiệt sản phẩm.<12> mặc dù nước mưa chứa những lượng tương đương amônium cùng nitrat, nhưng do amônium là tương đối khó gửi hóa/hấp thụ rộng so cùng với nitrat khí quyển nên đa số nitơ vào khí quyển chỉ có thể đi vào trong đất dưới dạng nitrat. Nitrat trong khu đất được các loại rễ cây hấp thụ tốt hơn so với lúc nitơ ở dưới dạng amônium.

Một phần nhỏ (0,73%) của nitơ phân tử vào khí quyển Trái Đất là isotopologue 14N15N, và phần nhiều phần còn sót lại là 14N2.<13>

Đồng vị phóng xạ 16N là thành phần hạt nhân phóng xạ chiếm ưu nắm trong hóa học làm mát của những lò phản bội ứng phân tử nhân nước áp lực hoặc lò bội phản ứng nước sôi ở cơ chế vận hành bình thường. Nó được tạo ra từ 16O (trong nước) qua bội phản ứng (n,p). Nó có chu kỳ bán rã khoảng tầm 7,1 giây,<11> nhưng trong những khi nó phân rã ngược lại tạo ra 16O thì ra đời tia phóng xạ gama tích điện cao (5 mang đến 7 MeV).<11><14> vì chưng đó, việc tiếp cận các ống dẫn chất làm rét sơ cấp cho trong lò bội nghịch ứng nước áp lực nặng nề phải được kiểm soát ngặt nghèo trong quá trình vận hành lò phản nghịch ứng.16N là trong những công cụ bao gồm được dùng để làm nhận dạng nhanh những vụ rò rỉ thậm chí nhỏ từ hóa học làm rét sơ cung cấp đến chu trình hơi thứ cấp.<14>

Phổ điện từ

Ống phóng nitơ (quang phổ)

Nitơ phân tử (14N2) đa phần có quang phổ vào suốt đến hồng nước ngoài và nhìn thấy do nó là một phân tử cấu trúc bởi thuộc hạt nhân và vì chưng đó, không tồn tại môment lưỡng rất để kết hợp với bức xạ điện tự ở công việc sóng này. Sự hấp thụ đáng kể xẩy ra ở các bước sóng khôn cùng cực tím,<15> bắt đầu vào khoảng tầm 100nm. Điều này liên quan với sự chuyển tiếp điện tử vào phân tử sang các trạng thái tích năng lượng điện không được phân bố thậm chí giữa những nguyên tử nitơ. Sự kêt nạp nitơ dẫn đến sự hấp thụ đáng kể những bức xạ cực tím trong thượng tằng khí quyển và khí quyển của các hành tinh khác. Bởi các lý do tương tự, những tia tia laze nitơ phân tử tinh khiết quan trọng đặc biệt phát xạ ánh sáng trong dải cực tím.

Phản ứng

Cấu trúc của phân tử khí nitơ, N2

Cấu trúc của 2+

Nhìn chung, nitơ không hoạt động ở đk nhiệt độ với áp suất chuẩn. Nitơ làm phản ứng với yếu tắc lithi. Lithi cháy trong không khí gồm N2 tạo ra lithi nitride:<16>

6 Li + N2 → 2 Li3N

Magiê cũng cháy trong nitơ tạo ra Magiê nitrua:

3 Mg + N2 → Mg3N2

N2 chế tác thành nhiều thành phầm cộng với những kim các loại chuyển tiếp như 2+ (xem hình). Tuy nhiên, cần chú ý rằng phối tử N2 thu được bằng phương pháp phân diệt hydrazin, với không phối cùng đi nitơ từ do. Những hợp chất này hiện có rất nhiều như IrCl(N2)(PPh3)2, W(N2)2(Ph2PCH2CH2PPh2)2, and <(η5-C5Me4H)2Zr>2(μ2, η2,η2-N2). Các phức này minh hoạ bằng cách nào N2 hoàn toàn có thể kết hợp với các kim loại trong những enzym nitrogenase với xúc tác cho quá trình Haber.<17> quá trình xúc tác nhằm khử N2 thành ammoniac bằng cách sử dụng phức molybden với sự có mặt của mối cung cấp proton được ra mắt năm 2005.<16>

Phân tử nitơ trong khí quyển là tương đối trơ, dẫu vậy trong tự nhiên nó bị gửi hóa rất lờ đờ thành những hợp chất có lợi về khía cạnh sinh học cùng công nghiệp dựa vào một số cơ thể sống, đa phần là các vi khuẩn (xem sứ mệnh sinh học bên dưới đây). Khả năng kết hợp hay cầm định nitơ là đặc trưng đặc biệt quan trọng của công nghiệp chất hóa học hiện đại, trong số ấy nitơ (cùng cùng với khí thiên nhiên) được chuyển trở thành amonia (thông qua phương pháp Haber). Amonia, trong lượt của mình, hoàn toàn có thể được sử dụng trực tiếp (chủ yếu như thể phân bón), giỏi làm nguyên liệu cho nhiều hóa chất đặc biệt khác, bao gồm thuốc nổ, công ty yếu trải qua việc thêm vào acid nitric theo phương thức Ostwald.

Các muối bột của acid nitric bao gồm nhiều đúng theo chất đặc biệt quan trọng như xanpet (hay diêm tiêu- trong lịch sử nhân các loại nó là đặc biệt do được sử dụng để làm thuốc súng) và nitrat amôni, một phân bón chất hóa học quan trọng. Các hợp hóa học nitrat hữu cơ khác, ví dụ điển hình trinitrôglyxêrin và trinitrotoluen (tức TNT), được thực hiện làm thuốc nổ. Acid nitric được sử dụng làm chất oxy hóa trong các tên lửa dùng nhiên liệu lỏng. Hiđrazin và những dẫn xuất của chính nó được thực hiện làm nhiên liệu cho các tên lửa.

Khí nitơ

Nitơ dạng khí được thêm vào nhanh chóng bằng cách cho nitơ lỏng (xem dưới đây) nóng lên và bay hơi. Nó có rất nhiều ứng dụng, bao hàm cả việc ship hàng như là sự thay cầm trơ hơn cho không khí khi cơ mà sự lão hóa là không ước ao muốn.<18>

để bảo quản tính tươi của thực phẩm gói gọn hay dạng tránh (bằng vấn đề làm chậm trễ sự ôi thiu và những dạng tổn thất khác gây ra bởi sự oxy hóa),<19>trên đỉnh của hóa học nổ lỏng để đảm bảo an toàn

Nó cũng rất được sử dụng trong:

sản xuất các linh kiện điện tử như transitor, diode, và mạch tích thích hợp (IC).sản xuất thép không gỉ,<20>bơm lốp ô tô và vật dụng bay<21> bởi vì tính trơ và sự thiếu thốn các đặc điểm ẩm, lão hóa của nó, ngược lại với không khí (mặc dù vấn đề này là không đặc biệt và cần thiết đối với ô tô thông thường)<22>

Ngược lại với một số trong những ý kiến, nitơ thẩm thấu qua lốp cao su không chậm hơn không khí. Không gian là lếu láo hợp đa số chứa nitơ và oxy (trong dạng N2 và O2), và những phân tử nitơ là nhỏ hơn. Trong các điều kiện tương tự thì các phân tử nhỏ hơn đã thẩm thấu qua các vật liệu xốp cấp tốc hơn.

Một lấy ví dụ như khác về tính đa dụng của nó là việc sử dụng nó (như là 1 trong chất thế thế rất được yêu thích cho dioxide cacbon) để tạo ra áp lực cho những thùng chứa một số loại bia,<23> rõ ràng là bia đen tất cả độ hễ cao và bia ale của anh ấy và Scotland, bởi vì nó tạo thành ít bong bóng hơn, điều này làm cho bia nhuyễn với nặng hơn. Một ví dụ khác về vấn đề nạp khí nitơ mang lại bia làm việc dạng lon tốt chai là bia tươi Guinness.<24><25>

Nitơ lỏng

Nitơ hóa lỏng.

Nitơ lỏng được cấp dưỡng theo đồ sộ công nghiệp với cùng 1 lượng lớn bằng cách chưng cất phân đoạn không khí lỏng với nó thường xuyên được kể tới theo công thức giả LN2. Nó là một tác nhân có tác dụng lạnh (cực lạnh), có thể làm cứng ngay lập tức lập tức các mô sống khi tiếp xúc với nó. Khi được bí quyết ly tương thích khỏi sức nóng của môi trường xung quanh xung quanh thì nó ship hàng như là hóa học cô đặc cùng nguồn vận chuyển của nitơ dạng khí mà không nên nén. Kế bên ra, năng lực của nó trong việc bảo trì nhiệt độ một bí quyết siêu phàm, do nó bay hơi sống 77 K (-196°C giỏi -320°F) tạo cho nó cực kỳ hữu ích trong vô số nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn trong phương châm của một hóa học làm lạnh quy trình mở, bao gồm:

làm lạnh lẽo để chuyển động thực phẩmbảo cai quản các thành phần thân thể cũng như các tế bào tinh trùng và trứng, các mẫu và chế tác sinh học sinh học.trong phân tích các tác nhân làm lạnhđể minh họa vào giáo dụctrong domain authority liễu học tập để thải trừ các tổn thương da ác tính xấu xí tốt tiềm năng gây ung thư, ví dụ những mụn cóc, các vết chai sần trên domain authority v.v.<26>Nitơ lỏng hoàn toàn có thể sử dụng như là nguồn làm mát nhằm tăng tốc CPU, GPU, hay những dạng phần cứng khác.Nitơ lỏng là nitơ ở trạng thái lỏng, nhiệt độ của nó cực kì thấp khoảng chừng -196 độ C, ở nhiệt độ này thì các bạn cũng biết nó rất có thể phá hủy những thứ tương quan đến cơ thể sống.

Nitơ là một trong những trong các loại nội công nghiệp và có ứng dụng rộng rãi, là khí trơ, không màu, không mùi, ko độc hại, không gây cháy nổ.Nitơ lỏng có trọng lượng riêng rẽ là 0,807g/ml và tất cả hằng số năng lượng điện môi là 1,4. Số nguyên tử của nó là 7.Nitơ chiếm phần 78% trong thai khí quyển, nitơ lỏng được nén lại bằng cách thức chưng đựng phân đoạn không khí => chiếm được nitơ long và oxi lỏng => các khí nitơ lỏng nào sẽ được đưa vào thùng cất và đưa vào và sử dụng trong công nghiệpCác khí nitơ này chuyển vào công nghiệp đang có hệ thống giàn hóa hơi biến hóa khí Nitơ long này quay trở về thành khí Nitơ thông thườngSau lúc qua giàn hóa tương đối nitơ được hóa khá sẽ gửi qua các van áp để phân loại vào công nghiệpNitơ lỏng được vận dụng trong hằng trăm lĩnh vực kể không bao giờ hết cả, từ nghành thực phẩm đến nghành dệt nhuôm cùng còn không ít lĩnh vực khác.

Nitơ (tiếng Latinh: nitrum, tiếng Hy Lạp: Nitron tức là "sinh ra sôđa", "nguồn gốc", "tạo thành") về hình thức được xem là được Daniel Rutherford phát hiện năm 1772, ông điện thoại tư vấn nó là ko khí độc hại hay không khí cố kỉnh định.<27><28> Có điều đó là do một trong những phần của không gian không cung cấp sự cháy đang được những nhà hóa học biết đến vào vào cuối thế kỷ XVIII. Nitơ cũng rất được Carl Wilhelm Scheele, Henry Cavendish cùng Joseph Priestley nghiên cứu và phân tích vào thuộc khoảng thời hạn đó, là phần đa người nói tới nó như là không khí đang cháy hay không khí phlogiston. Khí nitơ là trơ đến cả Antoine Lavoisier coi nó như thể azote vào năm 1789, tức là không gồm sự sống<29>; thuật ngữ này đang trở thành tên hotline trong tiếng Pháp nhằm chỉ "nitơ" và tiếp đến đã lan rộng ra sang nhiều thứ giờ đồng hồ khác. Năm 1790, Jean Antoine Chaptal đề ra tên gọi nitrogen nhằm chỉ nitơ.

Các hợp chất của nitơ đã có được biết đến từ thời Trung cổ. Những nhà giả kim thuật đang biết acid nitric (HNO3) như thể aqua fortis (tức nước khắc đồng). Hỗn hợp của acid nitric cùng acid clohiđríc (HCl) được biết đến dưới tên gọi aqua regia (tức nước cường toan), vì nó có khả năng hòa chảy cả vàng. Những ứng dụng sớm nhất trong công nghiệp và nông nghiệp của các hợp chất nitơ sử dụng nó trong dạng xanpet (có thể là nitrat natri (NaNO3) tốt nitrat kali (KNO3)), chủ yếu làm thuốc súng và sau đó là làm cho phân bón, và muộn không chỉ có vậy là để làm hóa chất xẻ sung. Năm 1910, Lord Rayleigh sẽ phát hiện tại rằng vấn đề phóng điện trong khí nitơ tạo ra "nitơ hoạt động", là 1 thù hình được coi là đơn nguyên tử. "đám mây xoáy có ánh nắng vàng rực rỡ" được tạo nên bởi máy bộ của ông phản bội ứng cùng với thủy ngân để tạo ra chất nổ thủy ngân nitride.<30>

Nitơ là thành đa số nhất của khí quyển Trái Đất (78,084% theo thể tích tuyệt 75,5% theo trọng lượng).

Xem thêm: Xem + Tải Mẫu Đơn Đơn Xin Nghỉ Học Bị Ốm, Mẫu Đơn Xin Nghỉ Học 2022 Hay Nhất

<31> Henry Cavendish là bạn đã khẳng định tương đối đúng chuẩn thành phần "khí cháy" (oxy, khoảng tầm 21%) của không gian vào vào cuối thế kỷ XVIII. Hơn một cụ kỷ sau, tín đồ ta xác định phần còn lại ("không cháy") của không khí đa số là nitơ<32>.