Valências de nitrogênio

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As valências de nitrogênio Van del -3, como em amônia e aminas, para +5, como no ácido nítrico. Este elemento não expande valências como outras. Lembre -se de que as valências de um elemento químico são o número de elétrons que devem ser dados ou que estão faltando para preencher o último nível eletrônico.

O átomo de nitrogênio é um elemento químico com o número atômico 7 e o primeiro elemento do grupo 15 (anteriormente VA) da tabela periódica. O grupo consiste em nitrogênio (N), fósforo (P), arsênico (AS), antimônio (SB), bismuto (BI) e muscoven (MC).

Os elementos compartilham certas semelhanças gerais no comportamento químico, embora sejam claramente diferenciadas um do outro. Essas semelhanças refletem características comuns das estruturas eletrônicas de seus átomos.

O nitrogênio está presente em quase todas as proteínas e desempenha um papel importante em aplicações bioquímicas e aplicações industriais. O nitrogênio forma laços fortes devido à sua capacidade de formar um link triplo com outro átomo de nitrogênio e outros elementos.

Portanto, há muita energia nos compostos de nitrogênio. Há pouco mais de 100 anos, pouco se sabia sobre nitrogênio. Agora, o nitrogênio é comumente usado para economizar alimentos e como fertilizante.

Configuração eletrônica e valências

Em um átomo, os elétrons enchem os diferentes níveis de acordo com suas energias. Os primeiros elétrons preenchem os baixos níveis de energia e depois passam para um nível de energia mais alto.

O nível de energia mais externo em um átomo é conhecido como camada de valência e elétrons colocados nessa camada são conhecidos como elétrons de valência.

Esses elétrons estão principalmente na formação de ligações e na reação química com outros átomos. Portanto, os elétrons de Valencia são responsáveis ​​por diferentes propriedades químicas e físicas de um elemento.

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O nitrogênio, como mencionado anteriormente, tem um número atômico de z = 7. Isso implica que está cheio de elétrons em seus níveis de energia, ou configuração eletrônica, é 1s² 2s² 2 p³.

Lembre -se de que, na natureza, os átomos sempre procuram ter a configuração eletrônica de gases nobres, seja ganhando, perdendo ou compartilhando elétrons.

No caso de nitrogênio, o gás nobre que procura ter configuração eletrônica é o neon, cujo número atômico é z = 10 (1s² 2s² 2 p⁶) e o hélio, cujo número atômico é z = 2 (1s²).

As diferentes formas que combinam nitrogênio darão sua valência (ou estado de oxidação). No caso específico de nitrogênio, por estar no segundo período da tabela periódica, é incapaz de expandir sua camada de valência como os outros elementos de seu grupo fazem.

Espera -se que você tenha valências de -3, +3 e +5. No entanto, o nitrogênio tem estados de Valência que variam de -3, como em amônia e aminas, a +5, como no ácido nítrico.

A teoria do vínculo de Valência ajuda a explicar a formação de compostos, de acordo com a configuração eletrônica de nitrogênio para um determinado estado de oxidação. Para isso, você deve levar em consideração o número de elétrons na camada de Valência e quanto está faltando para adquirir uma configuração de gás nobre.

Compostos de Nitrogênio

Dado seu grande número de estados de oxidação, o nitrogênio pode formar um grande número de compostos. Em primeira instância, deve -se lembrar que, no caso de nitrogênio molecular, por definição, sua valência é 0.

O status de oxidação de -3 é um dos mais comuns para o elemento. Exemplos de compostos com esse estado de oxidação são amônia (NH3), as aminas (R3N), o íon amônio (NH₄⁺), Imine (c = n-r) e nitrilos (Ctal.

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O estado de oxidação -2, o nitrogênio é de 7 elétrons em sua camada de valência. Esse número ímpar de elétrons na camada de Valência explica por que os compostos com este estado de oxidação têm um link de ponte entre dois nitrogênios.

Exemplos de compostos com esse estado de oxidação são hidraginas (r₂-N-n-r₂) e hidrazonas (C = n-n-r₂).

No estado de oxidação -1, o nitrogênio é de 6 elétrons na camada de Valência. Exemplo de compostos de nitrogênio com essa valência são o hidroxil da amina (r₂Noh) e os azocompósitos (rn = nr).

Nos estados de oxidação positiva, o nitrogênio geralmente está ligado a átomos de oxigênio que formam oxis, oxisal ou oxicídeos. No caso do estado de oxidação +1, o nitrogênio possui 4 elétrons em sua camada de valência.

Exemplos de compostos com essa valência são óxido de dyitrogênio ou gás hilário (n₂O) e os compostos nitrosos (r = não).

No caso do estado de oxidação +2, é um exemplo de óxido de nitrogênio ou óxido nítrico (NO), um gás incolor produzido pela reação de metal com ácido nítrico diluído. Este composto é um radical livre extremamente instável, pois reage com ou₂ No ar para formar o gás não₂.

Nitrito (não₂^-) em solução básica e ácido nitroso (HNO₂) Em solução ácida, exemplos de compostos com estado de oxidação +3 são. Estes podem ser agentes oxidantes para produzir normalmente (g) ou agentes redutores para formar o íon nitrato.

Trioxido de dinitrogênio (n₂QUALQUER₃) e o grupo nitro (R-No₂) Existem outros exemplos de compostos de nitrogênio com Valencia +3.

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Dióxido nítrico (não₂), ou dióxido de nitrogênio, é um composto de nitrogênio com Valencia +4. É um gás marrom geralmente produzido pela reação do ácido nítrico concentrado com muitos metais. Dimeriza para formar n₂QUALQUER₄.

No estado de +5, encontramos nitratos e ácido nítrico, que são agentes oxidantes em soluções ácidas. Nesse caso, o nitrogênio possui 2 elétrons na camada de Valência, que estão em 2s orbital. 

Também existem compostos como nitrosilazida e trióxido de dyitrogênio, onde o nitrogênio apresenta vários estados de oxidação na molécula.

No caso da nitrosilazida (n₄O), o nitrogênio tem valência -1, 0, +1 e +2. E no caso de trióxido de dyitrogênio, ele tem Valência +2 e +4.

Nomenclatura de compostos de nitrogênio

Dada a complexidade da química dos compostos de nitrogênio, a nomenclatura tradicional não foi suficiente para nomeá -los e muito menos identificá -los adequadamente.

É por isso que, entre outras razões, que a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) criou uma nomenclatura sistemática em que os compostos são nomeados de acordo com a quantidade de átomos que contêm.

Isso é benéfico ao nomear óxidos de nitrogênio. Por exemplo, o óxido nítrico seria denominado monóxido de nitrogênio e óxido nitroso (NO), monóxido de diitrogênio (n₂QUALQUER).

Além disso, em 1919, o químico alemão Alfred Stock desenvolveu um método para nomear os compostos químicos com base no estado de oxidação, que é escrito em números romanos trancados entre parênteses.

Assim, por exemplo, óxido nítrico e óxido nitroso seriam chamados de nitrogênio (II) e óxido de nitrogênio (i), respectivamente (IUPAC, 2005).

Referências

1. Estado de oxidação de nitrogênio (S.F.). Recuperado da KPU.AC.
2. Configurações de elétrons na tabela periódica. Recuperado da química.MSU.Edu.