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窒素の発見 Part5

2009年11月26日 00:04

 19世紀初頭 ドルトン は複数種の窒素酸化物を研究することで、窒素と酸素
それぞれ単体のガスが結合してできていることを発見しました。

 実は窒素化合物の多くは、他の物質と反応しやすい有害物質なのです。
これは窒素が他の原子と結合する方法に答えが隠されています。
 原子には、それぞれ電子という小さな粒子が含まれています。この電子
は原子の中心の原子核のまわりを廻っていて他の原子と化学的に結合しま
す。このときの窒素原子には電子が7個あって、そのうち2個が原子核の近く
を周回し、残りの5個がその外側を廻っています。電子は、通常2個か8個の
グループにまとまりますが、5個の窒素を8個のグループにまとめるには3個
の電子が不足してますので、ほかに3個の電子を余計に持っている原子と結
び付きやすいのです。
 例えば、水素原子はハンパな電子を1個持っていて、他の原子の電子と過
不足分を補い合おうとしています。水素原子が3つあって窒素原子が一つあると
4つの原子がすべて電子同士補い合うことが出来るので安定します。それが
アンモニア NH3 なのです。
 空気中では、窒素はN2の分子となって存在しています。これは窒素と窒素
の電子3個同士が共有して三重結合して安定しているのです。窒素の分子は
たいへん安定しており、他の元素と反応することがあまりないのはこのためな
のです。
 ちなみに酸素は空気中で窒素と同じように分子として存在しています。ですが
酸素原子同士2個の原子を互いに持ち合い、二重結合で結ばれいているので
窒素よりも結合がゆるいわけです。そのため酸素ガスは、他の元素と結び付い
てしまうのです。

 一酸化窒素は、酸素と窒素が2個の電子で結合していますが、外周に7個の
電子しか持たないので完全な状態になるには1個不足しています。このため他
の物質と簡単に反応して安定状態になろうとするのです。二酸化窒素になると
酸素原子の2個の電子が不安定になり、更に他の物質と結合したがるというこ
とは反応性がより高くなるのです。
 雨の日に空気中に浮遊する二酸化窒素は、水に溶け込み、硝酸に変化して
地面に滲みこみます。土の中で金属イオンのカリウムと反応すると、カリウムは
外周電子が不安定なので、硝酸の中の水素原子と入れ替わり硝酸カリウム
KNO3)が生成します。この物資は古来1000年まえから中国で応用が進み
爆竹の原料へと発展する硝石なのです。


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 11月26日 木曜日
 天気 はれ
 ボンベ庫の温度 朝11℃、昼13℃、夜13℃

です。
 とても温かい一日でしたね。
朝一番の内科医玄関先での順番待ち列がかなり長かったようです。
まだまだインフルエンザなどはやっていますので、うがい、手洗い
足元を温かく、睡眠時間を出来るだけ長くとりましょう!

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