លោក Carl Scheele ជាគីមីវិទូជនជាតិស៊ុយអែត និងលោក Daniel Rutherford ជាអ្នកជំនាញខាងរុក្ខសាស្ត្រជនជាតិស្កុតឡេន បានរកឃើញអាសូតដាច់ដោយឡែកនៅឆ្នាំ 1772 ។ Reverend Cavendish និង Lavoisier ក៏ទទួលបានអាសូតដោយឯករាជ្យក្នុងពេលតែមួយផងដែរ។ អាសូតត្រូវបានទទួលស្គាល់ជាលើកដំបូងថាជាធាតុមួយដោយ Lavoisier ដែលបានដាក់ឈ្មោះវាថា "អាហ្សូ" មានន័យថា "គ្មានជីវិត" ។ Chaptal បានដាក់ឈ្មោះធាតុអាសូតនៅឆ្នាំ 1790 ។ ឈ្មោះនេះបានមកពីពាក្យក្រិក "nitre" (នីត្រាតដែលមានអាសូតនៅក្នុង nitrate)
ក្រុមហ៊ុនផលិតអាសូត - រោងចក្រផលិតអាសូតចិន និងអ្នកផ្គត់ផ្គង់ (xinfatools.com)
ប្រភពនៃអាសូត
អាសូតគឺជាធាតុទី 30 ដែលមានច្រើនបំផុតនៅលើផែនដី។ ដោយពិចារណាថាអាសូតមានចំនួន 4/5 នៃបរិមាណបរិយាកាស ឬច្រើនជាង 78% យើងមានបរិមាណអាសូតស្ទើរតែគ្មានដែនកំណត់ដែលមានសម្រាប់យើង។ អាសូតក៏មាននៅក្នុងទម្រង់នៃនីត្រាតនៅក្នុងសារធាតុរ៉ែជាច្រើនដូចជាអំបិលឈីលី (សូដ្យូមនីត្រាត) អំបិលឬនីត្រាត (ប៉ូតាស្យូមនីត្រាត) និងសារធាតុរ៉ែដែលមានអំបិលអាម៉ូញ៉ូម។ អាសូតមាននៅក្នុងម៉ូលេគុលសរីរាង្គស្មុគស្មាញជាច្រើន រួមទាំងប្រូតេអ៊ីន និងអាស៊ីតអាមីណូដែលមាននៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតទាំងអស់
លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត
អាសូត N2 គឺជាឧស្ម័នគ្មានពណ៌ គ្មានរសជាតិ និងគ្មានក្លិននៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ហើយជាធម្មតាមិនមានជាតិពុល។ ដង់ស៊ីតេឧស្ម័នក្រោមលក្ខខណ្ឌស្តង់ដារគឺ 1.25 ក្រាម / លីត្រ។ អាសូតមានចំនួន 78.12% នៃបរិយាកាសសរុប (ប្រភាគបរិមាណ) និងជាធាតុផ្សំសំខាន់នៃខ្យល់។ មានឧស្ម័នប្រហែល 400 ពាន់ពាន់លានតោននៅក្នុងបរិយាកាស។
នៅក្រោមសម្ពាធបរិយាកាសស្តង់ដារ នៅពេលដែលត្រជាក់ដល់ -195.8 ℃ វាក្លាយជារាវគ្មានពណ៌។ នៅពេលដែលត្រជាក់ដល់ -209.86 ℃ អាសូតរាវក្លាយជារឹងដូចព្រិល។
អាសូតគឺមិនងាយឆេះទេ ហើយត្រូវបានចាត់ទុកថាជាឧស្ម័ន asphyxiating (ពោលគឺការដកដង្ហើមដោយអាសូតសុទ្ធធ្វើឱ្យរាងកាយមនុស្សបាត់បង់អុកស៊ីសែន)។ អាសូតមានកម្រិតរលាយក្នុងទឹក។ នៅ 283K បរិមាណទឹកមួយអាចរំលាយបានប្រហែល 0.02 វ៉ុលនៃ N2 ។
លក្ខណៈសម្បត្តិគីមី
អាសូតមានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីមានស្ថេរភាពខ្លាំង។ វាពិបាកក្នុងការប្រតិកម្មជាមួយសារធាតុផ្សេងទៀតនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ ប៉ុន្តែវាអាចឆ្លងកាត់ការផ្លាស់ប្តូរគីមីជាមួយនឹងសារធាតុមួយចំនួននៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងថាមពលខ្ពស់ ហើយអាចប្រើដើម្បីផលិតសារធាតុថ្មីដែលមានប្រយោជន៍សម្រាប់មនុស្ស។
រូបមន្តគន្លងម៉ូលេគុលនៃម៉ូលេគុលអាសូតគឺ KK σs2 σs * 2 σp2 σp * 2 πp2 ។ អេឡិចត្រុងបីគូរួមចំណែកដល់ការផ្សារភ្ជាប់ ពោលគឺចំណង π ពីរ និងចំណងមួយ σ ត្រូវបានបង្កើតឡើង។ មិនមានការរួមចំណែកដល់ការផ្សារភ្ជាប់ទេ ហើយថាមពលនៃការភ្ជាប់ និងប្រឆាំងនឹងការផ្សារភ្ជាប់គឺត្រូវបានទូទាត់ប្រហែល ហើយពួកវាស្មើនឹងគូអេឡិចត្រុងឯកោ។ ដោយសារមានចំណងបីដង N≡N នៅក្នុងម៉ូលេគុល N2 ម៉ូលេគុល N2 មានស្ថេរភាពដ៏អស្ចារ្យ ហើយវាត្រូវការថាមពល 941.69 kJ/mol ដើម្បីបំបែកវាទៅជាអាតូម។ ម៉ូលេគុល N2 គឺជាម៉ូលេគុលឌីអាតូមដែលមានស្ថេរភាពបំផុត ហើយម៉ាស់ម៉ូលេគុលដែលទាក់ទងនៃអាសូតគឺ 28។ លើសពីនេះ អាសូតមិនងាយឆេះ និងមិនគាំទ្រការដុត។
វិធីសាស្រ្តសាកល្បង
ដាក់របារ Mg ដែលឆេះទៅក្នុងដបប្រមូលឧស្ម័នដែលពោរពេញទៅដោយអាសូត ហើយរបារ Mg នឹងបន្តឆេះ។ ស្រង់ផេះដែលនៅសេសសល់ (ម្សៅលឿងបន្តិច Mg3N2) បន្ថែមទឹកបន្តិច ហើយបង្កើតឧស្ម័ន (អាម៉ូញាក់) ដែលប្រែក្រដាសក្រហមសើមទៅជាពណ៌ខៀវ។ សមីការប្រតិកម្ម: 3Mg + N2 = បញ្ឆេះ = Mg3N2 (ម៉ាញ៉េស្យូមនីត្រាត); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
លក្ខណៈនៃចំណង និងរចនាសម្ព័ន្ធចំណងនៃអាសូត
ដោយសារសារធាតុតែមួយ N2 មានស្ថេរភាពខ្លាំងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា មនុស្សតែងតែយល់ច្រឡំថា អាសូតគឺជាធាតុអសកម្មគីមី។ ជាការពិត ផ្ទុយទៅវិញ អាសូតធាតុមានសកម្មភាពគីមីខ្ពស់។ electronegativity នៃ N (3.04) គឺទីពីរបន្ទាប់ពី F និង O ដែលបង្ហាញថាវាអាចបង្កើតចំណងរឹងមាំជាមួយធាតុផ្សេងទៀត។ លើសពីនេះទៀតស្ថេរភាពនៃសារធាតុតែមួយ N2 ម៉ូលេគុលគ្រាន់តែបង្ហាញពីសកម្មភាពនៃអាតូម N ។ បញ្ហាគឺថាមនុស្សមិនទាន់រកឃើញលក្ខខណ្ឌល្អបំផុតសម្រាប់ការធ្វើឱ្យសកម្មម៉ូលេគុល N2 នៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធក្នុងបន្ទប់។ ប៉ុន្តែនៅក្នុងធម្មជាតិ បាក់តេរីមួយចំនួននៅលើដុំរុក្ខជាតិអាចបំប្លែង N2 នៅក្នុងខ្យល់ទៅជាសមាសធាតុអាសូតក្រោមលក្ខខណ្ឌថាមពលទាបនៅសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធធម្មតា ហើយប្រើពួកវាជាជីសម្រាប់ការលូតលាស់ដំណាំ។
ដូច្នេះ ការសិក្សាអំពីការកំណត់អាសូតតែងតែជាប្រធានបទស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រដ៏សំខាន់។ ដូច្នេះ វាចាំបាច់សម្រាប់យើងដើម្បីស្វែងយល់ពីលក្ខណៈនៃការភ្ជាប់ និងរចនាសម្ព័ន្ធចំណងនៃអាសូតឱ្យបានលម្អិត។
ប្រភេទមូលបត្របំណុល
រចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់អេឡិចត្រុង valence នៃអាតូម N គឺ 2s2p3 ពោលគឺមានអេឡិចត្រុងតែមួយ 3 និងគូអេឡិចត្រុងតែមួយគូ។ ដោយផ្អែកលើនេះ នៅពេលបង្កើតសមាសធាតុ ចំណងបីប្រភេទខាងក្រោមអាចបង្កើតបាន៖
1. បង្កើតចំណងអ៊ីយ៉ុង 2. បង្កើតចំណង covalent 3. បង្កើតចំណងសំរបសំរួល
1. បង្កើតចំណងអ៊ីយ៉ុង
អាតូម N មាន electronegativity ខ្ពស់ (3.04) ។ នៅពេលដែលពួកវាបង្កើតជា nitrides binary ជាមួយលោហធាតុដែលមាន electronegativity ទាប ដូចជា Li (electronegativity 0.98), Ca (electronegativity 1.00) និង Mg (electronegativity 1.31) ពួកគេអាចទទួលបាន 3 អេឡិចត្រុង និងបង្កើតជា N3-ion។ N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg =ignite= Mg3N2 N3- អ៊ីយ៉ុងមានបន្ទុកអវិជ្ជមានខ្ពស់ជាង និងកាំធំជាង (១៧១យប់)។ ពួកគេនឹងត្រូវបាន hydrolyzed យ៉ាងខ្លាំងនៅពេលដែលពួកគេជួបប្រទះម៉ូលេគុលទឹក។ ដូច្នេះ សមាសធាតុអ៊ីយ៉ុងអាចមាននៅក្នុងសភាពស្ងួតប៉ុណ្ណោះ ហើយវានឹងមិនមានអ៊ីយ៉ុងដែលមានជាតិទឹកនៃ N3-។
2. ការបង្កើតចំណង covalent
នៅពេលដែលអាតូម N បង្កើតជាសមាសធាតុដែលមិនមែនជាលោហធាតុដែលមាន electronegativity ខ្ពស់ ចំណង covalent ខាងក្រោមត្រូវបានបង្កើតឡើង៖
⑴N អាតូមយកស្ថានភាពកូនកាត់ sp3 បង្កើតជាចំណង covalent បី រក្សាគូនៃគូអេឡិចត្រុងឯកកោ ហើយការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលគឺពីរ៉ាមីតត្រីកោណ ដូចជា NH3, NF3, NCl3 ជាដើម។ ប្រសិនបើចំណងតែមួយ covalent បួនត្រូវបានបង្កើតឡើង ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលគឺ tetrahedron ធម្មតា ដូចជា NH4+ ions ។
⑵N អាតូមយកស្ថានភាពកូនកាត់ sp2 បង្កើតជាចំណង covalent ពីរ និងចំណងមួយ ហើយរក្សាគូនៃអេឡិចត្រុងឯកោមួយគូ ហើយការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលគឺមុំដូចជា Cl—N=O ។ (អាតូម N បង្កើតជាចំណង σ និងចំណង π ជាមួយអាតូម Cl ហើយគូអេឡិចត្រុងឯកកោនៅលើអាតូម N ធ្វើឱ្យម៉ូលេគុលមានរាងត្រីកោណ។ NO3- អ៊ីយ៉ុង។ នៅក្នុងម៉ូលេគុលអាស៊ីតនីទ្រីក អាតូម N បង្កើតជាចំណងបី σ ជាមួយអាតូម O បីរៀងៗខ្លួន ហើយអេឡិចត្រុងមួយគូនៅលើគន្លង π របស់វា និង π អេឡិចត្រុងតែមួយនៃអាតូម O ពីរបង្កើតបានជាចំណងបីកណ្តាល π អេឡិចត្រុង delocalized π ។ នៅក្នុង នីត្រាត អ៊ីយ៉ុង ចំណង π ធំ អេឡិចត្រុង ចំនួនប្រាំមួយ កណ្តាល 4 កណ្តាល ត្រូវបានបង្កើតឡើង រវាងអាតូម O បី និង អាតូម N កណ្តាល។ រចនាសម្ព័ន្ធនេះធ្វើឱ្យចំនួនអុកស៊ីតកម្មជាក់ស្តែងនៃអាតូម N នៅក្នុងអាស៊ីតនីទ្រីក +5 ។ ដោយសារតែវត្តមាននៃចំណង π ធំ នីត្រាតមានស្ថេរភាពគ្រប់គ្រាន់នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតា។ ⑶N អាតូមទទួលយក sp hybridization ដើម្បីបង្កើតជាចំណងបីដង covalent និងរក្សាគូអេឡិចត្រុងតែមួយគូ។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធម៉ូលេគុលគឺលីនេអ៊ែរ ដូចជារចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូម N ក្នុងម៉ូលេគុល N2 និង CN-។
3. ការបង្កើតចំណងសំរបសំរួល
នៅពេលដែលអាតូមអាសូតបង្កើតជាសារធាតុសាមញ្ញ ឬសមាសធាតុ ពួកវាច្រើនតែរក្សាគូអេឡិចត្រុងតែមួយ ដូច្នេះសារធាតុ ឬសមាសធាតុសាមញ្ញបែបនេះអាចដើរតួជាអ្នកផ្តល់គូអេឡិចត្រុងដើម្បីសម្របសម្រួលទៅអ៊ីយ៉ុងដែក។ ឧទាហរណ៍ [Cu(NH3)4]2+ ឬ [Tu(NH2)5]7 ជាដើម។
ដ្យាក្រាមថាមពលឥតគិតថ្លៃរបស់រដ្ឋ Oxidation-Gibbs
វាក៏អាចត្រូវបានគេមើលឃើញពីដ្យាក្រាមថាមពលមិនគិតថ្លៃរបស់រដ្ឋអុកស៊ីតកម្ម Gibbs នៃអាសូត ដែលលើកលែងតែ NH4 ions ម៉ូលេគុល N2 ដែលមានលេខអុកស៊ីតកម្ម 0 គឺនៅចំណុចទាបបំផុតនៃខ្សែកោងក្នុងដ្យាក្រាម ដែលបង្ហាញថា N2 គឺតាមទ្រម៉ូម៉េតេ។ មានស្ថេរភាពទាក់ទងទៅនឹងសមាសធាតុអាសូតជាមួយនឹងលេខអុកស៊ីតកម្មផ្សេងទៀត។
តម្លៃនៃសមាសធាតុអាសូតផ្សេងៗដែលមានលេខកត់សុីរវាង 0 និង +5 គឺនៅខាងលើបន្ទាត់តភ្ជាប់ចំណុចទាំងពីរ HNO3 និង N2 (បន្ទាត់ចំនុចក្នុងដ្យាក្រាម) ដូច្នេះសមាសធាតុទាំងនេះមិនស្ថិតស្ថេរតាមទែម៉ូម៉ែត្រ ហើយងាយនឹងប្រតិកម្មមិនសមាមាត្រ។ តែមួយគត់នៅក្នុងដ្យាក្រាមដែលមានតម្លៃទាបជាងម៉ូលេគុល N2 គឺអ៊ីយ៉ុង NH4+ ។ [1] ពីដ្យាក្រាមថាមពលឥតគិតថ្លៃនៃរដ្ឋអុកស៊ីតកម្ម Gibbs នៃអាសូត និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល N2 វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថាធាតុ N2 គឺអសកម្ម។ មានតែនៅក្រោមសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ សម្ពាធខ្ពស់ និងវត្តមានរបស់កាតាលីករប៉ុណ្ណោះដែលអាចមានប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីដ្រូសែនដើម្បីបង្កើតជាអាម៉ូញាក់បាន៖ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការបញ្ចេញទឹកអាសូតអាចរួមផ្សំជាមួយអុកស៊ីហ្សែនដើម្បីបង្កើតជានីត្រាតអុកស៊ីតៈ N2+O2=discharge=2NO Nitric oxide រួមបញ្ចូលគ្នាយ៉ាងឆាប់រហ័សជាមួយនឹងអុកស៊ីសែនទៅ បង្កើតជាអាសូតឌីអុកស៊ីត 2NO+O2=2NO2 អាសូតឌីអុកស៊ីតរលាយក្នុងទឹកដើម្បីបង្កើតជាអាស៊ីតនីទ្រីក នីទ្រីកអុកស៊ីដ 3NO2+H2O=2HNO3+NO នៅក្នុងប្រទេសដែលមានថាមពលវារីអគ្គិសនីអភិវឌ្ឍន៍ ប្រតិកម្មនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីផលិតអាស៊ីតនីទ្រីក។ N2 ប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីដ្រូសែនដើម្បីបង្កើតអាម៉ូញាក់៖ N2+3H2=== (សញ្ញាបញ្ច្រាស) 2NH3 N2 ប្រតិកម្មជាមួយលោហៈដែលមានសក្តានុពលអ៊ីយ៉ូដទាប ហើយនីត្រាតមានថាមពលបន្ទះឈើខ្ពស់ដើម្បីបង្កើតជានីត្រាតអ៊ីយ៉ុង។ ឧទាហរណ៍៖ N2 អាចប្រតិកម្មដោយផ្ទាល់ជាមួយលោហធាតុលីចូមនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់៖ 6 Li + N2 === 2 Li3N N2 ប្រតិកម្មជាមួយលោហៈអាល់កាឡាំងផែនដី Mg, Ca, Sr, Ba នៅសីតុណ្ហភាព incandescent: 3 Ca + N2 === Ca3N2 N2 អាច ប្រតិកម្មជាមួយ boron និងអាលុយមីញ៉ូមនៅសីតុណ្ហភាព incandescent: 2 B + N2 === 2 BN (សមាសធាតុ macromolecule) N2 ជាទូទៅមានប្រតិកម្មជាមួយស៊ីលីកូន និងធាតុក្រុមផ្សេងទៀតនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាង 1473K ។
ម៉ូលេគុលអាសូតរួមចំណែកដល់ការភ្ជាប់អេឡិចត្រុងបីគូ ពោលគឺបង្កើតចំណង π ពីរ និងចំណងមួយσ។ វាមិនរួមចំណែកដល់ការផ្សារភ្ជាប់ទេ ហើយថាមពលនៃការភ្ជាប់ និងប្រឆាំងនឹងការផ្សារភ្ជាប់គឺត្រូវបានទូទាត់ប្រហែល ហើយពួកវាស្មើនឹងគូអេឡិចត្រុងឯកោ។ ដោយសារតែមានចំណងបីដង N≡N នៅក្នុងម៉ូលេគុល N2 ម៉ូលេគុល N2 មានស្ថេរភាពដ៏អស្ចារ្យ ហើយវាត្រូវការថាមពល 941.69kJ/mol ដើម្បីបំបែកវាទៅជាអាតូម។ ម៉ូលេគុល N2 គឺជាម៉ូលេគុលឌីអាតូមដែលមានស្ថេរភាពបំផុត ហើយម៉ាស់ម៉ូលេគុលដែលទាក់ទងនៃអាសូតគឺ 28។ លើសពីនេះ អាសូតមិនងាយឆេះ និងមិនគាំទ្រការដុត។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី២៣ ខែកក្កដា ឆ្នាំ២០២៤
