Wie viele Valenzelektronen hat Stickstoff?

Stickstoff (N) ist das 7. Element im Periodensystem. Es ist auch das erste Element in Gruppe-15. Das Standardatomgewicht von Stickstoff ist 14,006 und das Symbol dafür ist “N”. Durch Valenzelektronen ist Stickstoff an der Bildung von Bindungen beteiligt. Es ist ein gemeinsames Element innerhalb des Universums. Seine siebte Häufigkeit wurde sowohl in der Milchstraße als auch im Sonnensystem gefunden.

Zwei Atome eines Elements verbinden sich zu N2, das bei Standardtemperaturen und -druck ein farbloses, geruchloses zweiatomiges Gas ist. N ₂ macht 78 % der Erdatmosphäre aus. Damit ist es das häufigste unkombinierte Element. Alle Organismen enthalten Stickstoff, hauptsächlich in Aminosäuren und Proteinen. ist nach Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff das vierthäufigste Element in unserem Körper.

Geschichte

1772 entdeckte der schottische Arzt Daniel Rutherford Stickstoff. Es ist das fünfthäufigste Element im Universum. Es macht 78 % der Erdatmosphäre aus. Dieses atmosphärische Volumen enthält ungefähr 4.000 Billionen Tonnen. Die fraktionierte Destillation ist ein Verfahren, bei dem Stickstoff aus verflüssigtem Sauerstoff hergestellt wird.

Die Ammoniakproduktion (NH ₃ ) ist die größte Verwendung von Stickstoff. Der Haber-Prozess ist eine Kombination aus großen Mengen Stickstoff und Wasserstoff zur Herstellung von Ammoniak. Dies ist ein Verfahren, bei dem Ammoniak unter Verwendung großer Mengen Stickstoff hergestellt wird.

Verwendet

Die chemische Industrie ist auf Stickstoff angewiesen. Es wird bei der Herstellung von Düngemitteln, Salpetersäure, Nylon, Farbstoffen und Sprengstoffen verwendet. Diese Produkte können nur hergestellt werden, wenn zunächst Stickstoff mit Wasserstoff zu Ammoniak umgesetzt wird. Dazu wird das Haber-Verfahren verwendet. So können jährlich 150 Millionen Tonnen Ammoniak produziert werden.

Kältemittel werden oft aus flüssigem Stickstoff hergestellt. Es kann zur Aufbewahrung von Spermien, Eizellen und anderen Zellen in der medizinischen Forschung und Reproduktionstechnik verwendet werden. Es kann auch zum schnellen Einfrieren von Lebensmitteln verwendet werden, um ihre Feuchtigkeit, ihren Geschmack und ihre Textur zu bewahren.

Außerdem kann Stickstoffgas verwendet werden, um eine unreaktive Umgebung zu schaffen. So wird Stickstoffgas zur Konservierung von Lebensmitteln und in der Elektronikindustrie zur Herstellung von Transistoren, Dioden und anderen elektronischen Geräten verwendet. Zum Glühen von Edelstahl und anderen Stahlprodukten werden große Mengen an Stickstoff benötigt. Glühen macht Stahl durch Wärmebehandlung besser bearbeitbar.

Position von Stickstoff im Periodensystem

Gesundheitliche Auswirkungen von Stickstoff

Zahlreiche gesundheitliche Auswirkungen wurden mit Nitraten und Nitriten in Verbindung gebracht. Dies sind die häufigsten Nebenwirkungen.

• Herstellung von Nitroaminen (bekannt als eine der häufigsten Krebsursachen (Nitrate oder Nitrite).
• Reaktionen auf Hämoglobin, wodurch die Sauerstofftragfähigkeit des Blutes sinkt (Nitrit).
• Vitamin-A-Mangel (Nitrat).
• Nitratmangel (verminderte Schilddrüsenfunktion)

Stickstoff reicht jedoch nicht aus, um Stickstoffmonoxid (NO) herzustellen, eine wichtigere Stoffwechselkomponente. Salvador Moncada, ein Forscher aus dem Jahr 1987, entdeckte, dass dies ein lebenswichtiger Botenstoff ist, der die Muskeln entspannt. Heute wissen wir, dass NO am kardiovaskulären und peripheren Nervensystem, dem zentralen Nervensystem und dem Immunsystem beteiligt ist. Das Gehirn beherbergt die Stickstoffdioxidsynthese, das Enzym, das Stickstoffsauerstoff herstellt.

Natürliche Fülle

Luft besteht zu 78 % volumenmäßig aus Stickstoff. Es wird durch Destillation von flüssigem Sauerstoff hergestellt. Jährlich werden rund 45 Millionen Tonnen davon gefördert. Es findet sich in allen Lebewesen und damit auch in Kohle und anderen fossilen Brennstoffen.

Isotope von Stickstoff

Es gibt zwei stabile Formen von Stickstoff: ¹⁴ N und ¹⁵ N. Die Häufigkeit ist mit 99,63 Prozent am höchsten, während die Häufigkeit mit 0,37 Prozent am niedrigsten ist. Sie können durch chemischen Austausch oder thermische Diffusion getrennt werden. Die Massen künstlicher radioaktiver Isotope liegen zwischen 10-13 und 16-24. Das stabilste ist nur für etwa 10 Minuten halb gelebt. Ernest Rutherford aus Großbritannien berichtete 1919 über die erste künstlich induzierte Kerntransmutation. Er bombardierte Stickstoff-14 mit Beta-Partikeln, um Sauerstoff-17-Kerne zu erzeugen.

Biologische Funktion

Lebende Organismen können Stickstoff auf natürliche Weise durch den “Stickstoffkreislauf” zirkulieren. Es wird von grünen Pflanzen und Algen in Form von Nitraten aufgenommen und zur Herstellung der Basen verwendet, die für die Bildung von DNA, RNA und allen anderen Aminosäuren erforderlich sind. Die Bausteine ​​von Proteinen sind Aminosäuren. Tiere beziehen ihren Stickstoff aus dem Verzehr anderer Lebewesen. Sie zerlegen Proteine ​​und DNA in ihre Bestandteile und reformieren sie dann für ihre eigenen Zwecke.

Chemische Düngemittel aus Ammoniak können die Ernteerträge steigern.  Die Mikroben des Bodens wandeln Stickstoffverbindungen in Nitrate um, die dann von den Pflanzen wiederverwendet werden. Auch nitratfixierende Bakterien, die Stickstoff aus der Atmosphäre „fixieren“, ergänzen den Nitratvorrat. Der Dünger kann in die Gewässer gelangen und bei unsachgemäßer Anwendung Algenwachstum verursachen. Dies kann Licht blockieren und die Photosynthese verhindern. Bald ist der gelöste Sauerstoff erschöpft und der See oder Fluss stirbt.

Was sind die Valenzelektronen für Stickstoff (N)?

Die Valenzelektronen sind die Gesamtzahl der Elektronen, die in der endgültigen Schale gefunden werden, nachdem die Elektronenkonfiguration abgeschlossen ist. Die Gesamtzahl der Elektronen in einer bestimmten Umlaufbahn wird als Valenzelektron bezeichnet. Die Eigenschaften eines Elements werden durch die Valenzelektronen bestimmt. Sie beteiligen sich auch an der Bildung von Bindungen. Die Elektronenkonfiguration für Stickstoff zeigt, dass die letzte Schale fünf Elektronen hat. Diese Seite hat einen Artikel, der die Elektronenkonfiguration für Stickstoff erklärt. Sie können es bei Bedarf lesen.

Wie viele Elektronen, Protonen und Neutronen enthält das Stickstoffatom (N)?

Der Kern befindet sich in der Mitte eines Atoms. Der Atomkern beherbergt Protonen und Neutronen. Die Ordnungszahl von Stickstoff 7 Die Anzahl der Protonen wird als Ordnungszahl bezeichnet. Die Anzahl der in Stickstoff gefundenen Protonen beträgt sieben. Der Kern enthält eine Elektronenhülle, die sieben Protonen entspricht. Das bedeutet, dass Stickstoffatome insgesamt sieben Elektronen enthalten.

Die Differenz zwischen der Zahl der Atommassen und der Zahl der Atome bestimmt die Zahl der Neutronen in einem Element. Das bedeutet, dass Neutronenzahl (n) = Atommasse (A) + Ordnungszahl (Z).

Wir wissen, dass das Atomgewicht von Stickstoff 14 ist und dass seine Ordnungszahl 7 ist. Neutron (n) = 14 – 7 = 7. Die Anzahl der in Stickstoff (N) gefundenen Neutronen ist daher 7.

Valenz ist die Fähigkeit eines Atoms eines chemischen Elements, eine bestimmte Anzahl chemischer Bindungen mit anderen Atomen einzugehen. Es nimmt Werte von 1 bis 8 an und kann nicht gleich 0 sein. Es wird durch die Anzahl der Elektronen bestimmt, die ein Atom verbraucht, um chemische Bindungen mit einem anderen Atom zu bilden. Die Valenz ist ein reeller Wert. Numerische Wertigkeiten werden mit römischen Ziffern angegeben (I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII).

Wie findet man die Anzahl der Valenzneutronen in einem Stickstoffatom (N)?

Dies sind die Schritte zur Bestimmung des Valenzelektrons. Eine davon ist die Elektronenkonfiguration. Ohne eine Elektronenkonfiguration ist es unmöglich, die Wertigkeit eines Elements zu bestimmen. Es ist einfach, die Wertigkeit eines beliebigen Elements zu bestimmen, indem man die Elektronenkonfiguration kennt. Dieser Artikel enthält Details zur Elektronenkonfiguration. Sie finden es hier. Dieser Artikel konzentriert sich auf die Elektronenkonfiguration.

Es ist jedoch möglich, Valenzelektronen zu identifizieren, indem man Elektronen gemäß dem Bohr-Prinzip platziert. Wir werden jetzt lernen, wie man das Valenzelektron für Stickstoff identifiziert.

Berechnung der Anzahl der im Stickstoff vorhandenen Elektronen (N)

Zuerst müssen wir wissen, wie viele Elektronen in jedem Stickstoffatom sind. Sie müssen wissen, wie viele Protonen in Stickstoff sind, um die Anzahl der Elektronen zu bestimmen. Um die Anzahl der Protonen in Stickstoff zu kennen, müssen Sie seine Ordnungszahl kennen. Zur Bestimmung der Ordnungszahl wird ein Periodensystem benötigt. Das Periodensystem enthält die Informationen, die zur Bestimmung der Ordnungszahl für Stickstoffelemente erforderlich sind.

Die Anzahl der Protonen nennt man Ordnungszahl. Der Kern enthält auch Elektronen, die Protonen gleich sind. Das bedeutet, dass Elektronen gleich den Ordnungszahlen im Stickstoffatom sind. Die Ordnungszahl für Stickstoff ist 7. Ein Stickstoffatom enthält sieben Elektronen.

Die Begriffe „ Oxidationsgrad “ und „ Wertigkeit “ sind zwar nicht identisch, aber zahlenmäßig nahezu identisch. Die bedingte Ladung eines Atoms wird als Oxidationszustand bezeichnet. Es kann entweder positiv oder negativ sein. Valenz bezieht sich auf die Fähigkeit eines Atoms, Bindungen einzugehen. Es kann keinen negativen Wert haben.

Sie müssen die Elektronenkonfiguration von Stickstoff (N) durchführen.

Wichtiger Schritt 2 Dieser Schritt beinhaltet die Anordnung der Elektronen im Stickstoff. Die Gesamtzahl der Elektronen in Stickstoffatomen beträgt sieben. Die Elektronenkonfiguration für Stickstoff zeigt, dass es zwei Elektronen in der K-Schale und fünf L-Schalen gibt.

Das bedeutet, dass die erste Schale des Stickstoffs zwei Elektronen und die zweite Schale fünf Elektronen enthält. Durch die Unterbahn ist die Elektronenkonfiguration von Stickstoff 1s ²  2s ²  2p ³ .

Berechnen Sie die Gesamtelektronen und bestimmen Sie die Valenzschale

Der dritte Schritt besteht darin, die Wertigkeit zu bestimmen. Die Valenzschale ist die letzte Schale nach der Elektronenkonfiguration. Ein Valenzelektron ist die Gesamtzahl der Elektronen, die sich in einer Valenzschale befinden. Die Elektronenkonfiguration für Stickstoff zeigt, dass die letzte Stickstoffschale fünf Elektronen hat (2s ² 2p ³ ) . Die Valenzelektronen für Stickstoff sind daher fünf.

1.  Die Wertigkeit ist ein numerisches Merkmal der Fähigkeit von Atomen eines bestimmten Elements, sich mit anderen Atomen zu verbinden.
2. Die Wertigkeit von Wasserstoff ist konstant und gleich eins.
3. Die Wertigkeit von Sauerstoff ist ebenfalls konstant und gleich zwei.
4. Die Wertigkeit der meisten anderen Elemente ist nicht konstant. Sie kann durch die Formeln ihrer binären Verbindungen mit Wasserstoff oder Sauerstoff bestimmt werden.

Bildung von zusammengesetztem Stickstoff

Stickstoff ist durch seine Valenzelektronen an der Bildung von Bindungen beteiligt. Dieses Valenzelektron ist an der Bildung von Bindungen mit Atomen anderer Elemente beteiligt. Durch den Austausch von Elektronen mit anderen Wasserstoffatomen können Stickstoffatome Bindungen eingehen. Die Wasserstoffelektronenkonfiguration zeigt, dass Wasserstoff nur ein Elektron hat. Durch die gemeinsame Nutzung von Elektronen bilden drei Wasserstoffatome (NH ₃ ) Ammoniak (NH ₃ )-Verbindungen.

Das Ergebnis ist, dass das Stickstoffatom seine Oktave beendet hat und nun die Elektronenkonfiguration von Neon hat. Wasserstoff hingegen nimmt die elektronische Konfiguration von Helium an. Um Ammoniak (NH ₃ ) zu bilden, muss ein Stickstoffatom durch kovalente Bindung Elektronen mit drei Wasserstoffmolekülen teilen.

Wie viele Valenzelektronen enthält das Stickstoffion (N ³ )?

Es ist offensichtlich, dass die letzte Elektronenhülle des Stickstoffatoms nach ihrer Anordnung fünf Elektronen enthält. Die Valenzelektronen für Stickstoff sind in diesem Fall 5. Das wissen wir.

Elemente mit 5, 6 oder 7 Elektronen erhalten bei der Bindungsbildung Elektronen aus der letzten Schale (Bahn). Anionen sind Elemente, die Elektronen haben und Bindungen eingehen können. Ein anionisches Element ist Stickstoff.

Die letzte Schale nimmt bei der Bildung von Stickstoffbindungen Elektronen auf und wandelt sie in Stickstoffionen um. Die Elektronenkonfiguration für Stickstoffionen (N ^3– ) ist 1s ²  2s ²  2p ⁶ .  Die Elektronenkonfiguration für Stickstoffionen (N ³ ) zeigt, dass es zwei Schalen für Stickstoffionen und acht Elektronen in der zweiten Schale gibt. Die Elektronenkonfiguration zeigt an, dass das Stickstoffion jetzt ist und die Elektronenkonfiguration von Neon hat.

In diesem Fall ist die Wertigkeit für Stickstoffionen -3. Die Valenzelektronen für ein Stickstoffion (N ^3– ) haben acht Elektronen, da die Hülle, die die letzte Stickstoffionenhülle enthält, acht Elektronen hat.

Welche Wertigkeit hat Stickstoff (N)?

Wertigkeit (oder Valenz) ist die Fähigkeit des Atoms eines Elements, sich einem anderen Atom bei der Bildung eines Moleküls anzuschließen. Die Wertigkeit ist die Anzahl der ungepaarten Elektronen, die in der letzten Umlaufbahn eines Elements gefunden werden. Wir wissen, dass die Elektronenkonfiguration für ein Stickstoffatom normalerweise 1s ²  2s ²  2p ³ ist .

Die Elektronenkonfiguration von Stickstoff zeigt, dass sich in der letzten Umlaufbahn des Stickstoffs fünf Elektronen befinden. Die Wertigkeit von Stickstoff ist daher 5.

Die Wertigkeit kann wiederum aus der Elektronenkonfiguration im angeregten Zustand bestimmt werden. Die Elektronenkonfiguration für Stickstoff im angeregten Zustand ist N*(7) = 1s ²  2s ²  2p _x ¹  2p _y ¹  2p _z ¹ .  Die Elektronenkonfiguration von Stickstoff im angeregten Zustand zeigt, dass es drei ungepaarte Elektronen gibt.

Die Wertigkeit des Stickstoffatoms beträgt 3.

Fakten

• Atomsymbol (im Periodensystem der Elemente: N.
• 7. Ordnungszahl (Anzahl Protonen im Kern).
• 14,6767 ist die durchschnittliche Masse des Atomgewichts eines Atoms.
• Schmelzpunkt: minus 321 Grad Fahrenheit (minus 210 Grad Celsius).
• Dichte: 0,0012506 g pro Kubikzentimeter.
• Phase bei Raumtemperatur.
• Siedepunkt: minus 320,42 F (minus 195,79 C).
• Die häufigsten Isotope sind Stickstoff-14 (Häufigkeit 99,63 %).
• 16 Isotope (Atome mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen desselben Elements).

Verweise:

• Lavoisier, Antoine mit Robert Kerr, trans., Elements of Chemistry , 4. Aufl. (Edinburgh, Schottland: William Creech, 1799).
• Lide, David R. (1990–1991). CRC Handbook of Physics and Chemistry (71. Aufl.). Boca Raton, Ann Arbor, Boston.
• Aaron J. Ihde, The Development of Modern Chemistry, New York 1964.
• Erisman, Jan Willem; Sutton, Mark A.; Galloway, James; Klimont, Zbigniew; Winiwarter, Wilfried (2008). “Wie ein Jahrhundert der Ammoniaksynthese die Welt veränderte”.