وظائف النيتروجين: ما هي ، أمثلة ، تمارين

الى وظائف النيتروجين هي مجموعة من مركبات العضوية التي تحتوي على ذرات نتروجين تعلق على سلسلة الكربون. تتميز بمجموعاتها الوظيفية الخاصة ، وهي مجموعات من الذرات متصلة بتكوين معين والتي تحدد الخصائص المميزة لكل وظيفة.

وظائف النيتروجين هي:

• الأمينات;

• أميدات;

• مركبات النيترو;

• النتريل;

• الأيزونتريل.

اقرأ أيضا:ما هي وظائف الأكسجين؟

ملخص وظائف النيتروجين

• وظائف النيتروجين هي مركبات عضوية تحتوي على ذرات من النيتروجين.

• الأمينات ، الأميدات ، مركبات النتروجين ، النتريل والأيزونيتريل هي وظائف النيتروجين.

• تتميز الوظائف غير العضوية بمجموعتها الوظيفية.

• الأمينات مشتقة من إحلال الهيدروجين من الأمونيا بواسطة جذور الألكيل.

• تمتلك الأميدات نفس ذرة الكربون المرتبطة بالنيتروجين والكربون. الأكسجين.

• تحتوي مركبات النيترو على مجموعة -NO.₂.

• تتميز النتريل بوجود رابطة ثلاثية بين الكربون والنيتروجين.

• الايزونيتريل لها رابطة ثلاثية بين النيتروجين و كربون، مع النيتروجين المرتبط بسلسلة الكربون.

درس فيديو عن الدوال النيتروجينية

ما هي وظائف النيتروجين؟

وظائف النيتروجين هي مجموعة من الوظائف العضوية التي تحتوي على ذرة النيتروجين في بنيتهابالإضافة إلى ذرات الكربون والهيدروجين. هم: الأمينات ، الأميدات ، مركبات النتروجين ، النتريل والأيزونيتريل ،

ما يميز الوظائف النيتروجينية هو المجموعات الوظيفية الخاصة بكل منها ، وهي الترتيب الهيكلي للذرات المسؤولة عن خصائص المادة.

ما هي وظائف النيتروجين؟

• • الأمينات

الوظيفة العضوية المنجم تتميز عن طريق ربط سلسلة كربون واحدة على الأقل بذرة النيتروجين. المجموعة الوظيفية للأمينات هي -N-R₁ص₂ص₃ (المجموعات R عبارة عن سلاسل كربون أو ذرات هيدروجين ، واحدة منها على الأقل عبارة عن سلسلة كربون).

الأمينات مشتقة من الأمونيا (NH₃) ، مع استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر بذرات كربون أو بروابط ألكيل. هم المواد الأساسية ، وترك الرقم الهيدروجيني أكثر من 7 في محلول مائي.

يتم تصنيفها وفقًا لكمية ذرات الهيدروجين التي تم استبدالها بروابط الكربون (مجموعات ألكيل أو أريل) ، والتي تسمى بدائل.

- الأمينات الأولية: لها بديل كربون واحد.

- الأمينات الثانوية: لديها اثنين من بدائل الكربون.

- الأمينات الثلاثية: تحتوي على ثلاثة بدائل كربونية ، أي أن ذرة النيتروجين لم تعد مرتبطة بأي ذرة هيدروجين ، مما يؤدي إلى إنشاء ثلاثة روابط بسيط مع ذرات الكربون.

أ تسمية للأمينات يتبع إرشادات IUPAC (الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية). في حالة الأمينات الأولية ، يأخذ بناء الاسم في الاعتبار عدد الكربون (البادئة) ، وطبيعة الرابطة بين الكربون (إنفكس) والمصطلح المستخدم المنجم للاحقة (نهاية الكلمة).

انظر المثال:

عند تعيين أرقام للكربون لموقع الجذور ، قم بتعيين أقل عدد ممكن للذرة الأقرب إلى مجموعة NH.₂.

بالنسبة للأمينات الثانوية والثالثية ، تعتبر التسمية أطول مجموعة بديلة مرتبطة بالنيتروجين كسلسلة رئيسية ، ويتم كتابة الروابط الأخرى بالبادئة التي تشير إلى عدد الكربون واللاحقة -انا، بحرف N قبلهم.

مثال:

• • أميدات

الوظيفة العضوية الأميد يتميز ربط مجموعة كربونيل (C = O) بذرة النيتروجين، حيث يمكن ربط النيتروجين بذرات الكربون أو الهيدروجين.

الأميدات هي مواد أساسية، وترك الرقم الهيدروجيني فوق 7 في محلول مائي. تنتمي مادة اليوريا إلى مجموعة الأميدات وهي مركب موجود بشكل طبيعي في البول ، مشتق من عمليات التحلل التي تحدث في الكائنات الحية.

اليوريا أميد.

الأميدات مميزة اعتمادًا على مستوى استبدال النيتروجين. مثله:

- الأميدات الأولية: امسك ذرتين من الهيدروجين مع النيتروجين.

- الاميدات الثانويةأو أحادي الاستبدال: تم استبدال أحد الهيدروجين بـ سلسلة الكربون، لذلك يحافظ النيتروجين على رابطة واحدة مع الهيدروجين.

- أميدات من الدرجة الثالثةأو نازح: لم يعد للنيتروجين روابط هيدروجينية ، تم استبدالها جميعًا بالكربون.

أميدات تم تسميته وفقًا لـ IUPAC، يتم تسمية الجزيئات حسب التسلسل:

في الأميد المتفرّع ، تشارك ذرة الكربون لمجموعة الأميد في السلسلة الرئيسية ، ويجب أن يبدأ تعداد الكربون بها. ينظر:

في الأميدات الأحادية المستبدلة أو غير المستبدلة ، فإن يشير الحرف N إلى موقع الفرع وهو مرتبط بذرة النيتروجين. إذا كان هناك جذري آخر في السلسلة ، فسيتم كتابته بعد تحديد الجذر بالإشارة إلى N.

• • مركبات النيترو

أنت مركبات النيترو هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة نيترو (-NO₂) متصلة بسلسلة كربون، والتي يمكن أن تكون أليفاتية (مفتوحة أو خطية) أو عطرية.

أ السمة الرئيسية لهذه المواد هي قوتها التفجيرية. ترتبط القدرة التفجيرية بمركبات النيترو العطرية ، وكلما زاد عدد مجموعات النيترو ، زاد الانفجار. تستخدم مركبات النيترو الأليفاتية في المختبرات كمذيبات عضوية.

Trinitrotoluene (TNT) هو مركب نيترو يستخدم كمتفجر.

تتكون التسمية لهذه المركبات من الكلمة نيترو متبوعًا باسم الهيدروكربون (بادئة + infix + نهاية -ا).

انظر بعض الأمثلة:

• النتريل

النتريل مركبات عضوية تتميز بـ رابطة ثلاثية بين ذرة كربون وذرة نيتروجين، تقديم المجموعة الوظيفية - C ≡ N. في النيتريل يكون النيتروجين في النهاية والكربون مرتبط مباشرة بسلسلة الكربون.

النتريل يُعرف أيضًا باسم السيانيد، لأنها مشتقة من التفاعلات مع حمض الهيدروسيانيك (HCN).

هم مواد سامة للإنسان، لأنها يمكن أن تشكل حمض الهيدروسيانيك داخل الجسم عن طريق ملامسة حمض المعدة ، مما يمنع عمليات التنفس الخلوي من الخلايا.

في الطبيعة ، يمكن العثور على النتريل في بعض الفاكهة ذات النواة ، ولكن بتركيز منخفض جدًا ، ولا يمثل مخاطر ، وفي أوراق الكسافا البرية.

تحتوي الكسافا البرية على مركبات مشتقة من النتريل.

تحدد قاعدة Iupac لتسمية النتريل هذا المصطلح النتريل تضاف كلاحقة:

انظر بعض الأمثلة:

الشكل المعتاد لتسمية النتريل هو السيانيد + الاسم الراديكالي.

• • الأيزونتريل

Isonitriles ، أو isonitriles ، هي مركبات تتكون من رابطة ثلاثية بين ذرة كربون وذرة نيتروجين، تقديم المجموعة الوظيفية - R ≡ C. في isonitriles ، يكون الكربون في النهاية والنيتروجين مرتبط مباشرة بسلسلة الكربون.

تختلف isonitriles عن النيتريل بسبب موضع ذرات النيتروجين والكربون ، و في isonitriles ، يتميز النيتروجين بأنه ذرة مغايرة.، حيث يتم وضعها بين كربونين.

إنها أنواع غير مستقرة ويمكن أن تتحول إلى نيتريل في درجات حرارة مرتفعة. تؤدي تفاعلات حمض الإيزوسيانيديك إلى ظهور أيزونتريل ، ولهذا تُعرف هذه المركبات أيضًا باسم إيزوسيانيد.

تتبع جزيئات الأيزونتريل قاعدة Iupac للتسمية:

انظر بعض الأمثلة:

تطبيقات وظائف النيتروجين

المواد التي تنتمي إلى الوظائف النيتروجينية لها تطبيقات عديدة ، خاصة في المجال الصناعي ، لتصنيع البوليمراتوالمطاط والألياف الاصطناعية والمستحضرات الصيدلانية والكيماويات الزراعية ومبيدات الآفات والمتفجرات.

الى تستخدم الأمينات في إنتاج الأصباغوالصابون والمخدرات في عملية تقسية المطاط، والمتفجرات والعمليات الصناعية الأخرى ، وتوجد أيضًا في النباتات وتتشكل في عمليات تحلل المواد العضوية.

الأصباغ مشتقة من الأنيلين ، وهو أمين.

الى الأميدات لها تطبيقات واسعة في القطاع الصناعي والكيميائي، كونها موجودة في إنتاج البوليمرات (مثل النايلون والبولي يوريثين) والراتنجات والمتفجرات ، اسمدةومبيدات الحشرات والأسمدة والأدوية.

النايلون مشتق من الأميدات.

أنت مركبات النيتروتطبيقه الرئيسي هو تصنيع المتفجرات. التي تستخدم في القطاع العسكري والصناعي والمعدني (لاستخراج المواد الخام). أحد أشهر مركبات النيتروتروتولوين هو trinitrotoluene ، المعروف شعبياً باسم مادة تي إن تي. التطبيقات الأخرى لمركبات النيترو في إنتاج مبيدات حشرية، مبيدات الجراثيم ، الأصباغ ، تكرير البترول ، إلخ.

تتكون المتفجرات من مركبات النيترو.

الى تستخدم النتريل كمذيبات عضوية في المختبر وفي الصناعة ، والمشاركة في عمليات استخراج وتصنيع بعض الألياف الاصطناعية والبوليمرات البلاستيكية والأصباغ والأسمدة.

الأكريلونيتريل هو نتريل يستخدم في تصنيع أنواع مختلفة من البلاستيك.

الى يتم استخدام الأيزونتريل في عمليات مختلفة لإنتاج المركبات العضوية، مثل المذيبات ، والمشاركة في تصنيع الكيماويات الزراعية ومبيدات الآفات والمطاط والبلاستيك.

اقرأ أيضا:الهاليدات - المواد التي تحتوي على ذرات هالوجين مرتبطة بسلسلة الكربون

تمارين حلها على وظائف النيتروجين

السؤال رقم 1

(معدل FPS-PE) إن تطبيق المركبات النيتروجينية في الكيمياء العضوية الاصطناعية متنوع للغاية ويتضمن تحضير الأدوية والأصباغ والمتفجرات والفيتامينات. انظر إلى المركبات أدناه.

حول هذه المركبات ، ضع علامة على العبارة غير الصحيحة.

أ) مادة تي إن تي هي مركب نيترو.

ب) الجزء النيتروجيني من فلوكستين هو أمين ثانوي.

ج) يصنف الأمفيتامين على أنه أميد أساسي.

د) النيلي له حلقات غير متجانسة في بنيته.

هـ) الجزء النيتروجيني من الباراسيتامول هو أميد.

دقة:

الحرف ج

البند ال صحيح ، لأن مادة تي إن تي مركب نيترو لأنه لا يحتوي على مجموعات₂.

البند ب صحيح. الجزء النيتروجيني من فلوكستين هو أمين ثانوي لأنه مرتبط بقطعتين من الكربون.

البند ث غير صحيح ، حيث يصنف الأمفيتامين على أنه أمين أساسي ، وليس أميد. لاحظ أن المجموعة الحالية هي NH₂. إذن هذا هو جوهر السؤال.

البند د صحيح ، لأن النيلي له حلقات غير متجانسة في بنيته ، أي حلقات مكونة من ذرات الكربون وعنصر آخر - في هذه الحالة ، النيتروجين.

البند إنها صحيح ، لأن الباراسيتامول أميد ، يقدم الكربون المرتبط بالنيتروجين والأكسجين.

السؤال 2

(UFMS) يربا ماتي (إليكس باراجوارينيس) ، في الأصل من أمريكا الجنوبية ، يستخدم كمشروب منشط ومنشط. يمكن استخدام المنتج الذي تم الحصول عليه عن طريق معالجة أوراق المتة في التحضير chimarrão و tereré ، من بين المشروبات الأخرى التي يتم تناولها بشكل شائع وثقافيًا في مناطق الأرجنتين وباراغواي و البرازيل. يرجع الاهتمام الكبير في المتة إلى المركبات الكيميائية الموجودة ، نظرًا لخصائصها المضادة للأكسدة والمنشطة والمدر للبول.

(متوفر في: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/3158/1/PG_PPGEP_Henrique%2C%20 فلافيا٪ 20Aparecida_2018.pdf. تم الوصول إليه في: 01 Nov. 2018. تكيف).

ترتبط الخصائص المنشطة لمتجر غرنا بمحتواه من الميثيل زانتين ، أحد أهمها مادة الكافيين ، الهيكل الموضح أدناه:

عند تحليل الصيغة البنائية للكافيين ، من الصحيح القول أن لها الوظائف والخصائص العضوية التالية:

أ) ألدهيد وأميد ، أساسي.

ب) أمين وأميد ، قلوي.

ج) أمين وكيتون ، قلوي.

د) كيتون وأميد ، مذبذب.

ه) حمض الكربوكسيل والأمين الأساسي.

دقة:

حرف الباء

تحليل بنية الكافيين ، يتم تحديد المجموعات الوظيفية أمين وأميد ، كما هو موضح في الصورة أدناه. نظرًا لأن هاتين المجموعتين لهما خاصية أساسية أو قلوية ، فإن الكافيين له أيضًا هذه الخاصية ، مما يعني أن محلول الكافيين المائي يحتوي على درجة حموضة أعلى من 7.

بقلم آنا لويزا لورينزن ليما
مدرس كيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/funcoes-nitrogenadas.htm