التوزيع الإلكتروني للنيتروجين

تحتوي الذرة على جسيمات دون ذرية (أصغر من الذرة)، وهي البروتونات والإلكترونات، والنيوترونات، حيث تحتوي نواة الذرة على النيوترونات والبروتونات، أما الإلكترونات فتدور حولها في مدارات.[١]


تستخدم عملية التوزيع الإلكتروني للعناصر الكيمائية في ترتيب الإلكترونات حول النواة في مدارات، حيث يتسع كل مدار على عدد معين من الإلكترونات، وقبل البدء بترتيبها في مداراتها يجب معرفة عددها الكلي للعنصر المطلوب، وفي حالة ذرة النيتروجين (N)، يدور حول نواتها 7 إلكترونات، كالآتي:[١]

  • المدار الأول: إلكترونان في المستوى الفرعي 1s (وهو أكبر عدد يمكن أن يتحمله المدار والمستوى الفرعي)
  • المدار الثاني: إلكترونان في المستوى الفرعي 2s (وهو أكبر عدد يمكن أن يتحمله المستوى الفرعي)، و3 إلكترونات المتبقية في الذرة في المستوى الفرعي 2p (يتسع المستوى الفرعي p عامةً على 6 إلكترونات).


ويُكتب التوزيع الإلكتروني لذرة النيتروجين (N):[١]




العدد الذري للنيتروجين

يُعرف العدد الذري للعناصر الكيميائية بعدد البروتونات والإلكترونات فيها، ويساوي العدد الذري للنيتروجين (ورمزه الكيميائي N)؛ 7، أي أنه يحتوي على 7 بروتونات و7 إلكترونات، وبحسب عدده الذري يقع النيتروجين في المجموعة 15 (المجموعة الخامسة وفق ترقيم المجموعات الرئيسية)، وذلك لأن مداره الأخير يحتوي على 5 إلكترونات كما أوضحنا سابقًا.[٢][٣]


استخدامات النيتروجين

يشكل النيتروجين نسبة 78% من الغلاف الجوي للأرض وهو جزء من جميع أنسجة الكائنات الحية، فهو المكون الأساسي للحمض النووي أي أنه جزء من الكود الجيني للكائنات؛ مما يجعله عنصراً مهماً وأساسياً في الحياة، ومن أهم استخداماته:[٢][٣]

  • صناعة الأمونيا، عن طريق تفاعل النيتروجين مع الهيدروجين، التي تستخدم بدورها في صناعة الأسمدة وحمض النيتريك والنايلون والأصباغ والمتفجرات، حيث يتم إنتاج 150 مليون طن من الأمونيا بهذه الطريقة سنويًا.
  • يستخدم النيتروجين السائل في حفظ الجثث، الحيوانات المنوية والبويضات وتخزين العينات البيولوجية الأخرى، أيضًا يستخدم في تبريد وتجميد المواد الغذائية لأغراض النقل.
  • يستخدم في صناعة الإلكترونيات بالتحديد أثناء إنتاج الترانزستورات والثنائيات، ويتم استخدام كميات كبيرة منه في تلدين الفولاذ المقاوم للصدأ ومنتجات مصانع الصلب الأخرى، والتلدين هو معالجة حرارية تجعل الفولاذ أسهل استخدامًا في الصناعات المختلفة.


خصائص النيتروجين

يعد عنصر النيتروجين خامس أكثر العناصر وفرة في الكون، يشكل نسبة 78% من الغلاف الجوي للأرض، ويتواجد في التربة، ويتم استخراجه من خلال عملية تسمى التقطير الجزئي (fractional distillation) من الهواء المسال، ومن أبرز خصائصه:[٢][٣]

  • يتواجد عنصر النيتروجين في الحالة الغازية عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، وهو غاز عديم اللون والرائحة.
  • درجة الغليان: -196 درجة مئوية، وهي درجة الحرارة التي يتحول بها من الحالة السائلة إلى الغازية.
  • درجة الذوبان: -210 درجة مئوية، وهي درجة الحرارة التي يتحول بها من الحالة الصلبة إلى السائلة.
  • الكثافة: تبلغ كثافة عنصر النيتروجين 0.001145 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
  • الكتلة الذرية النسبية: 14.007.


المراجع

  1. ^ أ ب ت "How to Write the Electron Configuration for Nitrogen (N)", umd, Retrieved 9/11/2022. Edited.
  2. ^ أ ب ت is important to the,done by the Haber process. "Nitrogen", rsc, Retrieved 9/11/2022. Edited.
  3. ^ أ ب ت "nitrogen", byjus, Retrieved 9/11/2022. Edited.