تاريخ الاكتشاف
Stickstoff / Nitrogenium (N), 7
| المظهر الخارجي لمادة النيتروجين |
نيتروجين سائل عديم اللون و الرائحة و الطعم في ظروف الضغط و درجة الحرارة القياسيين. |
| خواص الذرة |
| 7 Nitrogenium (N) | الاسم و العدد و الرقم : نيتروجين |
| gat (g/mol) 14.00674 | الكتلة الذرية (المولي الشامل) |
| [He] 2s2 2p3 | التوزيع الإلكتروني |
| 92 pm | نصف قطر ذري |
| الخواص الكيماوية |
| 75 pm | نصف قطر تساهمي |
| 13 (+5e) 171 (-3e) pm | نصف قطر أيون |
| 33.04 (مدرج بولينغ) | 33,04 الكهرسلبية |
| 5, 4, 3, 2, 1, 0, −1, −3 | أرقام الأكسدة |
| 1401,5 (14,53) kJ/mol (eV) | طاقة التأيون (إلكترون أول) |
| الخواص الحرارية الديناميكية للمادة البسيطة |
| 0,808 g/cm3 (−195,8 °C); CNTP; 0,001251 g/cm3 | الكثافة (في الظروف القياسية) |
| (N2) 0,720 J/(K mol) | نقطة الانصهار |
| 77,4 K | حرارة الغليان |
| 0,904 kJ/mol | حرارة التبخر |
| 29,125(gaz N2) J/(K mol) | السعة الحرارية |
| 17,3 cm3/mol | الحجم المولي |
| الشبكة البلورية للمادة البسيطة |
| بنية | الشبكة شبكة مكعبة |
| 5,661 Å | بارامترات الشبكة |
| خصائص أخرى |
| (300 K) 0,026 W/(m•К) | الناقلية الحرار |
أجري العالم هنري كافينديش في عام 1772 م التجربة العلمية التي قام خلالها بالتمرير المتكرر للهواء فوق فحم حار تلاحقه المعالة بالمادة القلوية التي نتجت عن ظهور المادة المتبقية التي أطلق عليها كافينديش الهواء الخانق (هواء phlogisticated air). من الواضح من وجهة نظر الكيمياء الحديثة أن هذه التجربة كانت عبارة عن التفاعل الكيماوي مع الفحم الحار نتج عن تحول أكسجين الهواء إلي ثاني أكسيد الكربون الممتص بالمادة القلوية لاحقا. أما الغاز المتبقي فكان عبارة عن النيتروجين. هكذا استطاع هنري كافينديش اكتشاف النيتروجين لكنه عجز عن فهم الحقيقة أن هذه المادة ليست إلا عنصر كيماوي جديد. أبلغ هنري كافينديش في نفس هذا العام نتائج تجربته إلي جوزيف بريستلي.
كان يجري بريستلي في ذات الفترة سلسلة من التجارب لربط أكسجين الهواء و إزالة ثاني أكسيد الكربون الناتج ما يعني استخلاص النيتروجين. لكنه كان من أنصار النظرية السائدة في ذلك الوقت و هي نظرية فلوجيستون جعلته يخطئ في فهم نتائج التجارب (كان يعتقد أن العملية الصحيحة هي العكس أي كان يفهم أنه بدلا من إزالة الأكسجين من المزيج الجوي فإن الهواء كان يتشبع بالفلوجيستون نتيجة عملية التسخين. أما الهواء المتبقي (النيتروجين) فأطلق عليه فلوجيستون مشبع. من البديهي أن بريستلي عجز أيضا عن الفهم الصحيح للحقيقة بغض النظر عن نجاحه في استخراج النيتروجين فلا يمكن اعتباره أول من اكتشف النيتروجين.
نفذت تجارب متشابهة في نفس تلك الفترة من قبل العالم كارل ويلهلم شيل.
في عام 1772 م وصف العالم دانييل رذرفورد النيتروجين كمادة الأصل و التي أسماها الهواء الضار في أطروحة ماجستير مع ذكر الخواص الرئيسية للنيتروجين (عدم التفاعل مع المواد القلوية و يمنع الاحتراق و غير صالح للتنفس). و لهذا السبب بالذات يعتبر العالم دانييل رذرفورد المكتشف الأول للنيتروجين. و مع ذلك فإن حتى دانييل رذرفورد كان من أنصار نظرية فلوجيستون و لم يفهم أهمية ما اكتشفه. فمن هنا لا يمكن معرفة اسم المكتشف الأساسية للنيتروجين حتى الآن.
قام العالم هنري كافينديش في الفترة اللاحقة بالدراسة التفصيلية للنيتروجين. (تجدر الإشارة إلي أنه استطاع ربط النيتروجين مع الأكسجين بواسطة نبضات التيار الكهربائي ما أسفر عن استخراج كمية بسيطة من غاز جديد خامل إطلاقا بعد امتصاص أكاسيد النيتروجين و لكن حتى في هذه الحالة لم يفهم هنري كافينديش أنه استخرج عنصر كيماوي جديد و هو غاز الأرغون).
الاستخدام الرئيسي
صناعة الكيمياء و البتر وكيمياء
يستخدم النيتروجين في صناعة الكيمياء و البتر وكيمياء لخلق وسط خامل لمنع تفاعل المواد الكيماوية مع الأكسجين و لتأمين سلامة العمليات التكنولوجية. كما يستخدم النيتروجين عند نقل المنتجات الكيماوية و عند إنتاج غاز الأمونيا (النشادر). يحتمل استخدام النيتروجين لتهوية الخزانات و الأنابيب و التجفيف وإعادة توليد المواد الحافزة.
صناعة النفط و الغاز
يستخدم النيتروجين في صناعة النفط و الغاز للحفاظ علي الضغط داخل طبقة النفط و لزيادة استخراج المنتج النهائي. يستخدم هذا الغاز الخامل علي نطاق واسع لخلق وسط خامل لتأمين السلامة من الحرائق و الانفجارات في الخزانات التقنية و أثناء أعمال الشحن و التفريغ.
يستخدم النيتروجين للحفاظ علي الضغط المعين داخل خزانات النفط و الغاز و تصفية الخزانات و الأوعية التقنية في ناقلات و مستودعات الغاز الطبيعي السائل (СПГ) و المضغوط (СЖГ) و لتهوية الأنابيب.
صناعة التعدين
يستخدم النيتروجين في صناعة التعدين لحماية المعادن الحديدية و غير الحديدية عند إجراء عملية التلدين العادي و التلدين مع إزالة توتر المعادن و كذلك عند السقي المحايد و المعالجة بمحلول السيانيد و اللحام الصلب و صهر مساحيق المعادن و عملية الكربنة و هي أقدم طرق إشباع سطح الصلب بالكربون و عند تبريد المصفوفة المركبة (حوض الإخماد).
صناعة الأدوية
يستخدم النيتروجين في صناعة الأدوية لحماية الخزانات المستعملة لنقل و تخزين البضائع و مواد الخام و لنقل المنتجات بواسطة النيتروجين و لتعبئة الأدوية.
صناعة الإلكترونيات
تتمثل الاستخدامات الرئيسية للنيتروجين في صناعة الإلكترونيات في خلق وسط خامل لمنع عملية التأكسد عند تصنيع أشباه الموصلات و الدوائر الكهربائية كما يستخدم النيتروجين في أعمال التنفيخ و التصفية.
صناعة الزجاج
يستخدم النيتروجين في صناعة الزجاج لتبريد الإلكترود الخاص بالفرن القوسي بالإضافة إلي تأمين الوقاية من التأكسد أثناء الإنتاج و لتخفيض درجة الحرارة للجو.
معالجة الفضلات
يستخدم النيتروجين في مجال معالجة الفضلات أساسا لنقل الفضلات و تغطية المساحة بالنيتروجين.
|
