نیتروژن: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
جز ←‏جایگزینی با [[وپ:اشتباه|اشتباه‌یاب]]: ایزوتوپهای⟸ایزوتوپ‌های
خط ۵:
=== چرخه نیتروژن ===
{{اصلی|چرخه نیتروژن}}
نیتروژن از گروه غیرفلزات بوده و دارای بار الکترون منفی ۳٫۰ می‌باشد. نیتروژن پنج الکترون در پوسته خود داشته و در نتیجه در اکثر ترکیبات سه‌ظرفیتی است. نیتروژن خالص یک گاز بی‌اثر و بی‌رنگ است و ۷۸٪ جو زمین را به خود اختصاص داده استداده‌است. در ۶۳K منجمد شده و در ۷۷K به صورت مایع، به ماده [[سرمایش|سرمایشی]] معروف [[سرمازا]] (Cryogen) تبدیل می‌شود.
 
== کاربردها ==
مهم‌ترین کاربرد اقتصادی نیتروژن برای ساخت آمونیاک از طریق [[فرایند هابر]] (Haber) است. آمونیاک معمولاً برای تولید [[کود]] و مواد تقویتی و اسید نیتریک استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین به‌عنوان پرکننده بی اثر، در مخزنهای بزرگ برای نگهداری مایعات قابل انفجار، در هنگام ساخت قطعات الکترونیک مانند [[ترانزیستور]]، [[دیود]] و [[مدارهای یکپارچه|مدار یکپارچه]] و همچنین برای ساخت [[فلزات ضد زنگضدزنگ]] استفاده می‌شود. نیتروژن همچنین به صورت ماده خنک‌کننده، برای هم منجمد کردن غذا و هم [[ترابری]] آن، نگهداری اجساد و [[یاخته]]‌های تناسلی (اسپرم و تخم مرغ)، و در [[زیست‌شناسی]] برای نگهداری پایدار از نمونه‌های زیستی کاربرد دارد.
 
نمک اسید نیتریک شامل ترکیبات مهمی مانند نیترات پتاسیوم و سدیم و نیترات آمونیوم است؛ که اولی برای تولید باروت و دومی برای تولید کود به کار می‌رود. ترکیبات نیترات شده مانند [[نیتروگلیسرین]] و تری نیترو تولوئن ([[تی‌ان‌تی]]) معمولاً منفجر شونده هستند.
خط ۲۱:
اصلی‌ترین هیدرید نیتروژن، آمونیاک است (N[[hydrogen|H]]<sub>3</sub>)، البته هیدرازین (N<sub>2</sub>H<sub>4</sub>) نیز مشهور است. ترکیب آمونیاک ساده‌تر از آب بوده و در محلول یونهای آمونیاک (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) را تشکیل می‌دهد. آمونیاک مایع در حقیقت کمی [[آمفیروتیک]] بوده و آمونیاک و یونهای آمینه (NH<sub>2</sub><sup>-</sup>) را بوجود می‌آورد؛ که البته هر دو نمک آمیدها و نیترید شناخته شده‌اند، ولی در آب تجزیه می‌شوند. ترکیبات جانشین آمونیاک به تنهایی یا باهم، [[آمین]]ها نامیده می‌شوند. زنجیره‌ها، حلقه‌ها و ساختارهای بزرگ‌تر هیدریدهای نیتروژنی نیز شناخته شده‌اند، ولی در واقع ناپایدار هستند.
 
گروه‌های دیگر [[آنیون]]های نیتروژن، آزیدین‌ها (N<sub>3</sub><sup>-</sup>) هستند، که خطی بوده و نسبت به دی اکسیددی‌اکسید کربن ایزو الکتریک هستند. مولکول دیگر با ساختار مشابه، مونوکسید دی نیتروژن N<sub>2</sub>[[اکسیژن|O]] یا گاز خنده است، و یکی از اکسیدهای گوناگون بوده و برجسته تر از مونوکسید نیتروژن (NO) و دی اکسیددی‌اکسید نیتروژن (NO<sub>2</sub>) است، که هر دوی آنها الکترون غیر زوج دارند؛ که دومی تمایلی را به [[دوپار|دوپارشدن]] نشان داده و از اجزای تشکیل دهنده هوای آلوده استآلوده‌است.
 
اکسیدهای استاندارد بیشتری مانند تری اکسیدتری‌اکسید دی نیتروژن (N<sub>2</sub>O<sub>3</sub>) و پنتاکسید دی نیتروژن (N<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) معمولاً تا حدی نا پایدار و قابل انفجار هستند. اسیدهای متناظر آنها [[اسید نیتروس|نیتروس]] (HNO<sub>2</sub>) و [[اسید نیتریک]] (HNO<sub>3</sub>) بوده با نمکهای متناظر که [[نیتریت]]ها و [[نیترات]]ها نامیده می‌شوند. اسید نیتریک یکی از چند اسیدی است که از [[هیدرونیوم]] قوی تر است.
 
== نقش زیست‌شناختی ==
نیتروژن عنصر اصلی اسیدهای آمینه و اسیدهای هسته‌ای که نیتروژن را ماده‌ای حیاتی برای ادامه زندگی می‌کنند، است. لوبیا مانند اکثر گیاهانی که دانه‌های سبوسی دارند می‌تواند عمل [[بازیافت]] نیتروژن را به طوربه‌طور مستقیم از هوا انجام دهد، چراکه ریشه‌های آنها دارای برآمدگی‌هایی، برای نگهداری میکروبهایی است که عمل تبدیل به آمونیاک را [[فرایند|فرایندی]] به نام تثبیت نیتروژن انجام می‌دهد، می‌باشد. این گیاهان آمونیاک را به اکسیدهای نیتروژن و آمینو اسید تبدیل کرده و [[پروتئین]] می‌سازند.
 
== ایزوتوپ‌ها ==
نیتروژن دو ایزوتوپ پایدار دارد: (N-14 , N-15). که مهم‌ترین آن دو N-14 (99.634%) است که در [[چرخه CNO]] در ستارگان تولید می‌شود. مابقی، ایزوتوپ N-15 است. یکی از ده ایزوتوپی که به صورت مصنوعی تولید می‌شوند دارای [[نیمه عمر]] نه دقیقه‌ای داشته و ایزوتوپ‌های دیگر نیمه عمر چند ثانیه یا کمتر دارند.
 
واکنشهای زیست‌شناختی-واسطهای (مانند همانند سازی، جذب و ترکیب نیترات سازی) و ... پویایی نیتروژن در خاک را به شدت کنترل می‌کنند. این ترکیبات معمولاً باعث عمل غنی سازی N-15 لایه زیرین و تخلیه محصول می‌شود. البته این فرایند سریع اغلب مقادیری از آمونیام و نیترات نیز دربردارد، زیرا آمونیوم بصورت ترجیحی به‌وسیله سایبان جو نیترات، نگهداری می‌شود. خاک نیتراتی نسبت به خاک آمونیومی، توسط ریشه درختان بهتر جذب و ترکیب می‌شود.
 
== هشدارها ==