नाइट्रोजन का मान -3 से अमोनिया और एमाइन के रूप में +5 और नाइट्रिक एसिड (त्यागी, 2009) तक होता है। यह तत्व दूसरों की तरह वैलेंस का विस्तार नहीं करता है।
नाइट्रोजन परमाणु परमाणु संख्या 7 के साथ एक रासायनिक तत्व है और आवर्त सारणी के समूह 15 (पूर्व में वीए) का पहला तत्व है। समूह में नाइट्रोजन (N), फॉस्फोरस (P), आर्सेनिक (As), सुरमा (Sb), बिस्मथ (Bi) और मोस्कोविम (Mc) शामिल हैं।
चित्रा 1: नाइट्रोजन परमाणु के बोह्र आरेख।
तत्व रासायनिक व्यवहार में कुछ सामान्य समानताएं साझा करते हैं, हालांकि वे रासायनिक रूप से एक दूसरे से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं। ये समानताएं उनके परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचनाओं की सामान्य विशेषताओं को दर्शाती हैं (सैंडरसन, 2016)।
नाइट्रोजन लगभग सभी प्रोटीनों में मौजूद है और जैव रासायनिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों दोनों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। नाइट्रोजन एक और नाइट्रोजन परमाणु और अन्य तत्वों के साथ ट्रिपल बांड की क्षमता के कारण मजबूत बंधन बनाता है।
इसलिए, नाइट्रोजन यौगिकों में बड़ी मात्रा में ऊर्जा होती है। 100 साल पहले, नाइट्रोजन के बारे में बहुत कम जानकारी थी। अब, नाइट्रोजन का उपयोग आमतौर पर भोजन को संरक्षित करने के लिए किया जाता है, और उर्वरक के रूप में (वांडेल, 2016)।
इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फ़िगरेशन और वैलेंस
एक परमाणु में, इलेक्ट्रॉन अपनी ऊर्जा के अनुसार विभिन्न स्तरों को भरते हैं। पहले इलेक्ट्रॉन निम्न ऊर्जा स्तरों को भरते हैं और फिर उच्च ऊर्जा स्तर पर चले जाते हैं।
एक परमाणु में सबसे बाहरी ऊर्जा स्तर को वैलेंस शेल के रूप में जाना जाता है और इस शेल में रखे इलेक्ट्रॉनों को वेलेंस इलेक्ट्रॉनों के रूप में जाना जाता है।
ये इलेक्ट्रॉन मुख्य रूप से अन्य परमाणुओं के साथ बंधन निर्माण और रासायनिक प्रतिक्रिया में पाए जाते हैं। इसलिए, वैलेंस इलेक्ट्रॉन एक तत्व के विभिन्न रासायनिक और भौतिक गुणों के लिए जिम्मेदार हैं (वैलेंस इलेक्ट्रॉनों, एसएफ)।
नाइट्रोजन, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, की परमाणु संख्या Z = 7 है। इसका तात्पर्य यह है कि उनके ऊर्जा स्तर, या इलेक्ट्रॉन विन्यास में इलेक्ट्रॉनों का भरना 1S 2 2S 2 2P 3 है ।
यह याद रखना चाहिए कि प्रकृति में, परमाणु हमेशा इलेक्ट्रॉनिक गैसों के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास की तलाश करते हैं, या तो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करने, खोने या साझा करने से।
नाइट्रोजन के मामले में, एक अच्छा गैस जो इलेक्ट्रॉनिक विन्यास चाहता है, वह है नियॉन, जिसका परमाणु क्रमांक Z = 10 (1S 2 2S 2 2P 6) और हीलियम है, जिसका परमाणु क्रमांक Z = 2 (1x 2) है (रेकश, 2013)।
नाइट्रोजन के संयोजन के विभिन्न तरीकों से इसे इसकी वैलेंस (या ऑक्सीकरण अवस्था) मिलेगी। नाइट्रोजन के विशिष्ट मामले में, क्योंकि यह आवर्त सारणी की दूसरी अवधि में है, यह इसकी घाटी परत का विस्तार करने में असमर्थ है क्योंकि इसके समूह में अन्य तत्व हैं।
इसमें -3, +3 और +5 के वैल्यूएशन होने की उम्मीद है। हालाँकि, नाइट्रोजन में वैलेंस स्टेट्स -3 से हैं, जैसे कि अमोनिया और एमाइंस में, +5 तक, नाइट्रिक एसिड में। (त्यागी, 2009)।
वैलेंस बॉन्ड सिद्धांत यौगिकों के निर्माण की व्याख्या करने में मदद करता है, एक दिए गए ऑक्सीकरण राज्य के लिए नाइट्रोजन के इलेक्ट्रॉन विन्यास के अनुसार। इसके लिए, वैलेंस शेल में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को ध्यान में रखा जाना चाहिए और एक महान गैस कॉन्फ़िगरेशन प्राप्त करने के लिए कितना शेष है।
नाइट्रोजन यौगिक
चित्र 2: वैलेंस 0 के साथ आणविक नाइट्रोजन की संरचना।
इसकी बड़ी संख्या में ऑक्सीकरण राज्यों को देखते हुए, नाइट्रोजन बड़ी संख्या में यौगिकों का निर्माण कर सकती है। पहले उदाहरण में, यह याद रखना चाहिए कि आणविक नाइट्रोजन के मामले में, इसकी वैधता 0 है।
-3 का ऑक्सीकरण राज्य तत्व के लिए सबसे आम में से एक है। इस ऑक्सीकरण राज्य के साथ यौगिकों के उदाहरण हैं अमोनिया (NH3), अमाइंस (R3N), अमोनियम आयन (NH 4 +), imines (C = NR) और नाइट्राइल (C≡N)।
ऑक्सीकरण अवस्था -2 में, नाइट्रोजन को अपने वैलेंस शेल में 7 इलेक्ट्रॉनों के साथ छोड़ दिया जाता है। वैलेंस शेल में इलेक्ट्रॉनों की यह विषम संख्या बताती है कि इस ऑक्सीकरण राज्य के साथ यौगिकों में दो नाइट्रोजन के बीच एक पुल बंधन क्यों होता है। इस ऑक्सीकरण राज्य के साथ यौगिकों के उदाहरण हाइड्रेंजाइन (आर 2- एनएनआर 2) और हाइड्रोजोन (सी = एनएनआर 2) हैं।
-1 ऑक्सीकरण अवस्था में, नाइट्रोजन को वैलेंस शेल में 6 इलेक्ट्रॉनों के साथ छोड़ दिया जाता है। इस घाटी के साथ नाइट्रोजन यौगिकों के उदाहरण हाइड्रॉक्सिल अमीन (आर 2 एनओएच) और एज़ो यौगिक (आरएन = एनआर) हैं।
सकारात्मक ऑक्सीकरण राज्यों में, नाइट्रोजन को आमतौर पर ऑक्सीजन परमाणुओं के साथ आक्साइड, ऑक्सीसेल्ट्स या ऑक्साक्साइड के रूप में जोड़ा जाता है। +1 ऑक्सीकरण अवस्था के मामले में, नाइट्रोजन के वैलेंस शेल में 4 इलेक्ट्रॉन होते हैं।
इस वैलेंस वाले यौगिकों के उदाहरण हैं डाइनिट्रोजन ऑक्साइड या लाफिंग गैस (N 2 O) और नाइट्रोसो यौगिक (R = NO) (पुनर्सच, नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण राज्य, 2015)।
+2 के ऑक्सीकरण राज्य के मामले के लिए, एक उदाहरण नाइट्रोजन ऑक्साइड या नाइट्रिक ऑक्साइड (NO) है, जो पतला नाइट्रिक एसिड के साथ धातुओं की प्रतिक्रिया से उत्पन्न रंगहीन गैस है। यह यौगिक एक बेहद अस्थिर मुक्त कण है क्योंकि यह हवा में O 2 के साथ NO 2 गैस बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है ।
मूल घोल में नाइट्राइट (NO 2 -) और एसिड समाधान में नाइट्रस एसिड (HNO 2) ऑक्सीकरण + 3 के साथ यौगिकों के उदाहरण हैं। ये नाइट्रेट आयन बनाने के लिए आम तौर पर NO (g) या कम करने वाले एजेंटों का ऑक्सीकरण करने वाले एजेंट हो सकते हैं।
डिनिट्रोजन ट्रॉक्साइड (N 2 O 3) और नाइट्रो समूह (R-NO 2) वेलेंस +3 के साथ नाइट्रोजनस यौगिकों के अन्य उदाहरण हैं।
नाइट्रिक डाइऑक्साइड (NO 2) या नाइट्रोजन डाइऑक्साइड एक नाइट्रोजन यौगिक है जिसमें वैलेंस +4 है। यह एक भूरे रंग की गैस है जो आमतौर पर कई धातुओं के साथ केंद्रित नाइट्रिक एसिड की प्रतिक्रिया से उत्पन्न होती है। N 2 O 4 बनाने के लिए परिमाण करता है ।
राज्य +5 में हम नाइट्रेट्स और नाइट्रिक एसिड पाते हैं जो एसिड समाधानों में ऑक्सीकरण एजेंट हैं। इस मामले में, नाइट्रोजन में वेलेंस शेल में 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो 2 एस ऑर्बिटल में होते हैं। (नाइट्रोजन, एसएफ के ऑक्सीकरण राज्य)।
इसमें नाइट्रोसिलाज़ाइड और डायनीट्रोजन ट्राइऑक्साइड जैसे यौगिक भी होते हैं जहाँ नाइट्रोजन के अणु में विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं। नाइट्रोसिलाज़ाइड (एन 4 ओ) के मामले में, नाइट्रोजन में -1, 0, + 1 और +2 की वैलेंस है; और डाइनिट्रोजेन ट्राइऑक्साइड के मामले में, इसमें +2 और +4 की वैलेंस होती है।
नाइट्रोजन यौगिकों का नामकरण
नाइट्रोजन यौगिकों के रसायन विज्ञान की जटिलता को देखते हुए, पारंपरिक नामकरण उन्हें नाम देने के लिए पर्याप्त नहीं था, बहुत कम उन्हें ठीक से पहचानते हैं। इसीलिए, अन्य कारणों से, कि इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री (IUPAC) ने एक व्यवस्थित नामकरण किया, जहां यौगिकों को उन परमाणुओं की संख्या के अनुसार नामित किया जाता है जिनमें वे होते हैं।
नाइट्रोजन ऑक्साइड के नामकरण के लिए यह फायदेमंद है। उदाहरण के लिए नाइट्रिक ऑक्साइड को नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड और नाइट्रस ऑक्साइड (NO) डायनाइट्रोजन मोनोऑक्साइड (N 2%) नाम दिया जाएगा।
इसके अतिरिक्त, 1919 में, जर्मन रसायनज्ञ अल्फ्रेड स्टॉक ने ऑक्सीकरण राज्य के आधार पर रासायनिक यौगिकों के नामकरण के लिए एक विधि विकसित की, जो कि कोष्ठकों में संलग्न रोमन अंकों में लिखा गया है। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, नाइट्रिक ऑक्साइड और नाइट्रस ऑक्साइड को नाइट्रोजन ऑक्साइड (II) और नाइट्रोजन ऑक्साइड (I) क्रमशः (IUPAC, 2005) कहा जाएगा।
संदर्भ
- (2005)। अंतर्राष्ट्रीय चैतन्य IUPAC अनुशंसाओं का नामकरण। iupac.org से लिया गया।
- नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ। (एस एफ)। Kpu.ca से पुनर्प्राप्त किया गया।
- रेउश, डब्ल्यू। (2013, 5 मई)। आवर्त सारणी में इलेक्ट्रॉन विन्यास। रसायन विज्ञान से पुनर्प्राप्त ।msu.edu।
- र्यूश, डब्ल्यू। (2015, 8 अगस्त)। नाइट्रोजन के ऑक्सीकरण राज्य। Chem.libretexts.org से पुनर्प्राप्त किया गया।
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- त्यागी, वीपी (2009)। आवश्यक रसायन विज्ञान Xii। न्यू डेली: रत्ना सागर।
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