Azot Değerleri: Elektronik Konfigürasyon ve Bileşikler

Azot değerleri, amonyak ve aminlerde olduğu gibi -3 ile nitrik asitte olduğu gibi +5 arasında değişir (Tyagi, 2009). Bu öğe diğerleri gibi değerleri genişletmez.

Azot atomu, atom numarası 7 olan kimyasal bir element ve periyodik tablonun 15 numaralı grubunun ilk elemanı (eskiden VA). Grup azot (N), fosfor (P), arsenik (As), antimon (Sb), bizmut (Bi) ve moscovium'dan (Mc) oluşmaktadır.

Elementler, kimyasal davranışta bazı genel benzerlikleri paylaşırlar, ancak birbirlerinden açıkça kimyasal olarak ayırt edilmişlerdir. Bu benzerlikler, atomlarının elektronik yapılarının ortak özelliklerini yansıtmaktadır (Sanderson, 2016).

Nitrojen hemen hemen tüm proteinlerde bulunur ve hem biyokimyasal uygulamalarda hem de endüstriyel uygulamalarda önemli bir rol oynar. Azot, başka bir azot atomu ve diğer elementlerle üçlü bir bağ oluşturma kabiliyeti nedeniyle güçlü bağlar oluşturur.

Bu nedenle azot bileşiklerinde büyük miktarda enerji vardır. 100 yıl önce azot hakkında çok az şey biliniyordu. Günümüzde azot, gıdaları korumak için ve bir gübre olarak yaygın olarak kullanılmaktadır (Wandell, 2016).

Elektronik konfigürasyon ve değerler

Bir atomda, elektronlar enerjilerini farklı seviyelerde doldururlar. İlk elektronlar düşük enerji seviyelerini doldurur ve sonra daha yüksek bir enerji seviyesine hareket eder.

Bir atomdaki en dış enerji seviyesi değerlik kabuğu olarak bilinir ve bu kabuk içine 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 de belirtildiği gibi, atom sayısı Z = 7'dir. Bu, elektronlarının enerji seviyelerinde doldukları veya elektronik konfigürasyonlarının 1S2 2S2 2P3 olduğunu gösterir.

Doğada, atomların her zaman elektronları kazanarak, kaybederek veya paylaşarak asil gazların elektronik konfigürasyonuna sahip olmaya çalıştıkları unutulmamalıdır.

Azot durumunda, elektronik konfigürasyona sahip olmak istediği soygaz, atom numarası Z = 10 (1S2 2S2 2P6) olan neon ve atom numarası Z = 2 (1S2) olan helyumdur (Reusch, 2013). .

Azotun birleştirmesi gereken farklı yollar ona değerlik (veya oksidasyon hali) verecektir. Spesifik azot durumunda, periyodik tablonun ikinci periyodunda olmak, değerleme katmanını grubunuzun diğer unsurları gibi genişletemez.

-3, +3 ve +5 değerlerinde olması beklenir. Bununla birlikte, azot, amonyak ve aminlerdeki gibi -3'ten, nitrik asitte olduğu gibi +5'e kadar değerlik derecelerine sahiptir. (Tyagi, 2009).

Değerlik bağı teorisi, belirli bir oksidasyon hali için azotun elektronik konfigürasyonuna göre bileşiklerin oluşumunu açıklamaya yardımcı olur. Bunun için değerlik katmanındaki elektronların sayısını ve soy gaz yapılandırması elde etmek için ne kadar gerekli olduğunu dikkate almalıyız.

Azot bileşikleri

Çok sayıda oksidasyon durumu göz önüne alındığında azot, çok sayıda bileşik oluşturabilir. İlk durumda, moleküler azot durumunda, tanımı gereği değerinin 0 olduğu hatırlanmalıdır.

-3 oksidasyon durumu element için en yaygın olanlardan biridir. Bu oksidasyon durumuna sahip bileşiklerin örnekleri, amonyak (NH3), aminler (R3N), amonyum iyonu (NH4 +), iminler (C = NR) ve nitrillerdir (C≡N).

Yükseltgenme durumu -2, azot değerlik kabuğunda 7 elektron ile bırakılır. Değerlik kabuğundaki bu tek elektron sayısı neden bu oksidasyon durumundaki bileşiklerin iki azot arasında bir köprüleme bağlantısına sahip olduğunu açıklar. Bu oksidasyon durumuna sahip bileşiklerin örnekleri hidrazinler (R2 -NNR2) ve hidrazonlardır (C = NNR2).

Yükseltgenme durumunda -1, değerlik kabuğunda 6 elektron ile azot kalır. Bu değere sahip azot bileşikleri örneği, hidroksil amin (R2 NOH) ve azo bileşikleridir (RN = NR).

Pozitif oksidasyon durumlarında, azot genellikle oksitler, oksizoller veya oksitler oluşturan oksijen atomlarına bağlanır. +1 oksidasyon durumu için, azotun değer kabuğunda 4 elektron bulunur.

Bu değere sahip bileşiklerin örnekleri, dinitrojen oksit veya gülen gaz (N20) ve azotlu bileşiklerdir (R = NO) (Reusch, Azotun Oksidasyon Durumları, 2015).

+2 oksidasyon durumu için, bir örnek, metallerin seyreltik nitrik asit ile reaksiyonu sonucu üretilen renksiz bir gaz olan azot oksit veya nitrik oksittir (NO). Bu bileşik, kararsız bir serbest radikaldir, çünkü NO2 gazı oluşturmak üzere havadaki ₀₂ ile reaksiyona girer.

Baz çözeltide nitrit (NO ₂ -) ve asit çözeltide nitröz asit (HN02), oksidasyon durumuyla +3 olan bileşiklerin örnekleridir. Bunlar normalde NO (g) üretmek için oksitleyici maddeler veya nitrat iyonunu oluşturmak için indirgeme maddeleri olabilir.

Dinitrojen trioksit (N203) ve nitro grubu (R-N02), değerlik +3 olan diğer azot bileşiklerinin örnekleridir.

Nitrik dioksit (N02) veya azot dioksit, +4 değerlikli azot bileşiğidir. Genellikle konsantre nitrik asidin birçok metalle reaksiyonu ile üretilen kahverengi bir gazdır. N204 oluşturmak için küçülür.

+5 durumunda asidik çözeltilerde oksitleyici ajanlar olan nitratlar ve nitrik asit bulunur. Bu durumda, azot, 2S orbitalinde bulunan değerlik kabuğunda 2 elektrona sahiptir. (Azotun oksidasyon durumları, SF).

Nitrojenin molekül içinde birkaç oksidasyon durumuna sahip olduğu nitrosilazid ve dinitrojen trioksit gibi bileşikler de vardır. Nitrosilazid (N4O) durumunda azot -1, 0, + 1 ve +2 değerlerine sahiptir; ve dinitrojen trioksit durumunda, +2 ve +4 değerlerine sahiptir.

Azot bileşiklerinin isimlendirilmesi

Azot bileşikleri kimyasının karmaşıklığı göz önüne alındığında, geleneksel isimlendirme, onları yeterince tanımlayabilmek için onları isimlendirmek için yeterli değildi. Bu nedenle, diğer nedenlerin yanı sıra, uluslararası saf ve uygulamalı kimya birliğinin (İngilizce'deki kısaltması için IUPAC), bileşiklerin içerdikleri atom miktarına göre isimlendirildiği sistematik bir isimlendirme oluşturması bu yüzdendir.

Nitrojen oksitleri adlandırmak söz konusu olduğunda bu faydalıdır. Örneğin nitrik oksit, nitrojen monoksit ve nitröz oksit (NO) dinitrojen monoksit (N20) olarak adlandırılır.

Ek olarak, 1919 yılında, Alman kimyager Alfred Stock, parantez içindeki Romen rakamlarıyla yazılmış olan oksidasyon durumuna göre kimyasal bileşiklerin isimlendirilmesi için bir yöntem geliştirdi. Böylece, örneğin nitrik oksit ve azot oksit sırasıyla sırasıyla azot oksit (II) ve azot oksit (I) olarak adlandırılır (IUPAC, 2005).