Nitrogen (N) - પરમાણુ બંધારણ

નાઇટ્રોજનની પરમાણુ રચના

નાઇટ્રોજન એ N સંજ્ઞા અને 7 ના પરમાણુ ક્રમાંક સાથેનું એક મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક તત્વ છે. તે એક અધાતુ છે, જે પૃથ્વીના વાતાવરણનો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક બનાવે છે, જે શ્વાસમાં લેવાતી હવાના આશરે 78% જેટલો ભાગ છે. ભારતમાં, યુરિયા જેવા નાઇટ્રોજન-આધારિત ખાતરોનો વ્યાપકપણે કૃષિ ઉત્પાદકતા વધારવા માટે ઉપયોગ થાય છે, જે ખાદ્ય સુરક્ષા જાળવવામાં તેનું મહત્વ દર્શાવે છે.

નાઇટ્રોજન પરમાણુમાં પેટા-પરમાણુ કણો

કોઈપણ તત્વનો પરમાણુ ક્રમાંક (Z) તેના કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોનની સંખ્યા દર્શાવે છે. નાઇટ્રોજન માટે, પરમાણુ ક્રમાંક 7 છે. તટસ્થ પરમાણુમાં, ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા પ્રોટોનની સંખ્યા જેટલી હોય છે. દળ સંખ્યા (A) કેન્દ્રમાં રહેલા પ્રોટોન અને ન્યુટ્રોનની કુલ સંખ્યા દર્શાવે છે. નાઇટ્રોજનના સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિકની દળ સંખ્યા 14 છે ($^{14}\text{N}$).

• પ્રોટોન: તટસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુમાં પ્રોટોનની સંખ્યા 7 છે. આ ધન ભારિત કણો કેન્દ્રમાં રહેલા હોય છે.
• ઇલેક્ટ્રોન: તટસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા 7 છે. આ ઋણ ભારિત કણો કેન્દ્રની આસપાસના ચોક્કસ ઊર્જા સ્તરો અથવા કક્ષાઓમાં રહેલા હોય છે.
• ન્યુટ્રોન: ન્યુટ્રોનની સંખ્યા દળ સંખ્યામાંથી પરમાણુ ક્રમાંક બાદ કરીને ગણવામાં આવે છે. નાઇટ્રોજનના સૌથી સામાન્ય સમસ્થાનિક ($^{14}\text{N}$) માટે, ન્યુટ્રોનની સંખ્યા $14 - 7 = 7$ છે. આ તટસ્થ કણો પણ કેન્દ્રમાં આવેલા હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી

ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી એ પરમાણુ અથવા અણુના ઇલેક્ટ્રોનનું પરમાણુ અથવા મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ્સમાં વિતરણ દર્શાવે છે. નાઇટ્રોજન માટે, 7 ઇલેક્ટ્રોન સાથે, ગોઠવણી આઉફ્બાઉ સિદ્ધાંત, હૂંડના નિયમ અને પાઉલી અપવર્જન સિદ્ધાંતને અનુસરે છે.

• પ્રથમ બે ઇલેક્ટ્રોન $1s$ ઓર્બિટલ ભરે છે: $1s^2$.
• પછીના બે ઇલેક્ટ્રોન $2s$ ઓર્બિટલ ભરે છે: $2s^2$.
• બાકીના ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન $2p$ ઓર્બિટલ્સ ભરે છે: $2p^3$.

આથી, તટસ્થ નાઇટ્રોજન પરમાણુ માટે સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી $\mathbf{1s^2 2s^2 2p^3}$ છે.

સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન

સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોન એ પરમાણુના સૌથી બહારના ઇલેક્ટ્રોન કોષમાં આવેલા ઇલેક્ટ્રોન છે. આ ઇલેક્ટ્રોન મુખ્યત્વે રાસાયણિક બંધનમાં સામેલ હોય છે.

• નાઇટ્રોજનની ઇલેક્ટ્રોન ગોઠવણી ($1s^2 2s^2 2p^3$) માં, સૌથી બહારનો ઇલેક્ટ્રોન કોષ બીજો કોષ (n=2) છે.
• આ કોષમાં $2s$ અને $2p$ બંને ઓર્બિટલ્સમાં ઇલેક્ટ્રોન હોય છે.
• $2s$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા 2 છે.
• $2p$ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા 3 છે.

નાઇટ્રોજન માટે સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની કુલ સંખ્યા $2 + 3 = \mathbf{5}$ છે. 5 સંયોજકતા ઇલેક્ટ્રોનની આ ગણતરી નાઇટ્રોજનની સ્થિર અષ્ટક (નિયોન જેવું) પ્રાપ્ત કરવા માટે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન મેળવવાની, અથવા સહસંયોજક બંધનમાં ઇલેક્ટ્રોન શેર કરવાની લાક્ષણિક વૃત્તિ સમજાવે છે, જે એમોનિયા (NH$_3$) જેવા સંયોજનો બનાવે છે જે ભારતમાં ઉત્પાદિત ઘણા ખાતરો માટે એક મૂળભૂત ઘટક છે.