У валенце азота у распону од -3 као амонијака и амини, до +5 и азотна киселина (Тиаги, 2009). Овај елемент не проширује валенс као други.
Атом азота је хемијски елемент са атомским бројем 7 и први елемент групе 15 (раније ВА) периодичне табеле. Групу чине азот (Н), фосфор (П), арсен (Ас), антимон (Сб), бизмут (Би) и московијум (Мц).
Слика 1: Боров дијаграм атома азота.
Елементи деле одређене опште сличности у хемијском понашању, мада се хемијски разликују једни од других. Те сличности одражавају заједничке карактеристике електронских структура њихових атома (Сандерсон, 2016).
Азот је присутан у скоро свим протеинима и има важну улогу како у биохемијским тако и у индустријским применама. Азот формира снажне везе због своје способности троструке везе са другим атомом азота и другим елементима.
Због тога у азотним једињењима постоји велика количина енергије. Пре 100 година, мало се знало о азоту. Сада се обично користи азот за очување хране и као ђубриво (Ванделл, 2016).
Електронска конфигурација и валенције
У атому, електрони испуњавају различите нивое према својој енергији. Први електрони испуњавају ниже нивое енергије и затим прелазе на виши енергетски ниво.
Спољни ниво енергије у атому познат је као валентна љуска, а електрони смештени у овој љусци познати су и као валентни електрони.
Ови електрони се налазе углавном у формирању веза и хемијској реакцији са другим атомима. Стога су валентни електрони одговорни за различита хемијска и физичка својства елемента (Валенце Елецтрон, СФ).
Азот, као што је раније поменуто, има атомски број З = 7. То подразумева да њено пуњење електрона у њиховим енергетским нивоима или у конфигурацији електрона износи 1С 2 2С 2 2П 3 .
Морамо имати на уму да у природи атоми увек желе да имају електронску конфигурацију племенитих гасова, било добијањем, губитком или дељењем електрона.
У случају азота, племенити гас који жели да има електронску конфигурацију је неон, чији је атомски број З = 10 (1С 2 2С 2 2П 6 ) и хелијум, чији је атомски број З = 2 (1С 2 ) ( Реусцх, 2013).
Различити начини комбиновања азота ће му дати валентност (или оксидационо стање). У конкретном случају азота, јер се налази у другом периоду периодичне табеле, он није у стању да прошири свој валентни слој као што то чине остали елементи у његовој групи.
Очекује се да ће имати таласности -3, +3 и +5. Међутим, азот има валентна стања која се крећу од -3, као код амонијака и амина, до +5, као у азотној киселини. (Тјаги, 2009).
Теорија валентне везе помаже да се објасни стварање једињења, у складу са електронском конфигурацијом азота за дато оксидационо стање. За то се мора узети у обзир број електрона у валентној љусци и колики је преостао да би се добила племенита конфигурација гаса.
Азонска једињења
Слика 2: структура молекуларног азота са валентношћу 0.
С обзиром на велики број оксидационих стања, азот може да формира велики број једињења. На првом месту, морамо имати на уму да је у случају молекуларног азота његова дефиниција 0.
Оксидационо стање -3 једно је од најчешћих елемената. Примери једињења са ове оксидационог стања су амонијак (НХ3), амини (Р3Н), амонијум јон (НХ 4 + ), Имини (Ц = НР) и нитриле (Ц≡Н).
У стању оксидације -2, азот је остављен са 7 електрона у својој валентној љусци. Овај непаран број електрона у валентној љусци објашњава зашто једињења са овим стањем оксидације имају мостну везу између два азота. Примери једињења са ове оксидационог стања су хидразина (Р 2 -ННР 2 ) и хидразона (Ц = ННР 2 ).
У стању оксидације -1, азот је остављен са 6 електрона у валентној љусци. Примери азотних једињења са овом валенце су хидроксил амин (Р 2 НОХ) и азо једињења (РН = НР).
У позитивним оксидационим стањима, азот се углавном везује за атоме кисеоника да би формирао оксиде, оксалталове или оксидаце. У случају +1 оксидационог стања, азот има 4 електрона у својој валентној љусци.
Примери једињења са ове валенце су диазот оксид или гас који изазива смејање (Н 2 О) и нитрозо једињења (Р = НО) (Реусцх, Оксидација државе азота, 2015).
У случају стања оксидације +2, пример је азотни оксид или азотни оксид (НО), безбојни гас настао реакцијом метала са разблаженом азотном киселином. Ово једињење је екстремно нестабилна слободних радикала јер реагује са О 2 у ваздуху да би се формирало НО 2 гас .
Нитрита (НО 2 - ) ин основно решење и нитроус киселине (ХНО 2 ) у киселом раствору су примери једињења са оксидационог стања +3. То могу бити оксиданти за нормално стварање НО (г) или редукциона средства за формирање нитратних јона.
Диазот триоксид (Н 2 О 3 ) и нитро група (Р-НО 2 ) и други примери азотних једињења са валенце +3.
Азот диоксид (НО 2 ) или азотни диоксид је једињење азота са валентношћу +4. То је смеђи гас који се углавном производи реакцијом концентроване азотне киселине са многим металима. Димеризира се у облик Н 2 О 4 .
У стању +5 налазимо нитрате и азотну киселину који оксидују у растворима киселина. У овом случају, азот има 2 електрона у валентној љусци, који су у 2С орбити. (Оксидациона стања азота, СФ).
Такође постоје једињења попут нитросилазида и динитроген триоксида где азот има различита оксидациона стања у молекули. У случају нитросилазиде (Н 4 О), азот има валенце од -1, 0, + 1 и +2; а у случају динитроген триоксида има валенцију +2 и +4.
Номенклатура азотних једињења
С обзиром на сложеност хемије једињења азота, традиционална номенклатура није била довољна за њихово именовање, још мање да их правилно идентификује. Због тога је, између осталог, Међународна унија чисте и примењене хемије (ИУПАЦ) створила систематску номенклатуру где су једињења именована према броју атома које садрже.
Ово је корисно када је реч о именовању азот-оксида. На пример, азот оксид ће бити именован азот моноксид и азотни оксид (НО) диазот моноксид (Н 2 О).
Поред тога, немачки хемичар Алфред Стоцк 1919. године развио је методу за именовање хемијских једињења на основу оксидационог стања, који је написан римским бројевима приложеним у заградама. Тако би, на пример, азотни оксид и азотни оксид названи респективно, азотни оксид (ИИ) и азотни оксид (И), респективно (ИУПАЦ, 2005).
Референце
- (2005). НОМЕНЦЛАТУРА НОРГАНСКЕ ХЕМИЈЕ Препоруке ИУПАЦ-а 2005. Преузето са иупац.орг.
- Оксидациона стања азота. (СФ). Опоравак од кпу.ца.
- Реусцх, В. (2013, 5. маја). Електронске конфигурације у периодичној табели. Опоравак од цхемистри.мсу.еду.
- Реусцх, В. (2015, 8. августа). Оксидациона стања азота. Опоравак са цхем.либретектс.орг.
- Сандерсон, РТ (2016, 12. децембра). Елемент азотне групе. Опоравак од британница.цом.
- Тиаги, ВП (2009). Основна хемија Ксии. Нев Дели: Ратна Сагар.
- Валентни електрони. (СФ). Опоравак од цхемистри.туторвиста.цом.
- Ванделл, А. (2016, 13. децембра). Хемија азота. Опоравак са цхем.либретектс.орг.