Nito hay nitơ là nguyên tố hoá học có tính ứng dụng cao trong đời sống của con người. Để giúp có thêm kiến thức về nito phục vụ cho việc học tập hay nghiên cứu thì bạn phải biết được nito hoá trị mấy.
Trong bài viết dưới đây, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu hoá trị của nito. Bên cạnh đó sẽ là những hiểu biết về tính chất và ứng dụng của nó trong cuộc sống. Khám phá ngay bạn nhé
Nito hoá trị mấy?
Nguyên tử nito (N) tham gia vào nhiều hợp chất với các số oxi hóa khác nhau, do đó có nhiều hóa trị khả dụng. Sự linh hoạt này phản ánh khả năng của nito chia sẻ hay nhận electron trong quá trình tạo ra các hợp chất hóa học.
Hóa trị II: Trong một số hợp chất, như hydrazine (N₂H₄), nguyên tử nitơ có thể có số oxi hóa là -2, thể hiện khả năng nhận hai electron.
Hóa trị III: Nito thường xuất hiện với số oxi hóa là +3 trong các hợp chất như nitrat (NO₃⁻), trong đó nito đã mất ba electron.
Hóa trị IV: Trong một số trường hợp, nito có thể có số oxi hóa là +4, như trong nitrit (NO₂⁻), nơi mà nó đã mất đi hai electron.
Bài viết này được đăng lần đầu tiên trên website Bảng tuần hoàn hóa học. Mọi trang web khác sử dụng nội dung này đều là copy!
Ngoài ra, nito còn tham gia vào các hợp chất khác với các số oxi hóa khác nhau tùy thuộc vào môi trường và nguyên tố khác mà nó tương tác. Tóm lại, có thể nói rằng nito có nhiều hóa trị, và số oxi hóa của nó phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của phản ứng hoá học.
Các tính chất của nito
Nitơ (N) là một nguyên tố hóa học có số nguyên tử 7 trong bảng tuần hoàn hoá học. Dưới đây là một số tính chất cơ bản của nitơ:
Đồng vị của nito
Đồng vị của một nguyên tố là các nguyên tử có cùng số proton trong hạt nhân nhưng khác số neutron, dẫn đến khác nhau về trọng lượng nguyên tử. Nito (nitrogen) có một số đồng vị quan trọng, trong đó phổ biến nhất là ^14N và ^15N.
^14N (Nitơ-14):
- Chiếm khoảng 99.63% tỷ lệ tự nhiên của nito.
- Gồm 7 proton và 7 neutron trong hạt nhân.
- Đây là đồng vị phổ biến nhất và ổn định.
^15N (Nitơ-15):
- Chiếm khoảng 0.37% tỷ lệ tự nhiên của nito.
- Gồm 7 proton và 8 neutron trong hạt nhân.
- ^15N thường được sử dụng trong phương pháp phổ hạt nhân (NMR) để nghiên cứu cấu trúc phân tử và tương tác phân tử trong hóa học và sinh học.
- Tính chất của các đồng vị nito bao gồm ổn định hạt nhân và ảnh hưởng đến tính chất hóa học của nguyên tố này.
- Sự hiện diện của ^15N trong phân tử có thể được sử dụng để theo dõi và đánh giá các quá trình hóa học và sinh học trong các nghiên cứu khoa học.
Tính chất vật lý
Dạng và trạng thái: Nitơ tồn tại dưới dạng khí ở điều kiện tiêu chuẩn (0 ºC, 1 atm) và là một khí không màu, không mùi, không vị. Dưới áp suất và nhiệt độ thích hợp, nitơ có thể chuyển đổi thành dạng lỏng và rắn.
Khối lượng riêng: Nitơ có khối lượng riêng khoảng d=28/29 so với không khí. Điều này làm cho nó nhẹ hơn không khí và tạo ra một môi trường trong trạng thái không khí.
Nhiệt độ sôi: Nitơ có điểm sôi ở -196 ºC, là một trong những chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp nhất. Điều này làm cho nitơ trở thành một chất lạnh hiệu quả trong nhiều ứng dụng, như bảo quản mẫu sinh học và làm lạnh công nghiệp.
Nhiệt độ đông lạnh: Điểm đóng đông của nitơ là -210 ºC, là một trong những chất rắn có nhiệt độ đóng đông thấp nhất.
Tan trong nước: Nitơ ít tan trong nước. Điều này có nghĩa là nó không tạo ra một dung dịch đặc biệt dẫn điện khi hòa tan trong nước.
Khả năng cháy: Nitơ không duy trì sự cháy và không hỗ trợ sự hô hấp. Điều này có nghĩa là nó không phản ứng với oxi trong không khí để cháy và không gây độc tố khi hít thở. Nó an toàn để sử dụng trong môi trường không khí.
Tính chất hoá học
Số oxi hóa: Nitơ có nhiều số oxi hóa khác nhau, bao gồm -3, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Trong các hợp chất nitơ, nguyên tử nitơ có thể hiển thị nhiều trạng thái oxi hóa khác nhau.
Tính oxi hóa và tính khử của N₂: Trong phân tử nitơ (N₂), mỗi nguyên tử nitơ có số oxi hóa là 0, do đó phân tử này vừa thể hiện tính oxi hóa và tính khử. Điều này đặc biệt quan trọng khi nitơ tham gia vào các phản ứng hóa học.
Năng lượng liên kết và tính trơ hoá học: Năng lượng liên kết của nitơ là khá cao, đặc biệt là trong phân tử N₂. Ở nhiệt độ thường, nitơ khá trơ hóa học do liên kết ba này khó bị phá vỡ. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, nitơ trở nên hoạt động hơn và có thể tham gia vào các phản ứng hóa học.
Tính oxi hoá và tính khử trong các phản ứng cụ thể:
- Tác dụng với Hidro: Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có xúc tác, nitơ phản ứng với hidro tạo amoniac (NH₃). Đây là một phản ứng có tính chất oxi hóa của nitơ.
- Tác dụng với kim loại: Ở nhiệt độ thường, nitơ chỉ tác dụng với liti tạo liti nitrua (6Li + N₂ → 2Li₃N). Ở nhiệt độ cao, nitơ tác dụng với nhiều kim loại tạo các nitrua khác nhau.
- Tính khử trong phản ứng với oxi: Ở nhiệt độ cao (3000 ºC), nitơ phản ứng với oxi tạo nitơ monoxit (NO).
- Tác dụng với oxi không khí: Ở điều kiện thường, nitơ monoxit tác dụng với oxi không khí tạo nitơ đioxit (NO₂).
- Các oxit khác của tơ: Các oxit khác của nitơ như N₂O, N₂O₃, N₂O₅ không được điều chế trực tiếp từ nitơ và oxi.
Tóm lại, nitơ thể hiện đồng thời tính oxi hóa và tính khử trong các phản ứng với các nguyên tố và hợp chất khác, dựa vào số oxi hóa và điều kiện phản ứng cụ thể.
Các ứng dụng của nito trong cuộc sống
Nito được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong cuộc sống:
Trong y học và bảo quản sinh học: Nitơ lỏng được sử dụng rộng rãi trong y học, đặc biệt là trong bảo quản tinh trùng, phôi, máu và tế bào gốc. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ và cung cấp niềm hy vọng sinh sản cho những người mắc bệnh và muốn giữ tình trạng sinh sản sau này.
Phẫu thuật lạnh và chăm sóc da: Nitơ được sử dụng trong phẫu thuật lạnh để loại bỏ sẹo, mụn có, và vết chai sần. Đồng thời, nó cũng được áp dụng trong công nghệ làm đẹp để tạo ra kem khói và làm bóng da.
Công nghiệp kim loại và hàn cắt: Trong luyện kim, nitơ được sử dụng để làm trơ khí quyển và kiểm soát oxy trong quá trình hàn cắt. Nitơ cũng giúp tạo môi trường không oxi, chống mài mòn và tăng tuổi thọ cho kim loại.
Sản xuất và bảo quản thực phẩm: Trong công nghiệp thực phẩm, nitơ lỏng được sử dụng để làm đông lạnh thực phẩm, giữ cho chúng tươi ngon và bảo quản lâu. Nitơ còn được áp dụng để tạo khói, làm bánh kem, kem và cocktail.
Công nghiệp dầu khí: Nitơ được sử dụng trong khai thác dầu khí để tạo áp suất và đẩy dầu lên bề mặt. Khí nitơ cung cấp tính chất không phản ứng và khả năng nén cao, làm giảm chi phí và đảm bảo an toàn trong quá trình khai thác.
Chăm sóc động vật và bảo vệ nòi giống: Nitơ lỏng được dùng để đông lạnh tinh trùng và phôi trong chăn nuôi, bảo vệ nòi giống và ngăn chặn nguy cơ tuyệt chủng của các loài động vật.
An toàn và kiểm soát khí: Nitơ thường được sử dụng để kiểm soát khí trong các ngành công nghiệp, chẳng hạn như xử lý bình chứa, làm trơ bình khí và ngăn chặn sự cháy nổ trong các môi trường nguy hiểm.
Sản xuất và kỹ thuật an toàn: Nitơ lỏng được ứng dụng trong sản xuất và kiểm soát quy trình sản xuất các sản phẩm như linh kiện điện tử, chế tác trang sức vàng bạc, cũng như trong kỹ thuật an toàn như làm mát cho CPU và GPU.
Những ứng dụng đa dạng này của nitơ không chỉ đóng góp vào các ngành công nghiệp mà còn mang lại nhiều lợi ích trong y học, chăm sóc động vật, thực phẩm và an toàn môi trường.
Vừa rồi, chúng ta vừa đi tìm hiểu nito hoá trị mấy. Hy vọng rằng bài viết này giúp bạn có thêm kiến thức hay và bổ ích về hoá trị của nito cũng như các tính chất vật lý, hoá học hay ứng dụng của chúng trong đời sống hiện tại.