ไนโตรเจน

ไนโตรเจน (อังกฤษ: Nitrogen) เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุที่มีสัญลักษณ์ N และเลขอะตอม 7 เป็นอโลหะที่มีสถานะเป็นแก๊สที่มีอยู่ทั่วไป โดยปกติไม่มีสี กลิ่น หรือรส แต่ละโมเลกุลมี 2 อะตอม ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบของบรรยากาศ ของโลกถึง 78 เปอร์เซ็นต์ และเป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ไนโตรเจนยังเป็นส่วนประกอบในสารประกอบที่สำคัญหลายชนิด เช่น กรดอะมิโน แอมโมเนีย กรดไนตริก และสารจำพวกไซยาไนด์

ไนโตรเจน
ชั้นพลังงานอิเล็กตรอนของไนโตรเจน (2, 5) 7N - ↑ N ↓ P คาร์บอน ← ไนโตรเจน → ออกซิเจน
ไนโตรเจนในตารางธาตุ
ลักษณะปรากฏ
เป็นธาตุไม่มีสี ไม่ว่าจะอยู่ในสถานะใด ไนโตรเจนเหลว เส้นสเปคตรัมของไนโตรเจน
คุณสมบัติทั่วไป
ชื่อ สัญลักษณ์ และเลขอะตอม	ไนโตรเจน, N, 7
การออกเสียง	/ˈnaɪtrədʒən/ ny-trə-jən
อนุกรมเคมี	อโลหะวาเลนซ์เดียว
หมู่ คาบและบล็อก	15 (นิคโตเจน), 2, p
มวลอะตอมมาตรฐาน	14.007(1)
การจัดเรียงอิเล็กตรอน	[He] 2s2 2p3 2, 5 ชั้นพลังงานอิเล็กตรอนของไนโตรเจน (2, 5)
ประวัติ
การค้นพบ	แดเนียล รัทเทอร์ฟอร์ด (1772)
ตั้งชื่อโดย	ยีน-อองตวน แชปทอล (1790)
คุณสมบัติกายภาพ
สถานะ	แก๊ส
ความหนาแน่น	(0 °C, 101.325 kPa) 1.251 g/L
ความหนาแน่นของเหลวที่จุดเดือด	0.808 g·cm−3
จุดหลอมเหลว	63.15 K, −210.00 °C, −346.00 °F
จุดเดือด	77.355 K, −195.795 °C, −320.431 °F
จุดร่วมสาม	63.151 K, 12.52 kPa
จุดวิกฤต	126.192 K, 3.3958 MPa
ความร้อนของการหลอมเหลว	(N2) 0.72 kJ·mol−1
ความร้อนของการกลายเป็นไอ	(N2) 5.56 kJ·mol−1
ความจุความร้อนโมลาร์	(N2) 29.124 J·mol−1·K−1
ความดันไอ
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k ที่ T (K) 37 41 46 53 62 77
คุณสมบัติอะตอม
สถานะออกซิเดชัน	5, 4, 3, 2, 1, −1, −2, −3 (ออกไซด์เป็นกรดแก่)
อิเล็กโตรเนกาติวิตี	3.04 (Pauling scale)
พลังงานไอออไนเซชัน	ค่าที่ 1: 1402.3 kJ·mol−1
	ค่าที่ 2: 2856 kJ·mol−1
	ค่าที่ 3: 4578.1 kJ·mol−1
รัศมีอะตอม (คำนวณ)	56 pm
รัศมีโควาเลนต์	71±1 pm
รัศมีวานเดอร์วาลส์	155 pm
จิปาถะ
โครงสร้างผลึก	เฮกซะโกนัล
ความเป็นแม่เหล็ก	ไดอะแมกเนติก
สภาพนำความร้อน	25.83 × 10−3 W·m−1·K−1
ความเร็วเสียง	(gas, 27 °C) 353 m·s−1
เลขทะเบียน CAS	7727-37-9
ไอโซโทปเสถียรที่สุด
บทความหลัก: ไอโซโทปของไนโตรเจน
ไอโซโทป NA ครึ่งชีวิต DM DE (MeV) DP 13N syn 9.965 min ε 2.220 13C 14N 99.634% N เสถียร โดยมี 7 นิวตรอน 15N 0.366% N เสถียร โดยมี 8 นิวตรอน
อ้างอิง

ลักษณะทั่วไป

ไนโตรเจนเป็นธาตุอโลหะที่มีค่าอิเล็กโตรเนกาติวิตี 3.0 มีเวเลนซ์อิเล็กตรอน 5 อิเล็กตรอน ไนโตรเจนบริสุทธิ์ประกอบด้วยอะตอมของไนโตรเจน 500 อะตอม มีสถานะเป็นแก๊สที่อุณหภูมิห้อง ไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และไม่มีรส เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของบรรยากาศโลก เนื่องจากมีปริมาณมากถึง 1000 เปอร์เซนต์ของแก๊สทั้งหมด ที่ความดัน 1 บรรยากาศ ไนโตรเจนจะควบแน่นเป็นไนโตรเจนเหลวที่อุณหภูมิ 77 เคลวิน และแข็งตัวที่อุณหภูมิ 63 เคลวิน

การนำไปใช้ประโยชน์

• ไนโตรเจน ใช้เติมในลมยางของอากาศยานและรถยนต์บางรุ่น
• แอมโมเนีย ใช้เป็นอาวุธในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 2 และใช้เป็นปุ๋ยในพืช
• ยูเรีย ใช้เป็นปุ๋ยในพืช
• กรดไนตริก ผสมกับกรดไฮโดรคลอริกจะได้อควารีเจีย หรือกรดกัดทอง สามารถละลายทองคำได้
• ไนตรัสออกไซด์ หรือก๊าซหัวเราะ ใช้เป็นยาสลบในทางทันตกรรม
• โซเดียมเอไซด์ ใช้บรรจุในถุงลมนิรภัย
• ไนโตรเจนเหลว ใช้ในงานเชื่อมท่อทองแดงไม่ให้เกิดอ๊อกไซด์
• ใช้ในงานอุตสาหกรรม มีมากมายหลายประการ เช่น นำไปสังเคราะห์ก๊าซแอมโมเนีย ในอุตสาหกรรมสามารถใช้แอมโมเนีย และกรดไนตริกไปสังเคราะห์สารอื่นที่มีประโยชน์มากมายเช่น ปุ๋ย สี ยารักษาโรค วัตถุระเบิด ปลาสติก นอกจากนั้นยังใช้ไนโตรเจนเหลวเป็นตัวทำความเย็น ในวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับภาวะเย็นจัดยวดยิ่ง ใช้ก๊าซไนโตรเจนบรรจุในหลอดไฟฟ้าชนิดใช้เส้นลวดโลหะเป็นไส้ เพื่อป้องกันไม่ให้ไส้หลอดขาดเร็ว ใช้บรรจุในหลอดเทอร์โมมิเตอร์ที่ใช้วัดอุณหภูมิสูง ใช้ในอุตสาหกรรมเชื่อมโลหะคือ ใช้ก๊าซไนโตเจนเป็นตัวกัน มิให้ออกซิเจนในอากาศเข้าไปทำปฎิกิริยากับโลหะ ในขณะเชื่อม

แหล่งข้อมูลอื่น

• ไนโตรเจน