النيتروجين والأكسجين

2011 الجدول الدوري

ليون غراي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الكيمياء

الينتروجين والأكسجين هما الغازان الرئيسان في الغلاف الجوي للأرض، إذ يشكل النيتروجين نسبة (78 بالمئة) والأكسجين (21 بالمئة) تقريباً من حجم الغلاف الجوي. ومعظم كميات النيتروجين والأكسجين المستخدمة في الصناعات الكيميائية يتم الحصول عليها من الهواء. يكون النيتروجين عند درجة حرارة الغرفة غازاً لا رائحة ولا لون له وغير متفاعل، وذلك بسبب ميل النيتروجين إلى تكوين جزيئات ثنائية الذرّة (انظر الصفحة 63). واستخدامات النيتروجين واسعة تتراوح بين صناعة النشادر وحمض النتريك (ماء النار)،

والأصبغة والمتفجرات والسماد. ويُستخدم النيتروجين السائل كمبرِّد في صناعات كثيرة ومن أجل حفظ العينات الطبية بحالة مجمدة.يؤدي النيتروجين، مثل العديد من اللافلزّات، دوراً مهماً في كيمياء الكائنات الحية، إذ تحتوي جزيئات كثيرة في جسم الإنسان على ذرّات النيتروجين، ونحصل على النيتروجين من خلال تناول النباتات التي تستخلصه بدورها من التربة. وتتمثل إحدى الطرق التي يدخل

فيها النيتروجين إلى التربة خلال العواصف الرعدية، حيث يجبر البرق ذرّات النيتروجين والأكسجين الموجودة في الهواء على التفاعل معاً لإنتاج أكاسيد النيتروجين التي تنجرف إلى داخل التربة بواسطة المطر. وتستطيع البكتيريا

الموجودة في التربة أيضاً أن تحول النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي إلى مركّبات تسمى النترات التي يستهلكها النبات فيما بعد.يوجد كل من النيتروجين والأكسجين في الطبيعة عادة كحزيئات ثنائية الذرّة (انظر المربع في الأعلى). ويوجد الأكسجين أيضاً كجزيء أوزون (O3) يضم ثلاث

ذرّات أكسجين. ومثل النيتروجين، فإن الأكسجين غاز غير غير مرئي ولا رائحة له. وتتفاعل العديد من المواد مع الأكسجين في الهواء إذا ما بقيت مكشوفة. فبكل بساطة لا يتطلب الاحتراق إلا تسخين مادة ما في الهواء حتى تبدأ التفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء. يمكن تخزين الأكسجين كسائل من أجل استخدامه بصورة رئيسة في صناعة الفولاذ. كما يُستخدم الأكسجين السائل كوقود للصواريخ. والأكسجين عنصر حيوي للحيوانات لأنها تحتاج إليه في عملية تنفسها، في حين تقوم النباتات بإنتاج الأكسجين خلال عملية تسمى البناء الضوئي (انظر المجلد التاسع، الصفحات 42-41).