কার্ল শেলি, একজন সুইডিশ রসায়নবিদ, এবং ড্যানিয়েল রাদারফোর্ড, একজন স্কটিশ উদ্ভিদবিদ, 1772 সালে আলাদাভাবে নাইট্রোজেন আবিষ্কার করেছিলেন। রেভারেন্ড ক্যাভেন্ডিশ এবং ল্যাভয়েসিয়ারও একই সময়ে স্বাধীনভাবে নাইট্রোজেন পেয়েছিলেন। নাইট্রোজেনকে প্রথম একটি উপাদান হিসেবে স্বীকৃত করেন ল্যাভয়েসিয়ার, যিনি এটির নাম দেন "আজো", যার অর্থ "জড়"। চ্যাপ্টাল 1790 সালে মৌলটির নামকরণ করে নাইট্রোজেন। নামটি এসেছে গ্রীক শব্দ "নাইট্রে" (নাইট্রেটে নাইট্রোজেন যুক্ত নাইট্রেট) থেকে।
নাইট্রোজেন উৎপাদন নির্মাতা - চীন নাইট্রোজেন উৎপাদন কারখানা এবং সরবরাহকারী (xinfatools.com)
নাইট্রোজেনের উৎস
নাইট্রোজেন পৃথিবীর 30তম সর্বাধিক প্রচুর উপাদান। নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলীয় আয়তনের 4/5, বা 78% এরও বেশি বলে বিবেচনা করে, আমাদের কাছে প্রায় সীমাহীন পরিমাণে নাইট্রোজেন পাওয়া যায়। নাইট্রোজেন বিভিন্ন ধরনের খনিজ পদার্থে নাইট্রেটের আকারেও বিদ্যমান, যেমন চিলির সল্টপিটার (সোডিয়াম নাইট্রেট), সল্টপেটার বা নাইট্রেট (পটাসিয়াম নাইট্রেট), এবং অ্যামোনিয়াম লবণযুক্ত খনিজ। নাইট্রোজেন সমস্ত জীবন্ত প্রাণীর মধ্যে উপস্থিত প্রোটিন এবং অ্যামিনো অ্যাসিড সহ অনেক জটিল জৈব অণুতে উপস্থিত থাকে
শারীরিক বৈশিষ্ট্য
নাইট্রোজেন N2 হল ঘরের তাপমাত্রায় বর্ণহীন, স্বাদহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস এবং সাধারণত অ-বিষাক্ত। স্ট্যান্ডার্ড অবস্থার অধীনে গ্যাসের ঘনত্ব হল 1.25g/L। নাইট্রোজেন মোট বায়ুমণ্ডলের 78.12% (আয়তনের ভগ্নাংশ) এবং বায়ুর প্রধান উপাদান। বায়ুমণ্ডলে প্রায় 400 ট্রিলিয়ন টন গ্যাস রয়েছে।
প্রমিত বায়ুমণ্ডলীয় চাপের অধীনে, যখন -195.8℃-এ ঠাণ্ডা হয়, তখন এটি একটি বর্ণহীন তরলে পরিণত হয়। -209.86℃-এ ঠান্ডা হলে তরল নাইট্রোজেন তুষার-সদৃশ কঠিন হয়ে যায়।
নাইট্রোজেন অ-দাহনীয় এবং এটি একটি শ্বাসরোধকারী গ্যাস হিসাবে বিবেচিত হয় (অর্থাৎ, বিশুদ্ধ নাইট্রোজেন শ্বাস নেওয়া মানবদেহকে অক্সিজেন থেকে বঞ্চিত করে)। পানিতে নাইট্রোজেনের দ্রবণীয়তা খুবই কম। 283K এ, এক ভলিউম জল N2 এর প্রায় 0.02 ভলিউম দ্রবীভূত করতে পারে।
রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
নাইট্রোজেনের খুব স্থিতিশীল রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। ঘরের তাপমাত্রায় অন্যান্য পদার্থের সাথে প্রতিক্রিয়া করা কঠিন, তবে এটি উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ শক্তির পরিস্থিতিতে কিছু পদার্থের সাথে রাসায়নিক পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যেতে পারে এবং মানুষের জন্য দরকারী নতুন পদার্থ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
নাইট্রোজেন অণুর আণবিক অরবিটাল সূত্র হল KK σs2 σs*2 σp2 σp*2 πp2। তিন জোড়া ইলেকট্রন বন্ধনে অবদান রাখে, অর্থাৎ দুটি π বন্ধন এবং একটি σ বন্ধন তৈরি হয়। বন্ধনে কোন অবদান নেই, এবং বন্ধন এবং অ্যান্টি-বন্ডিং শক্তিগুলি প্রায় অফসেট, এবং তারা একাকী ইলেক্ট্রন জোড়ার সমতুল্য। যেহেতু N2 অণুতে একটি ট্রিপল বন্ড N≡N রয়েছে, তাই N2 অণুর দুর্দান্ত স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং এটিকে পরমাণুতে পচে যেতে 941.69 kJ/mol শক্তি লাগে। N2 অণুটি পরিচিত ডায়াটমিক অণুর মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল, এবং নাইট্রোজেনের আপেক্ষিক আণবিক ভর 28। তাছাড়া, নাইট্রোজেন পোড়ানো সহজ নয় এবং দহন সমর্থন করে না।
পরীক্ষা পদ্ধতি
জ্বলন্ত Mg বারটি নাইট্রোজেন ভর্তি গ্যাস সংগ্রহকারী বোতলে রাখুন এবং Mg বারটি জ্বলতে থাকবে। অবশিষ্ট ছাই (সামান্য হলুদ পাউডার Mg3N2) বের করুন, অল্প পরিমাণ পানি যোগ করুন এবং একটি গ্যাস (অ্যামোনিয়া) তৈরি করুন যা ভেজা লাল লিটমাস পেপারটিকে নীল করে দেয়। বিক্রিয়া সমীকরণ: 3Mg + N2 = ইগনিশন = Mg3N2 (ম্যাগনেসিয়াম নাইট্রাইড); Mg3N2 + 6H2O = 3Mg (OH) 2 + 2NH3↑
বন্ধনের বৈশিষ্ট্য এবং নাইট্রোজেনের ভ্যালেন্স বন্ড গঠন
কারণ একক পদার্থ N2 স্বাভাবিক অবস্থায় অত্যন্ত স্থিতিশীল, মানুষ প্রায়ই ভুল করে বিশ্বাস করে যে নাইট্রোজেন একটি রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয় উপাদান। প্রকৃতপক্ষে, বিপরীতভাবে, মৌলিক নাইট্রোজেনের উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপ রয়েছে। N (3.04) এর বৈদ্যুতিক ঋণাত্মকতা F এবং O এর পরেই দ্বিতীয়, এটি নির্দেশ করে যে এটি অন্যান্য উপাদানের সাথে শক্তিশালী বন্ধন তৈরি করতে পারে। উপরন্তু, একক পদার্থ N2 অণুর স্থায়িত্ব শুধুমাত্র N পরমাণুর কার্যকলাপ দেখায়। সমস্যা হল যে মানুষ এখনও ঘরের তাপমাত্রা এবং চাপে N2 অণু সক্রিয় করার জন্য সর্বোত্তম শর্ত খুঁজে পায়নি। কিন্তু প্রকৃতিতে, উদ্ভিদের নোডিউলের কিছু ব্যাকটেরিয়া বাতাসে থাকা N2 কে স্বাভাবিক তাপমাত্রা এবং চাপে কম শক্তির অবস্থায় নাইট্রোজেন যৌগে রূপান্তর করতে পারে এবং ফসলের বৃদ্ধির জন্য সার হিসাবে ব্যবহার করতে পারে।
অতএব, নাইট্রোজেন স্থিরকরণের অধ্যয়ন সর্বদা একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক গবেষণার বিষয়। অতএব, আমাদের জন্য নাইট্রোজেনের বন্ধনের বৈশিষ্ট্য এবং ভ্যালেন্স বন্ড গঠন বিস্তারিতভাবে বোঝা প্রয়োজন।
বন্ডের ধরন
N পরমাণুর ভ্যালেন্স ইলেকট্রন স্তরের গঠন হল 2s2p3, অর্থাৎ 3টি একক ইলেকট্রন এবং একজোড়া একক ইলেকট্রন জোড়া রয়েছে। এর উপর ভিত্তি করে, যৌগ গঠন করার সময়, নিম্নলিখিত তিনটি বন্ধন প্রকার তৈরি করা যেতে পারে:
1. আয়নিক বন্ধন গঠন 2. সমযোজী বন্ধন গঠন 3. সমন্বয় বন্ধন গঠন
1. আয়নিক বন্ধন গঠন
N পরমাণুর উচ্চ ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি (3.04) থাকে। যখন তারা কম ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি সহ ধাতুগুলির সাথে বাইনারি নাইট্রাইড গঠন করে, যেমন Li (ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি 0.98), Ca (ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি 1.00), এবং Mg (ইলেক্ট্রোনেগেটিভিটি 1.31), তারা 3টি ইলেকট্রন পেতে পারে এবং N3- আয়ন গঠন করতে পারে। N2+ 6 Li == 2 Li3N N2+ 3 Ca == Ca3N2 N2+ 3 Mg =ignite= Mg3N2 N3- আয়নগুলির একটি উচ্চ ঋণাত্মক চার্জ এবং একটি বৃহত্তর ব্যাসার্ধ (171pm)। যখন তারা জলের অণুর মুখোমুখি হয় তখন তারা দৃঢ়ভাবে হাইড্রোলাইজড হবে। অতএব, আয়নিক যৌগগুলি শুধুমাত্র একটি শুষ্ক অবস্থায় থাকতে পারে এবং N3- এর কোন হাইড্রেটেড আয়ন থাকবে না।
2. সমযোজী বন্ধন গঠন
যখন N পরমাণু উচ্চতর তড়িৎ ঋণাত্মকতা সহ অধাতুর সাথে যৌগ গঠন করে, তখন নিম্নলিখিত সমযোজী বন্ধনগুলি গঠিত হয়:
⑴N পরমাণু sp3 হাইব্রিডাইজেশন অবস্থা নেয়, তিনটি সমযোজী বন্ধন গঠন করে, একজোড়া একা ইলেক্ট্রন জোড়া ধরে রাখে এবং আণবিক কনফিগারেশনটি ত্রিকোণীয় পিরামিডাল, যেমন NH3, NF3, NCl3, ইত্যাদি। চারটি সমযোজী একক বন্ধন তৈরি হলে, আণবিক কনফিগারেশন হয় একটি নিয়মিত টেট্রাহেড্রন, যেমন NH4+ আয়ন।
⑵N পরমাণু sp2 হাইব্রিডাইজেশন অবস্থা নেয়, দুটি সমযোজী বন্ধন এবং একটি বন্ধন গঠন করে এবং একজোড়া একা ইলেক্ট্রন জোড়া ধরে রাখে এবং আণবিক কনফিগারেশন কৌণিক, যেমন Cl—N=O। (N পরমাণু Cl পরমাণুর সাথে একটি σ বন্ধন এবং একটি π বন্ধন গঠন করে, এবং N পরমাণুর উপর একজোড়া একক ইলেকট্রন জোড়া অণুকে ত্রিভুজাকার করে তোলে।) যদি কোনো একক ইলেকট্রন জোড়া না থাকে তবে আণবিক কনফিগারেশন ত্রিভুজাকার হয়, যেমন HNO3 অণু বা NO3- আয়ন। নাইট্রিক অ্যাসিড অণুতে, N পরমাণু যথাক্রমে তিনটি O পরমাণুর সাথে তিনটি σ বন্ধন গঠন করে এবং এর π অরবিটালে একজোড়া ইলেকট্রন এবং দুটি O পরমাণুর একক π ইলেকট্রন একটি তিন-কেন্দ্র চার-ইলেকট্রন ডিলোকালাইজড π বন্ধন গঠন করে। নাইট্রেট আয়নে, তিনটি O পরমাণু এবং কেন্দ্রীয় N পরমাণুর মধ্যে একটি চার-কেন্দ্রের ছয়-ইলেক্ট্রন ডিলোকালাইজড বড় π বন্ধন তৈরি হয়। এই গঠনটি নাইট্রিক অ্যাসিড +5 এ N পরমাণুর আপাত জারণ সংখ্যা তৈরি করে। বড় π বন্ধনের উপস্থিতির কারণে, নাইট্রেট স্বাভাবিক অবস্থায় যথেষ্ট স্থিতিশীল। ⑶N পরমাণু একটি সমযোজী ট্রিপল বন্ড গঠন করতে sp সংকরকরণ গ্রহণ করে এবং একজোড়া একা ইলেক্ট্রন জোড়া ধরে রাখে। আণবিক কনফিগারেশন রৈখিক, যেমন N2 অণুতে N পরমাণুর গঠন এবং CN-।
3. সমন্বয় বন্ড গঠন
যখন নাইট্রোজেন পরমাণুগুলি সরল পদার্থ বা যৌগ গঠন করে, তখন তারা প্রায়শই একাকী ইলেক্ট্রন জোড়া ধরে রাখে, তাই এই ধরনের সরল পদার্থ বা যৌগগুলি ধাতব আয়নের সাথে সমন্বয় করতে ইলেক্ট্রন জোড়া দাতা হিসাবে কাজ করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, [Cu(NH3)4]2+ বা [Tu(NH2)5]7, ইত্যাদি।
জারণ অবস্থা-গিবস মুক্ত শক্তি চিত্র
এটি নাইট্রোজেনের জারণ অবস্থা-গিবস মুক্ত শক্তি চিত্র থেকেও দেখা যায় যে, NH4 আয়ন ব্যতীত, 0 এর অক্সিডেশন নম্বর সহ N2 অণুটি চিত্রের বক্ররেখার সর্বনিম্ন বিন্দুতে রয়েছে, যা নির্দেশ করে যে N2 তাপগতিগতভাবে অন্যান্য জারণ সংখ্যার সাথে নাইট্রোজেন যৌগের সাথে স্থিতিশীল আপেক্ষিক।
0 এবং +5 এর মধ্যে অক্সিডেশন সংখ্যা সহ বিভিন্ন নাইট্রোজেন যৌগের মানগুলি HNO3 এবং N2 দুটি বিন্দু (ডায়াগ্রামে বিন্দুযুক্ত রেখা) সংযোগকারী রেখার উপরে, তাই এই যৌগগুলি তাপগতিগতভাবে অস্থির এবং অসামঞ্জস্য প্রতিক্রিয়ার প্রবণ। N2 অণুর চেয়ে কম মান সহ চিত্রে একমাত্র NH4+ আয়ন। [১] নাইট্রোজেনের অক্সিডেশন স্টেট-গিবস মুক্ত শক্তি চিত্র এবং N2 অণুর গঠন থেকে দেখা যায় যে মৌলিক N2 নিষ্ক্রিয়। শুধুমাত্র উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ চাপ এবং অনুঘটকের উপস্থিতিতে নাইট্রোজেন হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে অ্যামোনিয়া তৈরি করতে পারে: নিঃসরণ অবস্থায়, নাইট্রোজেন অক্সিজেনের সাথে মিলিত হয়ে নাইট্রিক অক্সাইড তৈরি করতে পারে: N2+O2=discharge=2NO নাইট্রিক অক্সাইড দ্রুত অক্সিজেনের সাথে মিলিত হয়। নাইট্রোজেন ডাই অক্সাইড 2NO+O2=2NO2 নাইট্রোজেন ডাই অক্সাইড জলে দ্রবীভূত হয়ে নাইট্রিক অ্যাসিড তৈরি করে, নাইট্রিক অক্সাইড 3NO2+H2O=2HNO3+NO উন্নত জলবিদ্যুৎ সহ দেশগুলিতে, এই বিক্রিয়াটি নাইট্রিক অ্যাসিড তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছে। অ্যামোনিয়া তৈরি করতে N2 হাইড্রোজেনের সাথে বিক্রিয়া করে: N2+3H2=== (উল্টানো যায় এমন চিহ্ন) 2NH3 N2 কম আয়নকরণের সম্ভাবনা সহ ধাতুগুলির সাথে বিক্রিয়া করে এবং যার নাইট্রাইডে আয়নিক নাইট্রাইড গঠনের জন্য উচ্চ জালি শক্তি রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ: N2 ঘরের তাপমাত্রায় ধাতব লিথিয়ামের সাথে সরাসরি বিক্রিয়া করতে পারে: 6 Li + N2=== 2 Li3N N2 ক্ষারীয় মাটির সাথে বিক্রিয়া করে Mg, Ca, Sr, Ba ভাস্বর তাপমাত্রায়: 3 Ca + N2=== Ca3N2 N2 পারে ভাস্বর তাপমাত্রায় শুধুমাত্র বোরন এবং অ্যালুমিনিয়ামের সাথে বিক্রিয়া করে: 2 B + N2=== 2 BN (macromolecule যৌগ) N2 সাধারণত 1473K এর বেশি তাপমাত্রায় সিলিকন এবং অন্যান্য গ্রুপ উপাদানগুলির সাথে বিক্রিয়া করে।
নাইট্রোজেন অণু বন্ধনে তিন জোড়া ইলেকট্রন অবদান রাখে, অর্থাৎ দুটি π বন্ধন এবং একটি σ বন্ধন গঠন করে। এটি বন্ধনে অবদান রাখে না, এবং বন্ধন এবং অ্যান্টি-বন্ডিং শক্তিগুলি প্রায় অফসেট হয় এবং তারা একাকী ইলেক্ট্রন জোড়ার সমতুল্য। N2 অণুতে একটি ট্রিপল বন্ড N≡N থাকার কারণে, N2 অণুর দুর্দান্ত স্থায়িত্ব রয়েছে এবং এটিকে পরমাণুতে পচে যেতে 941.69kJ/mol শক্তি লাগে। N2 অণুটি পরিচিত ডায়াটমিক অণুর মধ্যে সবচেয়ে স্থিতিশীল, এবং নাইট্রোজেনের আপেক্ষিক আণবিক ভর 28। তাছাড়া, নাইট্রোজেন পোড়ানো সহজ নয় এবং দহন সমর্থন করে না।
পোস্টের সময়: জুলাই-২৩-২০২৪
