なぜ窒素は二原子なのでしょうか? (+ 知っておくべき 3 つの驚くべき事実)

窒素は二原子分子であり、化学的に結合した 2 つの窒素原子で構成されています。化学式は_N2です。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

説明: なぜ窒素は二原子分子なのでしょうか?

窒素 (N2) は、2 つの窒素原子間に非常に強い三重結合を持っているため、二原子分子です。この結合は 2 つの原子間の 6 つの電子の共有によって形成され、分子に非常に高い結合エネルギーと安定性を与えます。

窒素 (原子番号 7) の電子配置は 1s ² 2s ² 2p ³で、最外殻に 5 つの価電子があります。安定した配置を得るには、窒素は 3 つの電子を獲得するか、5 つの電子を失う必要がありますが、これはエネルギー的に好ましくありません。

しかし、別の窒素原子と電子を共有することにより、2 つの原子は 8 つの価電子を持つ安定した配置に達することができます (オクテット則)。この共有により、2 つの窒素原子間に三重結合が形成されます。これは、二原子分子の中で最も強力な結合です。

窒素原子間の三重結合は非常に安定しており、それを切断するには大量のエネルギーが必要です。この安定性により、窒素ガスが非常に反応性が低く、産業用途で不活性ガスとしてよく使用される理由が説明されます。

はい、N と書かれた単原子窒素は存在しますが、それはまれであり、非常に反応性が高いです。これは、落雷、核爆発、高温プラズマなど、窒素ガス (N2) が非常に高温にさらされたときに形成されます。

しかし、室温および常圧では、窒素の大部分は N2 分子として存在し、単原子窒素よりもはるかに安定です。

これは、N2 の窒素原子間の三重結合が非常に高い結合エネルギーを提供し、切断するには大量のエネルギーが必要となるためです。

単原子窒素は価電子を 5 つしか持たず、より安定した配置を達成するために電子を獲得または喪失しようとするため、非常に反応性が高くなります。