חנקן

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

קפיצה אל: ניווט, חיפוש
ערך זה עוסק ביסוד הכימי חנקן. אם התכוונתם לציפור, ראו חנקן (ציפור).
חמצן - חנקן - פחמן
 

N
P  
 
 

כללי
מספר אטומי 7
סמל כימי N
סדרה כימית אל מתכת
צפיפות 1.2506 kg/m3
מראה חסר צבע
תכונות אטומיות
משקל אטומי 14.0067 amu
רדיוס ואן דר ולס 155 pm
סידור אלקטרונים ברמות אנרגיה 2, 5
תכונות פיזיקליות
מצב צבירה בטמפ' החדר גז
טמפרטורת התכה -210.01C
טמפרטורת רתיחה -195.65C
לחץ אדים ____Pa ב ____K
מהירות הקול 334 מטר לשנייה ב298.15K
שונות
אלקטרושליליות 3.04
קיבול חום סגולי 1040 J/(kg·K)
מוליכות חשמלית ____ 106/m·Ω
מוליכות תרמית 0.02598 W/(m·K)
אנרגיית יינון ראשונה 1402.3 kJ/mol
אנרגיית יינון שנייה 2856 kJ/mol
אנרגיית יינון שלישית 4578 kJ/mol
אנרגיית יינון רביעית 9444.9 kJ/mol

חנקן (Nitrogen, הידוע גם בשם Azot) הוא יסוד כימי שסימנו N ומספרו האטומי 7.
מולקולת החנקן מורכבת משני אטומי חנקן הקשורים ביניהם בקשר קוולנטי משולש (N≡N) ומסומלת כ-N2. החנקן הוא היסוד בעל המסה האטומית הקטנה ביותר ביחס למספר האלקטרונים שלו.

תוכן עניינים

[עריכה] תכונות

החנקן הוא יסוד שכיח יחסית, גז חסר טעם, ריח וצבע בטמפרטורת החדר, המהווה בקירוב 78 אחוזים מאטמוספירת כדור הארץ. לחנקן יש את האלקטרושליליות השלישית הגבוהה ביותר בטבלה המחזורית - 3.0 (לפלואור יש את הגבוהה ביותר). חנקן גזי דו אטומי (N2) הוא גז אדיש מבחינה כימית.

[עריכה] היסטוריה

חנקן (באנגלית Nitrogen, בעברית משמעות מהמלה ממקור "חנק") התגלה על ידי דניאל רותרפורד ב-1772. מרכיב מהאוויר שלא ניתן להבעיר בו אש היה ידוע במאה ה-18 לכימאים. החנקן נחקר על ידי קרל וילהלם שלה (Carl Wilhelm Scheele), הנרי קבנדיש (Henry Cavendish) וג'וסף פריסטלי (Joseph Priestley) שהתייחסו אליו כאל "אוויר שרוף". תרכובות חנקן היו ידועות בימי הביניים. אלכימאים הכירו את החומצה החנקתית בתור Aqua Fortis ותערובת של חומצה חנקתית וחומצה הידרוכלורית (HCl) נקראו Aqua Regia (או מי מלך) שהתפרסמה בזכות יכולתה להמיס זהב.

[עריכה] צורה בטבע

חנקן הוא הגז הנפוץ ביותר באטמוספירה של כדור הארץ (78.084% מהנפח, 75.5% מהמשקל), הוא המקור היחיד לתעשייה לחנקן נוזלי, שמעובה מהאוויר. בחלל התגלו מגוון תרכובות חנקן. חנקן נוצר בתהליכי היתוך גרעיני בכוכבים. חנקן מהווה חלק גדול מפסולת בע"ח, בדרך כלל בצורת שתן, חומצת שתן ותוצרים אחרים של אורגניזמים שונים. חנקן מולקולרי (N2) נמצא באטמוספירה של טיטאן (אחד מירחי שבתאי) ועכשיו התגלה בחלל הבין כוכבי על ידי David Knauth ושותפיו בעזרת טלסקופ אולטרה סגול.

[עריכה] תפקיד ביולוגי

עמוד ראשי
ערך מורחב – מחזור החנקן

חנקן הוא רכיב חיוני בכל בעלי החיים, נמצא בבסיסים חנקניים המרכיבים את ה DNA ו RNA ובחומצות האמיניות שהינם אבני בניין של החלבון. חנקן יכול גם לשמש כמקור אנרגיה לחיידקים אנארוביים.

תפקיד החנקן בצמח הוא להוות מרכיב בחומצות האמיניות, בחלבונים, בנוקלאוטידים, בחומצות הגרעין, בכלורופיל, ב-ATP, בהורמונים ובקואנזימים. מחסור בחנקן גורם לכלרוזה ובמקרים חמורים העלים מצהיבים לגמרי, משחימים ולאחר מכן מתים לחלוטין. בנוסף, עלולים להצטבר על הצמח פיגמנטים סגולים, הצמח מפסיק לגדול וישנם עלים מעטים בלבד.

מחזור החנקן
מחזור החנקן

[עריכה] שימושים

לחנקן שימושים רבים כיום, הנה כמה דוגמאות:

  • חנקן משמש רכיב עיקרי במגוון תרכובות חשובות, ביניהן אמוניה וציאניד (חומצה ציאנית).
  • כשמייצרים נוזלים נפיצים ממלאים את חלל האוויר בחדר הייצור בחנקן, מכיוון שהוא אדיש מבחינה כימית.
  • חנקן נוזלי משמש לקירור עקב טמפרטורת הרתיחה הנמוכה שלו ומפיקים אותו על ידי זיקוק ודחיסה מאוויר.
  • מלחי חומצה חנקתית הם תרכובות חשובות. לדוגמה, אשלגן חנקתי (KNO3) שמשמש חומר גלם לייצור אבק שריפה ודשן מצוין.
  • תרכובות חנקן אורגניות כמו למשל ניטרוגליצרין ו־TNT משמשות כחומר נפץ.
  • חומצה חנקתית משמשת כחומר מחמצן לדלק טילים. הידרזין (N2H4) ונגזרותיו משמשות לעתים כדלק טילים.
מיכל לאחסון חנקן נוזלי
מיכל לאחסון חנקן נוזלי
  • בשימוש רפואי משמש חנקן נוזלי להסרת יבלות. מדובר בחנקן הנמצא בטמפרטורה הנמוכה ממינוס 200 מעלות צלזיוס. יכולת החנקן להקפיא תאים חיים באה לידי ביטוי ברפואה בכך שהקפאת היבלת מקפיאה גם את התאים בה, ומסייעת להורדת היבלת. חנקן זה מכונה "אש קרה".

[עריכה] אמצעי זהירות

דשנים וזבל כימי שמכילים חנקן הם מקור חמור לזיהום נהרות ומקווי מים. תרכובות שמכילות קבוצת ציאנו (CN) מאוד רעילות ויכולות לגרום למוות בכמויות קטנות אצל יונקים.

[עריכה] קישורים חיצוניים


מקור: http://he.wikipedia.org/wiki/%D7%97%D7%A0%D7%A7%D7%9F
כלים אישיים