XI ஆம் வகுப்பில், $p$-தொகுதி தனிமங்கள் ஆவர்த்தன அட்டவணையின் 13 முதல் 18 வரையிலான தொகுதிகளில் அமைந்துள்ளன என்பதை நீங்கள் கற்றுக்கொண்டீர்கள். அவற்றின் இணைதிறன் கூடு மின்னணு அமைப்பு $n s^{2} n p^{1-6}$ ஆகும் ($1 \mathrm{~s}^{2}$ அமைப்பைக் கொண்ட He தவிர). $p$-தொகுதி தனிமங்களின் பண்புகள் மற்றவற்றைப் போலவே அணு அளவுகள், அயனியாக்கம் என்தால்பி, எலக்ட்ரான் ஈட்டம் என்தால்பி மற்றும் எலக்ட்ரான் எதிர்மறைத்தன்மை ஆகியவற்றால் பெரிதும் பாதிக்கப்படுகின்றன. இரண்டாம் கூட்டில் $d-$ ஆர்பிட்டால்கள் இல்லாததும், கனமான தனிமங்களில் (மூன்றாம் கூட்டிலிருந்து தொடங்கி) $d$ அல்லது $d$ மற்றும் $f$ ஆர்பிட்டால்கள் இருப்பதும் தனிமங்களின் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க விளைவுகளை ஏற்படுத்துகின்றன. கூடுதலாக, மூன்று வகையான தனிமங்களும் உலோகங்கள், உலோகக்கலவைகள் மற்றும் அலோகங்கள் இருப்பது இந்த தனிமங்களின் வேதியியலில் வேறுபாட்டைக் கொண்டுவருகிறது.

XI ஆம் வகுப்பில் ஆவர்த்தன அட்டவணையின் $p$-தொகுதியின் 13 மற்றும் 14 தொகுதிகளின் தனிமங்களின் வேதியியலைக் கற்றுக்கொண்ட பிறகு, இந்த அலகில் அடுத்தடுத்த தொகுதிகளின் தனிமங்களின் வேதியியலை நீங்கள் கற்றுக்கொள்வீர்கள்.

7.1 தொகுதி 15 தனிமங்கள்

தொகுதி 15 நைட்ரஜன், பாஸ்பரஸ், ஆர்செனிக், ஆண்டிமனி, பிஸ்மத் மற்றும் மாஸ்கோவியம் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது. நாம் தொகுதியில் கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது, அலோகப் பண்பிலிருந்து உலோகப் பண்பிற்கு உலோகக்கலவைப் பண்பு வழியாக மாற்றம் ஏற்படுகிறது. நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸ் அலோகங்கள், ஆர்செனிக் மற்றும் ஆண்டிமனி உலோகக்கலவைகள், பிஸ்மத் மற்றும் மாஸ்கோவியம் பொதுவான உலோகங்கள் ஆகும்.

7.1.1 நிகழ்வு

மூலக்கூறு நைட்ரஜன் வளிமண்டலத்தின் கனஅளவில் $78 %$ பகுதியைக் கொண்டுள்ளது. பூமியின் மேலோட்டில், இது சோடியம் நைட்ரேட்டாக, $\mathrm{NaNO_3}$ (சிலி சால்ட்பீட்டர் என்று அழைக்கப்படுகிறது) மற்றும் பொட்டாசியம் நைட்ரேட்டாக (இந்திய சால்ட்பீட்டர்) காணப்படுகிறது. இது தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகளில் புரதங்களின் வடிவத்தில் காணப்படுகிறது. பாஸ்பரஸ் அபடைட்டு குடும்பத்தின் கனிமங்களில் காணப்படுகிறது, $\mathrm{Ca_9}\left(\mathrm{PO_4}\right)_6$. $\mathrm{CaX_2}(\mathrm{X}=\mathrm{F}, \mathrm{Cl}$ அல்லது $\mathrm{OH})$ (எ.கா., புளோரோஅபடைட்டு $\left.\mathrm{Ca_9} \left(\mathrm{PO_4}\right)_6 \cdot \mathrm{CaF_2}\right.$) இவை பாஸ்பேட் பாறைகளின் முக்கிய கூறுகள். பாஸ்பரஸ் விலங்கு மற்றும் தாவரப் பொருட்களின் அத்தியாவசிய அங்கமாகும். இது எலும்புகளிலும், வாழும் செல்களிலும் உள்ளது. பாஸ்போபுரதங்கள் பால் மற்றும் முட்டைகளில் உள்ளன. ஆர்செனிக், ஆண்டிமனி மற்றும் பிஸ்மத் முக்கியமாக சல்பைடு கனிமங்களாகக் காணப்படுகின்றன. இங்கே, மாஸ்கோவியம் தவிர, இந்த தொகுதியின் மற்ற தனிமங்களின் முக்கியமான அணு மற்றும் இயற்பியல் பண்புகள் அவற்றின் மின்னணு அமைப்புகளுடன் அட்டவணை 7.1 இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

தொகுதியின் சில அணு, இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளின் போக்குகள் கீழே விவாதிக்கப்பட்டுள்ளன.

7.1.2 மின்னணு அமைப்பு

இந்த தனிமங்களின் இணைதிறன் கூடு மின்னணு அமைப்பு ns2np3 ஆகும். இந்த தனிமங்களில் s ஆர்பிட்டால் முழுமையாக நிரப்பப்பட்டுள்ளது மற்றும் p ஆர்பிட்டால்கள் பாதி நிரப்பப்பட்டுள்ளன, இது அவற்றின் மின்னணு அமைப்பை கூடுதல் நிலையானதாக ஆக்குகிறது.

7.1.3 அணு மற்றும் அயனி ஆரங்கள்

கோவலன்ட் மற்றும் அயனி (ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில்) ஆரங்கள் தொகுதியில் கீழ்நோக்கி அளவில் அதிகரிக்கின்றன. N இலிருந்து P வரை கோவலன்ட் ஆரத்தில் கணிசமான அதிகரிப்பு உள்ளது. இருப்பினும், As இலிருந்து Bi வரை கோவலன்ட் ஆரத்தில் சிறிய அதிகரிப்பு மட்டுமே காணப்படுகிறது. இது கனமான உறுப்பினர்களில் முழுமையாக நிரப்பப்பட்ட d மற்றும்/அல்லது f ஆர்பிட்டால்கள் இருப்பதால் ஏற்படுகிறது.

7.1.4 அயனியாக்கம் என்தால்பி

அணு அளவு படிப்படியாக அதிகரிப்பதால் அயனியாக்கம் என்தால்பி தொகுதியில் கீழ்நோக்கி குறைகிறது. கூடுதல் நிலையான பாதி நிரப்பப்பட்ட $p$ ஆர்பிட்டால்கள் மின்னணு அமைப்பு மற்றும் சிறிய அளவு காரணமாக, தொகுதி 15 தனிமங்களின் அயனியாக்கம் என்தால்பி தொடர்புடைய காலகட்டங்களில் தொகுதி 14 தனிமங்களை விட மிக அதிகமாக உள்ளது. தொடர்ச்சியான அயனியாக்கம் என்தால்பிகளின் வரிசை, எதிர்பார்த்தபடி $\Delta_{i} \mathrm{H_1}<\Delta_{i} \mathrm{H_2}<\Delta_{i} \mathrm{H_3}$ ஆகும் (அட்டவணை 7.1).

7.1.5 எலக்ட்ரான் எதிர்மறைத்தன்மை

எலக்ட்ரான் எதிர்மறைத்தன்மை மதிப்பு, பொதுவாக, அணு அளவு அதிகரிக்கும் போது தொகுதியில் கீழ்நோக்கி குறைகிறது. இருப்பினும், கனமான தனிமங்களில், வித்தியாசம் அவ்வளவு குறிப்பிடத்தக்கதாக இல்லை.

7.1.6 இயற்பியல் பண்புகள்

இந்த தொகுதியின் அனைத்து தனிமங்களும் பல அணுக்கள் கொண்டவை. டைநைட்ரஜன் ஒரு ஈரணு வாயு, அதே நேரத்தில் மற்ற அனைத்தும் திடப்பொருட்கள். உலோகப் பண்பு தொகுதியில் கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கிறது. நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸ் அலோகங்கள், ஆர்செனிக் மற்றும் ஆண்டிமனி உலோகக்கலவைகள் மற்றும் பிஸ்மத் ஒரு உலோகம். இது அயனியாக்கம் என்தால்பி குறைதல் மற்றும் அணு அளவு அதிகரிப்பு காரணமாகும். கொதிநிலைகள், பொதுவாக, தொகுதியில் மேலிருந்து கீழாக அதிகரிக்கின்றன, ஆனால் உருகுநிலை ஆர்செனிக் வரை அதிகரித்து பின்னர் பிஸ்மத் வரை குறைகிறது. நைட்ரஜன் தவிர, மற்ற அனைத்து தனிமங்களும் புறவேற்றுமையைக் காட்டுகின்றன.

7.1.7 வேதியியல் பண்புகள்

ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் மற்றும் வேதியியல் வினைத்திறனில் போக்குகள்

இந்த தனிமங்களின் பொதுவான ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகள் $-3,+3$ மற்றும் +5 ஆகும். அளவு மற்றும் உலோகப் பண்பு அதிகரிப்பதால் -3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை வெளிப்படுத்தும் போக்கு தொகுதியில் கீழ்நோக்கி குறைகிறது. உண்மையில் தொகுதியின் கடைசி உறுப்பினரான பிஸ்மத் -3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் எந்த சேர்மத்தையும் கிட்டத்தட்ட உருவாக்காது. +5 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையின் நிலைத்தன்மை தொகுதியில் கீழ்நோக்கி குறைகிறது. நன்கு வகைப்படுத்தப்பட்ட ஒரே $\mathrm{Bi}(\mathrm{V})$ சேர்மம் $\mathrm{BiF_5}$ ஆகும். +5 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையின் நிலைத்தன்மை குறைகிறது மற்றும் +3 நிலையின் நிலைத்தன்மை (செயலற்ற இணை விளைவு காரணமாக) தொகுதியில் கீழ்நோக்கி அதிகரிக்கிறது. நைட்ரஜன் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரியும் போது $+1,+2,+4$ ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளையும் வெளிப்படுத்துகிறது. பாஸ்பரஸ் சில ஆக்சோ அமிலங்களில் +1 மற்றும் +4 ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளையும் காட்டுகிறது. நைட்ரஜனின் விஷயத்தில், +1 முதல் +4 வரையிலான அனைத்து ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளும் அமிலக் கரைசலில் சமநிலை இழக்க முனைகின்றன. உதாரணமாக

$$ 3 \mathrm{HNO_2} \rightarrow \mathrm{HNO_3}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}+2 \mathrm{NO} $$

இதேபோல், பாஸ்பரஸின் விஷயத்தில், கிட்டத்தட்ட அனைத்து இடைநிலை ஆக்சிஜனேற்ற நிலைகளும் காரம் மற்றும் அமிலம் இரண்டிலும் +5 மற்றும் –3 ஆக சமநிலை இழக்கின்றன. இருப்பினும் ஆர்செனிக், ஆண்டிமனி மற்றும் பிஸ்மத்தின் விஷயத்தில் +3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலை சமநிலை இழப்பைப் பொறுத்தவரை அதிகரித்து நிலையானதாகிறது.

நைட்ரஜன் கோவலன்டன்சியின் அதிகபட்சம் 4 ஆக மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் பிணைப்பிற்கு நான்கு (ஒரு $s$ மற்றும் மூன்று $p$) ஆர்பிட்டால்கள் மட்டுமே கிடைக்கின்றன. கனமான தனிமங்கள் வெளிப்புற கூட்டில் காலியான $d$ ஆர்பிட்டால்களைக் கொண்டுள்ளன, அவை பிணைப்பிற்குப் பயன்படுத்தப்படலாம் (கோவலன்டன்சி) மற்றும் எனவே, $\mathrm{PF_6}^{-}$ இல் உள்ளதைப் போல அவற்றின் கோவலன்சியை விரிவுபடுத்துகின்றன.

நைட்ரஜனின் அசாதாரண பண்புகள்

நைட்ரஜன் அதன் சிறிய அளவு, அதிக எலக்ட்ரான் எதிர்மறைத்தன்மை, அதிக அயனியாக்கம் என்தால்பி மற்றும் $d$ ஆர்பிட்டால்கள் கிடைக்காததால் இந்த தொகுதியின் மற்ற உறுப்பினர்களிலிருந்து வேறுபடுகிறது. நைட்ரஜன் தன்னுடன் மற்றும் சிறிய அளவு மற்றும் அதிக எலக்ட்ரான் எதிர்மறைத்தன்மை கொண்ட பிற தனிமங்களுடன் (எ.கா., C, O) $p \pi-p \pi$ பல பிணைப்புகளை உருவாக்கும் தனித்துவமான திறனைக் கொண்டுள்ளது. இந்த தொகுதியின் கனமான தனிமங்கள் $p \pi-p \pi$ பிணைப்புகளை உருவாக்காது, ஏனெனில் அவற்றின் அணு ஆர்பிட்டால்கள் மிகவும் பெரியதாகவும் பரவலாகவும் உள்ளன, அவை பயனுள்ள மேல்பொருந்துதலைக் கொண்டிருக்க முடியாது. எனவே, நைட்ரஜன் இரண்டு அணுக்களுக்கு இடையே மூன்று பிணைப்புடன் (ஒரு $s$ மற்றும் இரண்டு $p$) ஒரு ஈரணு மூலக்கூறாக உள்ளது. இதன் விளைவாக, அதன் பிணைப்பு என்தால்பி $\left(941.4 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}\right)$ மிக அதிகமாக உள்ளது. இதற்கு நேர்மாறாக, பாஸ்பரஸ், ஆர்செனிக் மற்றும் ஆண்டிமனி $\mathrm{P}-\mathrm{P}, \mathrm{As}-\mathrm{As}$ மற்றும் $\mathrm{Sb}-\mathrm{Sb}$ ஆகியவற்றை ஒற்றை பிணைப்புகளாக உருவாக்குகின்றன, அதே நேரத்தில் பிஸ்மத் தனிம நிலையில் உலோகப் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது. இருப்பினும், ஒற்றை $\mathrm{N}-\mathrm{N}$ பிணைப்பு ஒற்றை $\mathrm{P}-\mathrm{P}$ பிணைப்பை விட பலவீனமானது, ஏனெனில் சிறிய பிணைப்பு நீளம் காரணமாக பிணைப்பற்ற எலக்ட்ரான்களின் அதிக மின்னணு விரட்டலால். இதன் விளைவாக சங்கிலியாக்க போக்கு பலவீனமாக உள்ளது நைட்ரஜன். நைட்ரஜனின் வேதியியலில் பாதிக்கும் மற்றொரு காரணி அதன் இணைதிறன் கூட்டில் $d$ ஆர்பிட்டால்கள் இல்லாதது. அதன் கோவலன்சியை நான்காக மட்டுப்படுத்துவதைத் தவிர, நைட்ரஜன் $d \pi-p \pi$ பிணைப்பை உருவாக்க முடியாது, ஏனெனில் கனமான தனிமங்கள் எ.கா., $\mathrm{R_3} \mathrm{P}=\mathrm{O}$ அல்லது $\mathrm{R_3} \mathrm{P}=\mathrm{CH_2}\mathrm{R}=$ ஆல்கைல் குழுவை உருவாக்க முடியும். பாஸ்பரஸ் மற்றும் ஆர்செனிக் $\boldsymbol{d} \pi-\boldsymbol{d} \pi$ பிணைப்பையும் உருவாக்க முடியும், அவற்றின் சேர்மங்கள் $\mathrm{P}\left(\mathrm{C_2} \mathrm{H_5}\right)_{3}$ மற்றும் $\mathrm{As}\left(\mathrm{C_6} \mathrm{H_5}\right)_3$ போன்றவை லிகண்டுகளாக செயல்படும் போது மாறுநிலை உலோகங்களுடன்.

(i) ஹைட்ரஜனுடன் வினைத்திறன்: தொகுதி 15 இன் அனைத்து தனிமங்களும் $\mathrm{EH_3}$ வகையின் ஹைட்ரைடுகளை உருவாக்குகின்றன, இங்கு $\mathrm{E}=\mathrm{N}, \mathrm{P}, \mathrm{As}, \mathrm{Sb}$ அல்லது $\mathrm{Bi}$. இந்த ஹைட்ரைடுகளின் சில பண்புகள் அட்டவணை 7.2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. ஹைட்ரைடுகள் அவற்றின் பண்புகளில் வழக்கமான படிநிலையைக் காட்டுகின்றன. ஹைட்ரைடுகளின் நிலைத்தன்மை $\mathrm{NH_3}$ இலிருந்து $\mathrm{BiH_3}$ வரை குறைகிறது, இது அவற்றின் பிணைப்பு பிரிகை என்தால்பியிலிருந்து காணலாம். இதன் விளைவாக, ஹைட்ரைடுகளின் குறைக்கும் தன்மை அதிகரிக்கிறது. அம்மோனியா ஒரு லேசான குறைக்கும் முகவர் மட்டுமே, அதே நேரத்தில் $\mathrm{BiH_3}$ அனைத்து ஹைட்ரைடுகளிலும் வலுவான குறைக்கும் முகவராகும். காரத்தன்மையும் $\mathrm{NH_3}>\mathrm{PH_3}>\mathrm{AsH_3}>\mathrm{SbH_3} \geq \mathrm{BiH_3}$ வரிசையில் குறைகிறது.

அட்டவணை 7.2: தொகுதி 15 தனிமங்களின் ஹைட்ரைடுகளின் பண்புகள்

(ii) ஆக்ஸிஜனுடன் வினைத்திறன்: இந்த அனைத்து தனிமங்களும் இரண்டு வகையான ஆக்சைடுகளை உருவாக்குகின்றன: $\mathrm{E_2} \mathrm{O_3}$ மற்றும் $\mathrm{E_2} \mathrm{O_5}$. உறுப்பின் அதிக ஆக்சிஜனேற்ற நிலையில் உள்ள ஆக்சைடு குறைந்த ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை விட அதிக அமிலத்தன்மை கொண்டது. அவற்றின் அமிலத் தன்மை தொகுதியில் கீழ்நோக்கி குறைகிறது. $\mathrm{E_2} \mathrm{O_3}$ வகையின் ஆக்சைடுகள் நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸ் முற்றிலும் அமிலமானவை, ஆர்செனிக் மற்றும் ஆண்டிமனியின் ஆம்போடெரிக் மற்றும் பிஸ்மத்தின் முக்கியமாக காரமானவை.

(iii) ஹாலோஜன்களுடன் வினைத்திறன்: இந்த தனிமங்கள் இரண்டு வரிசை ஹாலைடுகளை உருவாக்க வினைபுரிகின்றன: $\mathrm{EX_3}$ மற்றும் $\mathrm{EX_5}$. நைட்ரஜன் அதன் இணைதிறன் கூட்டில் $d$ ஆர்பிட்டால்கள் கிடைக்காததால் பென்டாஹாலைடை உருவாக்காது. பென்டாஹாலைடுகள் ட்ரைஹாலைடுகளை விட அதிக கோவலன்ட் ஆகும். நைட்ரஜன் தவிர இந்த தனிமங்களின் அனைத்து ட்ரைஹாலைடுகளும் நிலையானவை. நைட்ரஜனின் விஷயத்தில், $\mathrm{NF_3}$ மட்டுமே நிலையானதாக அறியப்படுகிறது. $\mathrm{BiF_3}$ தவிர ட்ரைஹாலைடுகள் இயல்பாக கோவலன்ட் ஆகும்.

(iv) உலோகங்களுடன் வினைத்திறன்: இந்த அனைத்து தனிமங்களும் உலோகங்களுடன் வினைபுரிந்து அவற்றின் பைனரி சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன, அவை -3 ஆக்சிஜனேற்ற நிலையை வெளிப்படுத்துகின்றன, எ.கா., $\mathrm{Ca_3} \mathrm{~N_2}$ (கால்சியம் நைட்ரைடு) $\mathrm{Ca_3} \mathrm{P_2}$ (கால்சியம் பாஸ்பைடு), $\mathrm{Na_3} \mathrm{As_2}$ (சோடியம் ஆர்செனைடு), $\mathrm{Zn_3} \mathrm{Sb_2}$ (துத்தநாக ஆண்டிமோனைடு) மற்றும் $\mathrm{Mg_3} \mathrm{Bi_2}$ (மெக்னீசியம் பிஸ்மத்தைடு).

பதில்

நாம் ஒரு தொகுதியில் கீழ்நோக்கி செல்லும்போது, அணு அளவு அதிகரிக்கிறது மற்றும் தொகுதி 15 தனிமங்களின் ஹைட்ரைடுகளின் நிலைத்தன்மை குறைகிறது. ஹைட்ரைடுகளின் நிலைத்தன்மை $\mathrm{NH_3}$ இலிருந்து $\mathrm{BiH_3}$ க்கு நகரும் போது குறைவதால், ஹைட்ரைடுகளின் குறைக்கும் தன்மை $\mathrm{NH_3}$ இலிருந்து $\mathrm{BiH_3}$ க்கு நகரும் போது அதிகரிக்கிறது.

7.2 டைநைட்ரஜன்

தயாரிப்பு

டைநைட்ரஜன் வணிகரீதியாக காற்றின் திரவமாக்கல் மற்றும் பகுதிப் பகுப்பு வடித்தலால் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. திரவ டைநைட்ரஜன் (b.p. $77.2 \mathrm{~K}$) முதலில் வடிகட்டப்பட்டு, திரவ ஆக்ஸிஜன் (b.p. $90 \mathrm{~K}$) பின்னால் விடப்படுகிறது.

ஆய்வகத்தில், அம்மோனியம் குளோரைடின் நீரிய கரைசலை சோடியம் நைட்ரைட்டுடன் சிகிச்சையளிப்பதன் மூலம் டைநைட்ரஜன் தயாரிக்கப்படுகிறது.

$$ \mathrm{NH_4} \mathrm{CI}(\mathrm{aq})+\mathrm{NaNO_2}(\mathrm{aq}) \rightarrow \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})+\mathrm{NaCl}(\mathrm{aq}) $$

சிறிய அளவு $\mathrm{NO}$ மற்றும் $\mathrm{HNO_3}$ இந்த வினையிலும் உருவாகின்றன; இந்த மாசுகளை பொட்டாசியம் டைக்ரோமேட் கொண்ட நீரிய சல்பியூரிக் அமிலத்தின் வழியாக வாயுவை அனுப்புவதன் மூலம் அகற்றலாம். இது அம்மோனியம் டைக்ரோமேட்டின் வெப்பச் சிதைவின் மூலமும் பெறப்படலாம்.

$$ \left(\mathrm{NH_4}\right)_{2} \mathrm{Cr_2} \mathrm{O_7} \xrightarrow{\text { Heat }} \mathrm{N_2}+4 \mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{Cr_2} \mathrm{O_3} $$

மிகவும் தூய நைட்ரஜன் சோடியம் அல்லது பேரியம் அசைடின் வெப்பச் சிதைவின் மூலம் பெறப்படலாம்.

$$ \mathrm{Ba}\left(\mathrm{N_3}\right)_{2} \rightarrow \mathrm{Ba}+3 \mathrm{~N_2} $$

பண்புகள்

டைநைட்ரஜன் ஒரு நிறமற்ற, மணமற்ற, சுவையற்ற மற்றும் நச்சுத்தன்மையற்ற வாயு. நைட்ரஜன் அணுவிற்கு இரண்டு நிலையான ஐசோடோப்புகள் உள்ளன: ${ }^{14} \mathrm{~N}$ மற்றும் ${ }^{15} \mathrm{~N}$. இது நீரில் மிகக் குறைந்த கரைதிறனைக் கொண்டுள்ளது $\left(23.2 \mathrm{~cm}^{3}\right.$ $273 \mathrm{~K})$ மற்றும் 1 பார் அழுத்தத்தில் ஒரு லிட்டர் நீருக்கு மற்றும் குறைந்த உறைநிலை மற்றும் கொதிநிலைகள் (அட்டவணை 7.1).

அறை வெப்பநிலையில் டைநைட்ரஜன் மிகவும் செயலற்றதாக உள்ளது, ஏனெனில் $\mathrm{N} \equiv \mathrm{N}$ பிணைப்பின் அதிக பிணைப்பு என்தால்பி காரணமாக. இருப்பினும், வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது வினைத்திறன் விரைவாக அதிகரிக்கிறது. அதிக வெப்பநிலையில், இது சில உலோகங்களுடன் நேரடியாக இணைந்து முக்கியமாக அயனி நைட்ரைடுகளையும், அலோகங்களுடன் கோவலன்ட் நைட்ரைடுகளையும் உருவாக்குகிறது. சில பொதுவான வினைகள்:

$$ \begin{aligned} & 6 \mathrm{Li}+\mathrm{N_2} \xrightarrow{\text { Heat }} 2 \mathrm{Li_3} \mathrm{~N} \ & 3 \mathrm{Mg}+\mathrm{N_2} \xrightarrow{\text { Heat }} \mathrm{Mg_3} \mathrm{~N_2} \end{aligned} $$

இது ஹைட்ரஜனுடன் சுமார் $773 \mathrm{~K}$ இல் ஒரு வினையூக்கியின் முன்னிலையில் (ஹேபர் செயல்முறை) இணைந்து அம்மோனியாவை உருவாக்குகிறது:

$$ \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \quad 773 \mathrm{k} \quad 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \quad \Delta_{f} \mathrm{H}^{\ominus}=-46.1 \mathrm{kJmol}^{-1} $$

டைநைட்ரஜன் டைஆக்ஸிஜனுடன் மிக அதிக வெப்பநிலையில் மட்டுமே (சுமார் $2000 \mathrm{~K}$) இணைந்து நைட்ரிக் ஆக்சைடு, NO ஐ உருவாக்குகிறது.

$$ \mathrm{N_2}+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \quad \text { Heat } \quad 2 \mathrm{NO}(\mathrm{g}) $$

பயன்பாடுகள்: டைநைட்ரஜனின் முக்கிய பயன்பாடு அம்மோனியா மற்றும் நைட்ரஜனைக் கொண்ட பிற தொழில்துறை இரசாயனங்கள் (எ.கா., கால்சியம் சயனமைடு) தயாரிப்பதில் உள்ளது. ஒரு செயலற்ற வளிமண்டலம் தேவைப்படும் இடங்களிலும் (எ.கா., இரும்பு மற்றும் எஃகு தொழிலில், வினைத்திறன் கொண்ட இரசாயனங்களுக்கு செயலற்ற நீர்த்துப்போகும் பொருளாக) இது பயன்படுத்தப்படுகிறது. திரவ டைநைட்ரஜன் உயிரியல் பொருட்கள், உணவுப் பொருட்கள் மற்றும் கிரையோஅறுவை சிகிச்சையில் குளிரூட்டியாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

எடுத்துக்காட்டு 7.1 சோடியம் அசைடின் வெப்பச் சிதைவு வினையை எழுதவும்.

தீர்வு சோடியம் அசைடின் வெப்பச் சிதைவு டைநைட்ரஜன் வாயுவைக் கொடுக்கிறது.

$$ 2 \mathrm{NaN_3} \rightarrow 2 \mathrm{Na}+3 \mathrm{~N_2} $$

7.3 அம்மோனியா

தயாரிப்பு அம்மோனியா காற்றிலும் மண்ணிலும் சிறிய அளவில் உள்ளது, அங்கு அது நைட்ரஜன் கரிமப் பொருட்களின் சிதைவால் உருவாகிறது, எ.கா., யூரியா.

$$ \mathrm{NH_2} \mathrm{CONH_2}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O} \rightarrow\left(\mathrm{NH_4}\right)_{2} \mathrm{CO_3} \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH_3}+\mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{CO_2} $$

சிறிய அளவில் அம்மோனியா அம்மோனியம் உப்புகளிலிருந்து பெறப்படுகிறது, அவை காஸ்டிக் சோடா அல்லது கால்சியம் ஹைட்ராக்சைடுடன் சிகிச்சையளிக்கும் போது சிதைகின்றன.

$$ \begin{aligned} & 2 \mathrm{NH_4} \mathrm{Cl}+\mathrm{Ca}(\mathrm{OH})_2 \rightarrow 2 \mathrm{NH_3}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{CaCl_2} \\ & \left(\mathrm{NH_4}\right)_2 \mathrm{SO_4}+2 \mathrm{NaOH} \rightarrow 2 \mathrm{NH_3}+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}+\mathrm{Na_2} \mathrm{SO_4} \end{aligned} $$

பெரிய அளவில், அம்மோனியா ஹேபர் செயல்முறையால் தயாரிக்கப்படுகிறது.

$$ \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \quad \quad \Delta_{f} H^{\ominus}=-46.1 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1} $$

லே சாட்லியரின் கொள்கைக்கு இணங்க, அதிக அழுத்தம் அம்மோனியாவின் உருவாக்கத்தை ஆதரிக்கும். அம்மோனியா உற்பத்திக்கான உகந்த நிபந்தனைகள் $200 \times 10^{5} \mathrm{~Pa}$ (சுமார் 200 atm) அழுத்தம், $\sim 700 \mathrm{~K}$ வெப்பநிலை மற்றும் சமநிலையை அடைவதற்கான விகிதத்தை அதிகரிக்க சிறிய அளவு $\mathrm{K_2} \mathrm{O}$ மற்றும் $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ கொண்ட இரும்பு ஆக்சைடு போன்ற வினையூக்கியைப் பயன்படுத்துவது. அம்மோனியா உற்பத்திக்கான ஓட்ட விளக்கப்படம் படம் 7.1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. முன்பு, இரும்பு மாலிப்டினம் முன்னோடியாக பயன்படுத்தப்பட்ட வினையூக்கியாக பயன்படுத்தப்பட்டது.

பண்புகள்

அம்மோனியா ஒரு நிறமற்ற வாயு, கடுமையான வாசனை கொண்டது. அதன் உறைநிலை மற்றும் கொதிநிலை முறையே 198.4 மற்றும் $239.7 \mathrm{~K}$ ஆகும். திட மற்றும் திரவ நிலைகளில், அது நீர் விஷயத்தைப் போல ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் மூலம் தொடர்புடையது மற்றும் அதன் மூலக்கூறு நிறையின் அடிப்படையில் எதிர்பார்க்கப்பட்டதை விட அதன் உயர் உருகுநிலை மற்றும் கொதிநிலைக்கு காரணம். அம்மோனியா மூலக்கூறு நைட்ரஜன் அணு உச்சியில் உள்ள முக்கோண பிரமிடு வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது. இது கட்டமைப்பில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி மூன்று பிணைப்பு இணைகள் மற்றும் ஒரு தனி ஜோடி எலக்ட்ரான்களைக் கொண்டுள்ளது.

அம்மோனியா வாயு நீரில் அதிகமாக கரையக்கூடியது. அதன் நீரிய கரைசல் $\mathrm{OH}^{-}$ அயனிகளின் உருவாக்கம் காரணமாக பலவீனமான காரமானது.

$$ \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{NH_4}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) $$

இது அமிலங்களுடன் அம்ம