空に現れる青、緑、オレンジ、赤、紫の色を生み出す化学元素があることをご存知ですか?はい、それは窒素であり、その質量は他の元素と合わせた原子の 3% に相当します。このガスについて、その見た目、用途、発見者について学びましょう。
窒素とは何ですか?
通常の状態ではガス状の化学元素であり、色、匂い、味、反応性がありません。それは非金属のグループに位置します。これは、高い電気陰性電荷と核内に 7 つの陽子を持つ酸素希釈剤です。その最もよく知られた化合物は、二酸化窒素、一酸化窒素、笑気ガスです。
窒素のシンボル
N以前は、 Az はÁzoeとして知られていたため、記号として使用されていました。ただし、名前を変更すると、文字 N で表されます。この用語は、ラテン語のnitrum 、ニトロまたはナトリウム化合物、およびGene (生成する) から来ています。簡単に言うと硝石が生成されるということです。
窒素の特性
元素の化学表の第 15 族および第 2 周期に位置し、文字 N で識別されます。ガスとして、よく知られている窒素循環のおかげで大気中に無尽蔵に存在します。さらに、一般的で安定した酸化状態を示します。これに起因すると考えられるその他の特徴は次のとおりです。
- 同素体: 分子とポリマーの 2 つが存在します。
- 可鍛性: 可鍛性と延性の欠如。
- 磁性: 他のいわゆる非金属とは異なり、熱と電気の伝導体ではありません。
- 硬度: 鉱物硬度データなしで表示されます。
- カラー: 色を表示しません。
- 状態: 通常の気体ですが、固体または液体窒素に変化することがあります。
- 味と匂い：無味無臭。
- 溶解度: 水と接触。
窒素の化学的および物理的性質
- 原子番号：7
- グループ: 15
- 期間：2
- ブロック:p
- 原子量：14,007
- 密度: 1.2506 kg/m3
- 状態: ガス
- 酸化物: 存在しない
- 融点：-210℃
- 沸点：-196℃
- 比熱: 1040 J/(K-kg)
- 電気陰性度: 3.04
- 平均半径: 65h
- 共有結合半径: 75h
- 原子半径: 56h
- 殻あたりの電子数: 2.5
- 酸化状態: +3、5、4、2、1
- 電子配置: [He]2s 2 2p 3
窒素の起源
1772年にスコットランド人のダニエル・ラザフォードによって正式に発見されました。この化学物質には、生命を維持する能力や燃焼する能力がないという事実など、その特性のいくつかが示されています。その後、フランス人のアントワーヌ・ラヴォアジエはそれをメフィティックな空気と呼び、後には生命のないという意味のアゾエと呼びました。その後、ジャン・シャプタル博士は硝石またはニトロに窒素が存在することから窒素という名前を提案しました。
窒素は何に使われますか?
最も実用的な用途の 1 つは、酸化を防ぐため、包装された食品を保存することです。同様に、化学爆発物の爆発を中断したり、電球を消費したり、ステンレス鋼を製造したり、集積回路やトランジスタなどの電子部品を製造したりするために使用されます。
さらに、火災への曝露を防ぐため、航空機の燃料にも使用されています。さらに、肥料の製造時にも使用され、液体状態では血小板や血液の保存にも役立ちます。さらに、麻酔薬を含むほとんどの薬物に含まれています。
自然の中で活動する
窒素循環の欠如は地球上の生命に悪影響を与える可能性があるため、窒素の環境への貢献は基本的なものです。真実は、この要素によりバクテリアが土壌を肥沃にすることができるということです。その後、植物に蓄えられ、野生動物の餌となります。
この鉱物はどこで見つかりますか?
空気の 80% は二窒素 (N2) で構成されているため、この元素は地球の大気中に豊富に存在します。さらに、植物、食品、有毒物質、肥料、さらには化学爆発物にも存在します。
窒素の構造
一般に、CNO サイクルで生成される N14 と N15 という 2 種類の安定同位体で構成されます。また、さまざまな核反応の生成物である N12、N13、N16、N17 など、放射性起源を持つものも見つかります。
窒素の入手
これは通常、空気が熱い鉄または銅を通過するときに大気中で取得され、それによって空気から酸素が分離され、非反応性ガスと混合された N が残ります。さらに、空気を分別蒸留して液体状態にすることによって単離することも可能です。このようにして液体酸素から分離することが可能です。
人体への影響
水中に存在する亜硝酸塩と硝酸塩のおかげで、血液中の酸素の流れを減らすなど、健康に有害な影響を引き起こす可能性があります。同様に、甲状腺の適切な機能を低下させ、ビタミン A の貯蔵を妨げ、ガンの原因となるニトロソアミンを生成します。
つまり、窒素という言葉は、無色、無臭、無味の気体状の化学元素を指します。その特性のうち、応答性、延性、展性に欠けています。ジェット燃料や食品の酸化を防ぐ力など、さまざまな用途に使用されています。