خذ نفسًا. ما يقارب أربعة أخماس ما دخل رئتيّ للتو كان نيتروجين — وعاد للخارج مباشرة دون أي تغيير. النيتروجين هو…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية
12.1
Why nitrogen is unreactive · لماذا النيتروجين غير متفاعل
Syllabus · المنهج
English
explain the lack of reactivity of nitrogen, with reference to triple bond strength and lack of polarity
describe and explain: (a) the basicity of ammonia, using the Brønsted–Lowry theory (b) the structure of the ammonium ion and its formation by an acid–base reaction (c) the displacement of ammonia from ammonium salts by an acid–base reaction
state and explain the natural and man-made occurrences of oxides of nitrogen and their catalytic removal from the exhaust gases of internal combustion engines
understand that atmospheric oxides of nitrogen ($\text{NO}$ and $\text{NO}_2$) can react with unburned hydrocarbons to form peroxyacetyl nitrate, PAN, which is a component of photochemical smog
describe the role of $\text{NO}$ and $\text{NO}_2$ in the formation of acid rain both directly and in their catalytic role in the oxidation of atmospheric sulfur dioxide
العربية
تعريف مصطلح الهيدروكربون بأنه مركب يتكون فقط من ذرات C و H
فهم أن الألكانات هي هيدروكربونات بسيطة لا تحتوي على مجموعة وظيفية
نص وشرح الظواهر الطبيعية والبشرية لأكاسيد النيتروجين وإزالتها التحفيزية من غازات العادم لمحرك الاحتراق الداخلي
فهم أن أكاسيد النيتروجين في الغلاف الجوي ($\text{NO}$ و$\text{NO}_2$) يمكن أن تتفاعل مع الهيدروكربونات غير المحترقة لتكوين بيروسي أسيتيل نترات، PAN، وهو مكون من مكونات الدخان الكيميائي الضوئي
وصف دور $\text{NO}$ و$\text{NO}_2$ في تكوين المطر الحمضي بشكل مباشر وفي دورها التحفيزي في أكسدة ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي
Source: Cambridge International syllabus · المصدر: منهج كامبريدج الدولي
English
Nitrogen gas, $\text{N}_2$, makes up most of the air but reacts with very little. There are two reasons:
the two nitrogen atoms are joined by a triple bond 三键, which has a very high bond energy 键能. A lot of energy is needed to break it.
the molecule has no polarity 极性 — it is perfectly symmetrical, so nothing pulls other molecules towards it.
العربية
غاز النيتروجين، $\text{N}_2$، يشكل معظم الهواء لكنه يتفاعل مع القليل منه. هناك سببان:
ذرتا النيتروجين مترابطتان بـ رابطة ثلاثية، لها طاقة رابطة عالية جداً. يتطلب كسرها الكثير من الطاقة.
الجزيء ليس له قطبية - فهو متماثل تماماً، لذا لا يوجد ما يسحب جزيئات أخرى نحوه.
النيتروجين غير متفاعل لسببين: رابطة ثلاثية قوية جداً، وجزيء متماثل وغير قطبي
Explore · استكشف
The shape of ammonia · شكل الأمونيا
Ammonia has three bonding pairs and one lone pair — the lone pair pushes the bonds down into a pyramidal shape (about 107°). · تحتوي الأمونيا على ثلاث أزواج ترابط وزوج حر — يدفع الزوج الحر الروابط للأسفل ليأخذ شكل هرمي (حوالي 107°).
12.1
Ammonia and the ammonium ion · الأمونيا وأيون الأمونيوم
English
Basicity of ammonia
The basicity 碱性 of ammonia (its ability to act as a base) comes from the lone pair 孤对电子 of electrons on the nitrogen atom. Using the Brønsted–Lowry theory, ammonia is a base because this lone pair can accept a proton 质子 ($\text{H}^+$):
When the lone pair forms a bond to $\text{H}^+$, it makes the ammonium ion 铵离子, $\text{NH}_4^+$. Because both shared electrons came from the nitrogen, this new bond is a coordinate bond 配位键. The ion has four identical N–H bonds and a tetrahedral shape.
Displacement of ammonia from its salts
If you warm an ammonium salt with a base (such as sodium hydroxide), you push out ammonia gas. This is an acid–base displacement 置换:
The sharp smell of ammonia, and damp red litmus turning blue, is a test for an ammonium salt.
العربية
تُحول الأمونيا إلى أسمدة نيتروجينية في المصانع الصناعية على نطاق ضخم.
قاعدية الأمونيا
القاعدية للأمونيا (قدرتها على العمل كقاعدة) تأتي من الزوج الحر من الإلكترونات على ذرة النيتروجين. باستخدام نظرية برونستيد-لووري، الأمونيا قاعدة لأن هذا الزوج الحر يمكنه قبول بروتون ($\text{H}^+$):
تعمل الأمونيا كقاعدة لأن الزوج الحر على نيتروجينها يقبل بروتوناً، مما يكون أيون الأمونيوم
أيون الأمونيوم
عندما يشكل الزوج الحر رابطة مع $\text{H}^+$، فإنه يكون أيون الأمونيوم، $\text{NH}_4^+$. بما أن كلا الإلكترونات المشتركة جاءت من النيتروجين، فهذه الرابطة الجديدة هي رابطة إحداثية. الأيون لديه أربع روابط N–H متطابقة وشكل رباعي الأوجه.
إزاحة الأمونيا من أملاحها
إذا قمت بتسخين ملح أمونيوم مع قاعدة (مثل هيدروكسيد الصوديوم)، فإنك تطرد غاز الأمونيا. هذا إزاحة حمض-قاعدة:
In sunlight, $\text{NO}$ and $\text{NO}_2$ react with unburned hydrocarbons to form peroxyacetyl nitrate (PAN). PAN is a harmful part of photochemical smog 光化学烟雾, the brown haze seen over busy cities.
Acid rain
The oxides of nitrogen also help make acid rain 酸雨 in two ways:
directly: $\text{NO}_2$ dissolves in rain to form nitric acid.
as a catalyst: $\text{NO}_2$ speeds up the oxidation of atmospheric sulfur dioxide 二氧化硫 ($\text{SO}_2$) into $\text{SO}_3$, which then forms sulfuric acid in the rain.
Worked example. A white solid is warmed with aqueous $\text{NaOH}$, and a gas is released that turns damp red litmus blue. Identify the gas and the ion in the solid, and explain the reaction. The only common gas that turns damp red litmus blue is ammonia, $\text{NH}_3$, so the solid contains the ammonium ion, $\text{NH}_4^{+}$. The hydroxide ion is the stronger base, so it takes the proton back from the ammonium ion:
This is the standard test for $\text{NH}_4^{+}$. Always say the litmus is damp: the ammonia must dissolve in the water before it can show its basicity, so dry litmus would give no colour change at all.
العربية
مصدرها
أكاسيد النيتروجين ($\text{NO}$ و $\text{NO}_2$، تُعرف مجتمعة باسم $\text{NO}_x$) تأتي من مصدرين:
طبيعي: البرق يوفر طاقة كافية لنيتروجين وأكسجين الهواء للتحدث.
بشري: درجة الحرارة العالية داخل محرك الاحتراق الداخلي تجعل النيتروجين والأكسجين يتفاعلان:
في المحول الحفاز، تتفاعل الغازات الضارة NO و CO فوق المحفز لتكوين N$_2$ و CO$_2$ غير ضارة
الدخان الضوئي
في ضوء الشمس، $\text{NO}$ و $\text{NO}_2$ يتفاعلان مع الهيدروكربونات غير المحترقة لتكوين بيروكسي أسيتيل نترات (PAN). PAN هو جزء ضار من الدخان الضوئي، الضباب البني المرئي فوق المدن المزدحمة.
الدخان الضوئي فوق مدينة كبيرة. الطبقة البنية محتجزة منخفضة، تماماً حيث انبعاثات المرور - sunlight turns those nitrogen oxides and unburned hydrocarbons into the haze you can see
الأمطار الحمضية
أكاسيد النيتروجين تساعد أيضاً في تكوين الأمطار الحمضية بطريقتين:
مباشرة: $\text{NO}_2$ يذوب في المطر لتكوين حمض النتريك.
كعامل حفاز: $\text{NO}_2$ يسرع أكسدة ثاني أكسيد الكبريت الجوي ($\text{SO}_2$) إلى $\text{SO}_3$، والذي يتكون بدوره حمض الكبريتيك في المطر.
أكاسيد النيتروجين والكبريت تصنع الأمطار الحمضية: NO$_2$ يُكوّن حمض النتريك مباشرة ويحفز أيضاً أكسدة SO$_2$ إلى حمض الكبريتيك
مثال محلول. يُسخّن صلب أبيض مع $\text{NaOH}$ مائي، ويتصاعد غاز يحوّل ورقة ليتmus حمراء رطبة إلى اللون الأزرق. حدد الغاز والأيون في الصلب، واشرح التفاعل. الغاز الشائع الوحيد الذي يحوّل ورقة ليتmus حمراء رطبة إلى أزرق هو الأمونيا، $\text{NH}_3$، لذا يحتوي الصلب على أيون الأمونيوم، $\text{NH}_4^{+}$. أيون الهيدروكسيد قاعدة أقوى، لذا يستعيد البروتون من أيون الأمونيوم:
هذا هو الاختبار القياسي لـ $\text{NH}_4^{+}$. يجب دائماً أن تقول إن ورقة الليتmus رطبة: إذ يجب أن تذوب الأمونيا في الماء قبل أن تُظهر قاعدتها، لذا لن تُعطي ورقة ليتmus جافة أي تغير في اللون على الإطلاق.
Explore · استكشف
NOx pollution route · مسار تلوث NOx
Trace nitrogen oxides from hot engines to environmental harm. · آثار أكاسيد النيتروجين من المحركات الساخنة إلى الضرر البيئي.
Pick one and the site follows you — notes, papers, videos and practice all open on it. · اختر واحدًا وسيتبعك الموقع — الملاحظات، الأوراق، الفيديوهات والتدريب جميعها تفتح عليه.
Type to search notes, lessons, code, vocabulary and past-paper questions across every subject. · اكتب للبحث عن ملاحظات، دروس، أكواد، مفردات وأسئلة امتحانات سابقة عبر جميع المواد.