Azot valansları +5 ve nitrik aside -3 amonyak ve aminler gibi değişen (Tyagi, 2009). Bu öğe, diğerleri gibi değerleri genişletmez.
Azot atomu, atom numarası 7 olan kimyasal bir elementtir ve periyodik tablodaki 15. grubun (eski adıyla VA) ilk elementidir. Grup nitrojen (N), fosfor (P), arsenik (As), antimon (Sb), bizmut (Bi) ve moscovium (Mc) içerir.
Şekil 1: Azot atomunun Bohr diyagramı.
Elementler, kimyasal olarak birbirlerinden açık bir şekilde farklılaşmış olsalar da, kimyasal davranışta bazı genel benzerlikleri paylaşırlar. Bu benzerlikler atomlarının elektronik yapılarının ortak özelliklerini yansıtır (Sanderson, 2016).
Azot hemen hemen tüm proteinlerde bulunur ve hem biyokimyasal hem de endüstriyel uygulamalarda önemli bir rol oynar. Azot, başka bir nitrojen atomu ve diğer elementlerle üçlü bağ kurma kabiliyeti nedeniyle güçlü bağlar oluşturur.
Bu nedenle nitrojen bileşiklerinde büyük miktarda enerji vardır. 100 yıl önce nitrojen hakkında çok az şey biliniyordu. Şimdi, nitrojen genellikle yiyecekleri korumak için ve gübre olarak kullanılmaktadır (Wandell, 2016).
Elektronik konfigürasyon ve değerler
Bir atomda elektronlar, enerjilerine göre farklı seviyeleri doldururlar. İlk elektronlar daha düşük enerji seviyelerini doldurur ve daha sonra daha yüksek bir enerji seviyesine geçer.
Bir atomdaki en dış enerji seviyesi değerlik kabuğu olarak bilinir ve bu kabuğa yerleştirilen elektronlar değerlik elektronları olarak bilinir.
Bu elektronlar esas olarak bağ oluşumunda ve diğer atomlarla kimyasal reaksiyonda bulunur. Bu nedenle, değerlik elektronları bir elementin farklı kimyasal ve fiziksel özelliklerinden sorumludur (Değerlik Elektronları, SF).
Azot, daha önce bahsedildiği gibi, atom numarası Z = 7'dir. Bu, elektronların enerji seviyelerinde veya elektron konfigürasyonunda doldurulmasının 1S 2 2S 2 2P 3 olduğu anlamına gelir .
Unutulmamalıdır ki, atomlar doğada her zaman ya elektron kazanarak, kaybederek veya paylaşarak soy gazların elektronik konfigürasyonuna sahip olmaya çalışırlar.
Nitrojen durumunda, elektronik bir konfigürasyona sahip olmak isteyen soy gaz, atom numarası Z = 10 (1S 2 2S 2 2P 6 ) olan neon ve atom numarası Z = 2 (1S 2 ) olan helyumdur ( Reusch, 2013).
Nitrojenin birleştirme için sahip olduğu farklı yollar ona değerini (veya oksidasyon durumunu) verecektir. Belirli bir nitrojen durumunda, periyodik tablonun ikinci periyodunda olduğu için, grubundaki diğer elementlerin yaptığı gibi değerlik katmanını genişletemez.
-3, +3 ve +5 değerlerine sahip olması bekleniyor. Bununla birlikte, nitrojen, amonyak ve aminlerde olduğu gibi -3 ile nitrik asitte olduğu gibi +5 arasında değişen değerlik durumlarına sahiptir. (Tyagi, 2009).
Değerlik bağ teorisi, belirli bir oksidasyon durumu için nitrojenin elektron konfigürasyonuna göre bileşiklerin oluşumunu açıklamaya yardımcı olur. Bunun için, değerlik kabuğundaki elektron sayısını ve bir soy gaz konfigürasyonu elde etmek için ne kadar kaldığını hesaba katmak gerekir.
Azot bileşikleri
Şekil 2: 0 değerli moleküler nitrojenin yapısı.
Çok sayıda oksidasyon durumu göz önüne alındığında, nitrojen çok sayıda bileşik oluşturabilir. İlk durumda, moleküler nitrojen durumunda, tanım gereği değerinin 0 olduğu unutulmamalıdır.
-3'ün yükseltgenme durumu, element için en yaygın olanlardan biridir. Bu oksidasyon durumu olan bileşiklerin örnekleri, amonyak (NH3), aminler (R3N), amonyum iyonu (NH olan 4 + ), iminler (C = N) ve nitriller (C = N).
Oksidasyon durumunda -2, nitrojen valans kabuğunda 7 elektronla kalır. Değerlik kabuğundaki bu tek sayıda elektron, bu oksidasyon durumuna sahip bileşiklerin neden iki nitrojen arasında bir köprü bağı olduğunu açıklar. Bu oksidasyon durumu olan bileşiklerin örnekleri (R hidrazinler olan 2 -NNR 2 ) ve hidrazonlar (C = NNR 2 ).
-1 oksidasyon durumunda, nitrojen, valans kabuğunda 6 elektron ile bırakılır. Bu değerliliği olan azot bileşiklerinin örnekleri, hidroksil amin (R 2 = NOH) ve azo bileşikleri (RN = NR).
Pozitif oksidasyon durumlarında, nitrojen genellikle oksitler, oksaltlar veya oksasitler oluşturmak için oksijen atomlarına bağlanır. +1 oksidasyon durumunda, nitrojenin valans kabuğunda 4 elektron vardır.
Bu değerliliği olan bileşiklerin örnekleri diazot oksit ya da gülme gazı (N, 2 O) ve nitrozo bileşikleri (R = HAYIR) (Reusch, Azot Yükseltgenme, 2015).
+2 oksidasyon durumu için bir örnek, metallerin seyreltik nitrik asit ile reaksiyona girmesiyle üretilen renksiz bir gaz olan nitrojen oksit veya nitrik oksittir (NO). Bu bileşik, havadaki O 2 ile reaksiyona girerek NO 2 gazı oluşturduğu için son derece kararsız bir serbest radikaldir .
Bazik çözelti içindeki nitrit (NO 2 - ) ve asit çözeltisindeki nitröz asit (HNO 2 ), oksidasyon durumu +3 olan bileşiklerin örnekleridir. Bunlar, normalde NO (g) üretmek için oksitleyici maddeler veya nitrat iyonu oluşturmak için indirgeme maddeleri olabilir.
Dinitrojen trioksit (N 2 O 3 ) ve nitro grubunun (R-NO 2 ) değerlik +3 ile azot bileşiklerinin diğer örnekleridir.
Nitrik dioksit (NO 2 ) veya nitrojen dioksit, +4 değerine sahip bir nitrojen bileşiğidir. Genellikle konsantre nitrik asidin birçok metalle reaksiyonu sonucu oluşan kahverengi bir gazdır. N 2 O 4 oluşturmak için dimerize olur .
+5 durumunda, asit çözeltilerinde oksitleyici maddeler olan nitratlar ve nitrik asit buluyoruz. Bu durumda, nitrojen değerlik kabuğunda 2S yörüngesinde bulunan 2 elektrona sahiptir. (Nitrojenin oksidasyon durumları, SF).
Nitrosilazid ve dinitrojen trioksit gibi, nitrojenin molekülde çeşitli oksidasyon durumlarına sahip olduğu bileşikler de vardır. (N-nitrosilazide halinde 4 O), azot -1, 0, +1 ve +2 bir değerliğe sahip; ve dinitrojen trioksit olması durumunda, +2 ve +4 değerine sahiptir.
Azot bileşiklerinin adlandırılması
Nitrojen bileşiklerinin kimyasının karmaşıklığı göz önünde bulundurulduğunda, geleneksel isimlendirme onları adlandırmak için yeterli değildi, onları doğru bir şekilde tanımlamak çok daha az. Bu nedenle, diğer nedenlerin yanı sıra, Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), bileşiklerin içerdikleri atom sayısına göre isimlendirildiği sistematik bir isimlendirme yarattı.
Nitrojen oksitlerin adlandırılması söz konusu olduğunda bu faydalıdır. Örneğin nitrik oksit, nitrojen monoksit ve azot oksit (NO) dinitrojen monoksit (N 2 O) olarak adlandırılır.
Ek olarak, 1919'da Alman kimyager Alfred Stock, kimyasal bileşikleri oksidasyon durumuna göre adlandırmak için parantez içinde Romen rakamlarıyla yazılmış bir yöntem geliştirdi. Bu nedenle, örneğin, nitrik oksit ve nitröz oksit, sırasıyla nitrojen oksit (II) ve nitrojen oksit (I) olarak adlandırılacaktır (IUPAC, 2005).
Referanslar
- (2005). ANORGANİK KİMYA NOMENKLATÜRÜ IUPAC Önerileri 2005. Iupac.org adresinden erişildi.
- Azotun oksidasyon durumları. (SF). Kpu.ca'dan kurtarıldı.
- Reusch, W. (2013, 5 Mayıs). Periyodik Tablodaki Elektron Konfigürasyonları. Chemistry.msu.edu'dan kurtarıldı.
- Reusch, W. (2015, 8 Ağustos). Azotun Oksidasyon Durumları. Chem.libretexts.org'dan kurtarıldı.
- Sanderson, RT (2016, 12 Aralık). Azot grubu elemanı. Britannica.com'dan kurtarıldı.
- Tyagi, VP (2009). Essential Chemistry Xii. Yeni Şarküteri: Ratna Sagar.
- Değerlik Elektronları. (SF). Chemistry.tutorvista.com'dan kurtarıldı.
- Wandell, A. (2016, 13 Aralık). Nitrojen Kimyası. Chem.libretexts.org'dan kurtarıldı.