Chương 2: NITROGEN - SULFUR

BÀI: NITROGEN

I

TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
II

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

III TÍNH CHẤT VẬT LÍ
IV TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
V ỨNG DỤNG

I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN
- Trong khí quyển Trái Đất, nitrogen là nguyên tố phổ biến nhất, chiếm 75,5% khối lượng
(hoặc 78,1% thể tích) và tập trung chủ yếu ở tầng đối lưu.
- Trong vỏ Trái Đất, nguyên tố nitrogen tồn tại tập trung ở một số mỏ khoáng dưới dạng
sodium nitrate (thường goi là diêm tiêu Chile).
- Nguyên tố nitrogen có trong tất cả cơ thể động vật và thực vật, là thành phần cấu tạo
nên nucleic acid, protein,... Trong cơ thể người, nitrogen chiếm khoảng 3% khối lượng,
đứng thứ tư sau oxygen, carbon và hydrogen.
- Nguyên tố nitrogen tồn tại trong tự nhiên với hai đồng vị bền là 14N (99,63%) và 15N
(0,37%).

NaNO3
(sodium nitrate)

I. TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Trong tự nhiên Nitrogen có trong: khí quyển, vỏ trái đất,
cơ thể động vật và thực vật
- Nguyên tố nitrogen có hai đồng vị bền là 14N (99,63%)
và 15N (0,37%).

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

1. Cấu tạo nguyên tử
‐ Cấu hình e nguyên tử
2
2
3
N:
1s
2s
2p
7

 Vị trí của N: Ô thứ 7, chu kỳ 2, nhóm VA.
* Các số oxygen hóa thường gặp:

Tính oxi hóa

Tính khử

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

1. Cấu tạo nguyên tử
Viết 1 quá trình oxi hóa và 1 quá trình khử minh họa?
0

+2

N2 → 2N + 2.2e
0

−3

N2 + 2.3e → 2N

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

1. Cấu tạo nguyên tử
Sắp xếp các hợp chất sau vào vị trí trong trục biểu diễn số oxi
hóa: NO, NO2, N2O, NH3, HNO2, HNO3, NH4Cl, KNO2, NaNO3

NH4Cl
NH3

N2O

NO

HNO2
KNO2

NO2

HNO3
NaNO3

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

2. Cấu tạo phân tử
Viết công thức e, công thức Lewis, CTCT của phân tử nitrogen:

Công thức e:
Công thức Lewis:

:N⋮⋮N:
:N≡N:

CTCT của phân tử nitrogen: N≡N
→ Liên kết cộng hóa trị không cực

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ

2. Cấu tạo phân tử
Tại sao phân tử N2 có năng lượng liên kết lớn? Dự đoán khả
năng hoạt động hóa học của nitrogen ở nhiệt độ thường.
Phân tử nitrogen gồm hai nguyên tử, liên kết với nhau bằng liên kết
ba (1 liên kết σ và 2 liên kết π) → N2 có năng lượng liên kết lớn.

học.

Dự đoán: Ở nhiệt độ thường, nitrogen khó tham gia phản ứng hoá

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

• Nitrogen là chất khí không màu, không mùi, không vị, hơi nhẹ
hơn không khí (dN2/kk=), hoá lỏng ở -196oC
• Rất ít tan trong nước, không duy trì sự cháy và sự hô hấp.

IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
 Ở nhiệt độ thường, nitrogen khá trơ về mặt hoá học (vì nitrogen có liên kết ba
bền)


Ở nhiệt độ cao, nitrogen hoạt động hoá học hơn

 Số oxi hóa của N trong hợp chất: -3, +1, +2, +3, +4, +5

NH3

N2

NO

-3

0

+2

tính oxi hóa

tính khử

 N2 thể hiện tính oxi hóa (chủ yếu) và tính khử

IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
1. Tác dụng với hydrogen

Ở nhiệt độ cao, áp suất cao, có xúc tác:
0

t o ,p, xt

3

  
 2N H 3
3H 2 + N 2 

Chất oxh

ammonia

IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
Sấm chớp

2. Tác dụng với oxygen

Ở nhiệt độ 3000°C (hoặc tia lửa điện)
0

to

2

 
 2N O
N 2 + O 2 
Chất khử

nitrogen monooxygende

Tại sao không dùng phản ứng này để tạo ra NO (là hợp chất
trung gian trong sản xuất nitric acid)
Phản ứng này xảy ra ở nhiệt độ cao trên 3000°C hoặc có tia
lửa điện, nhưng hiệu suất tạo ra NO rất thấp.

IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
2. Tác dụng với oxygen

Quá trình tạo và cung cấp đạm nitrat trong tự nhiên
N2 → NO → NO2 → HNO3 → H+ + NO3−
0

t oo

2

 
 2N O
N 2 + O 2 

2NO + O2 → 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
HNO3 → H+ + NO3−

IV. TÍNH CHẤT HOÁ HỌC
NH3

N2

NO

-3

0

+2

tính oxi hóa

Tác dụng
với KL, H2

tính khử

Tác dụng
với O2

V. ỨNG DỤNG

V. ỨNG DỤNG

Bình khí nitrogen

V. ỨNG DỤNG

Đông lạnh
thực phẩm
kem khói

V. ỨNG DỤNG
Hạn chế cháy nổ

Tác nhân làm lạnh

Tạo khí quyển trơ

Nitrogen
Tổng hợp ammonia

Bảo quản thực phẩm
Đông lạnh
thực phẩm

V. ỨNG DỤNG
a) Tại sao nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm
trong y học?
b) Tại sao dùng khí nitrogen để làm căng vỏ bao bì thực phẩm
mà không dùng không khí?
a) Nitrogen hoá lỏng ở nhiệt độ thấp, -196 oC
→ Nitrogen lỏng được dùng để bảo quản mẫu vật phẩm trong y học.
b) Vì tính

chất kém hoạt động hoá học (tính trơ) nên nitrogen không oxi

hoá các chất khác ở nhiệt độ thường
→ khí nitrogen được dùng để làm căng vỏ bao bì thực phẩm mà không
phải là không khí.

CỦNG CỐ
Câu 1: Cấu hình electron nguyên tử của nitrogen là
A. 1s22s22p1.   

B. 1s22s22p5.

C. 1s22s22p63s23p2.   

D. 1s22s22p3.

CỦNG CỐ
Câu 2: Khi có tia lửa điện hoặc ở nhiệt độ cao, nitrogen tác dụng trực
tiếp với oxygen tạo ra hợp chất X. Công thức của X là
A. N2O.   

B. NO2.   

C. NO.   

D. N2O5.

CỦNG CỐ
Câu 3: nitrogen thể hiện tính khử trong phản ứng với chất nào sau
đây ?
A. H2.   

B. O2.   

C. Mg.   

D. Al.

CỦNG CỐ
Câu 4: Ở nhiệt độ thường, khí nitrogen khá trơ về mặt hóa học.
Nguyên nhân là do
A. trong phân tử N2 có liên kết ba rất bền.
B. trong phân tử N2, mỗi nguyên tử nitrogen còn 1 cặp electron
chưa tham gia liên kết.
C. nguyên tử nitrogen có độ âm điện kém hơn oxygen.
D. nguyên tử nitrogen có bán kính nhỏ.

CỦNG CỐ
Câu 5: Ứng dụng nào sau đây không phải của nitrogen ?
A. Làm môi trường trơ trong một số ngành công nghiệp.
B. Bảo quản máu và các mẫu vật sinh học.
C. Tổng hợp ammonia.
D. Sản xuất phân lân.